黄河中游典型流域水文模型构建及应用

发布时间：2020-04-28 06:12

【摘要】：在气候变化和人类活动逐渐加强影响下,黄河中游流域下垫面不断发生变化,进而致使其产汇流机制转换更为复杂。本研究以“十三五”国家重点研发计划“黄河流域水沙变化机理与趋势预测”中课题2“黄河流域多尺度洪水泥沙产输沙机制与模拟”之专题3“下垫面变化对产汇流机制及产输沙作用”为研究依托,在分析黄河中游产汇流模式基础上,基于不同产汇流模块构建对适用于下垫面变化状况下分布式水文模型并对典型流域的洪水过程进行模拟研究。运用构建的分布式水文模型在黄河中游典型流域——汾河上游静乐站控制流域和岔巴沟流域分别调用不同的产汇流模块对其洪水过程进行模拟,并对模拟结果进行评定分析,验证构建模型的适用性。本项研究结果不仅可以为黄河中游典型流域洪水预报提供参考依据,也进一步丰富了分布式水文模型在半干旱半湿润地区的应用。研究的主要内容和成果如下:1、查阅有关黄河中游气候变化和人类活动引起的下垫面条件变化有关研究成果,分析下垫面变化状况下黄河中游产汇流模式。分析结果表明黄河河中游产流模式任以超渗产流模式为主,随下垫面条件不断的变化,黄河中游某些流域的产流模式发生转变,局部产流转变为蓄满—超渗混合产流模式。2、考虑黄河中游下垫面条件变化状况,构建基于模块化思想的分布式水文模型。构建的分布式水文模型,在产流模块中考虑超渗产流和蓄满—超渗混合产流两种产流模式,汇流模块中考虑适用性较广的无因次单位线和等流时线法计算坡面汇流。将构建的分布式水文模型在黄河中游典型流域进行应用,并对其模拟精度进行评定分析,验证其适用性。3、构建的水文模型在汾河上游静乐水文站控制流域应用结果表明,在该流域1980~1998年阶段调用模型的超渗产流模块进行模拟,结果比较满意,达到了乙级预报水平,而混合产流模块在这一阶段结果相对较差。而在1999~2014年模拟预报时调用混合产流模块,模拟结果较理想,为乙级预报精度。表明,静乐站控制流域随着下垫面条件的变化,产流模式发生了一定的变化。4、模型在岔巴沟流域进行应用,除洪号为060730场次洪水模拟结果较差外,其他场次洪水模拟结果相对较理想。究其原因并不一定是本研究所构建水文模型不适用于该地区,在该流域洪水场次选取的过程中由于收集到的资料限制,可挑选的洪水场次较少,选取过程主观性影响较大,因此模型在该流域应用有待进一步深究。
【图文】：

3 基于产汇流模块分布式水文模型构建18图 3.2 分布式水文模型结构图3.2 平均降雨量计算方法由于在水文预报和水文分析中，，所用的降水量必须是面降雨量，而雨量站点观测到的降雨量是点降水量，因此需要将雨量站测定的点降水量进行转化处理为面降雨量。目前面降雨量处理的计算方法主要有等雨量线法、泰森多边形法、距离平方倒数法等，本研究中采用泰森多变边形法[93]按照各站点位置划分多边形进行权重计算出流流域平均面降雨量。在本研究中泰森变形的面积权重系数计算是基于 ArcGIS 软件中的泰森多边形法计算得到。在计算流域上导入各雨量站经纬度，通过 ArcGIS 软件绘制出多边形的分布，进而计算出各泰森多边形面积。流域面平均降雨量计算公式为

曲流域会发生产流的面积划分为 与 1 上发生的降雨强度大于流域土壤下渗能径流，而在 面积上，时段内流域上生地表径流，下渗量先补充土壤含水量，径流，称为蓄满产流。由于在黄河中游，初始土壤含水量也不同，下渗水量也蓄水容量曲线将流域计算产流面积划分达到田间持水量，此时降雨全部产流，大，降雨的下渗量必须首先满足土壤缺图 3.3 混合产流模式示意图
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P334.92

【参考文献】

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本文编号：2643157