基于改进新安江模型的岩溶地区径流过程模拟——以庙沟岩溶流域为例
发布时间：2021-11-21 15:21
为改善新安江模型对岩溶地区径流过程的模拟效果,根据岩溶地区降雨集中灌入补给的特点,对原始新安江模型结构进行了改进,定义降雨分配系数φ用来描述部分降雨通过管道转化为自由水,直接参与水源划分,并在前人研究的基础上,根据岩溶管道含水介质与裂隙含水介质径流过程的差异,采用快速地下径流水箱和慢速地下径流水箱分别描述地下径流（RG）中的快速径流部分和慢速径流部分。通过将改进的新安江模型应用于庙沟岩溶流域径流过程的模拟,结果表明:2014年3月1日—2014年12月1日期间,原始新安江模型模拟结果的平均确定性系数为0.592,改进的新安江模型模拟结果的平均确定性系数为0.901,且改进后新安江模型对单次洪水过程的模拟效果更好,模拟精度最高可达0.993;改进的新安江模型模拟精度随着参数φ值的增大逐渐增高,当参数φ值为0.61时,模型模拟效果最优;参数φ提高了岩溶地区径流对降雨的敏感度,该参数敏感性较强。
【文章来源】：安全与环境工程. 2020,27(03)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
庙沟岩溶流域水系概况图
新安江模型以蓄满产流为理论基础,该模型结构为分散性结构。如图2所示,降雨信号输入模型后转化为张力水,此时一部分水量耗于蒸散发,采用三层蒸发模型进行蒸散发计算,另一部分水量转化为自由水,并将水源划分为地表径流、壤中流和地下径流三部分;最后采用马斯京根法进行河道汇流计算。为了验证原始新安江模型对岩溶流域径流过程的模拟效果,采用原始新安江模型对庙沟岩溶流域进行了一次预模拟,选取的时间序列为2014年3月2日到2014年9月2日,期间共有4次小洪峰,1次大洪峰。原始新安江模型预模拟采用遗传算法对模型参数进行率定,预模拟参数率定值见表1,预模拟的效果图见图3。
表1 原始新安江模型预模拟参数率定值[8]Table 1 Pre-simulation parameters of the original Xin’anjiang model[8] 参数 物理意义 取值范围 率定值 参数 物理意义 取值范围 率定值 WUM 上层张力水容量/mm [0,50] 23.63 SM 流域平均自由水蓄水容量/mm [0,50] 24.21 WLM 下层张力水容量/mm [0,50] 0.24 KI 壤中流日出流系数 [0,0.3] 0.10 WDM 深层张力水容量/mm [0,40] 8.01 KC 流域蒸散发折算系数 [0,0.75] 0.71 C 深层水蒸散发折算系数 [0.1,0.15] 0.14 CI 壤中流消退系数 [0,1] 0.000 05 WM 流域平均张力水蓄水容量/mm [0,200] 31.88 CG 地下水消退系数 [0,1] 0.000 28 B 张力水蓄水容量曲线方次 [0.2,0.3] 0.30 KE 蓄量系数 [0.5,2] 1.27 IM 不透水面积占流域面积的比例 [0.01,0.04] 0.012 XE 流量比重因数 [0.1,0.5] 0.13 KG 地下水日出流系数 [0,1] 0.9从原始新安江模型预模拟的结果可以发现以下现象:
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LH-OAT方法的VG模型参数敏感性分析[J]. 秦萍,王正,孙兆军,禹昭. 节水灌溉. 2019(10)
[2]基于下垫面特征计算张力水蓄水容量的方法[J]. 贾云飞,闫志方. 人民珠江. 2019(07)
[3]基于Morris和Sobol的水文模型参数敏感性分析[J]. 刘松,佘敦先,张利平,丁凯熙,郭梦瑶,陈森林. 长江流域资源与环境. 2019(06)
[4]概念性流域水文模型参数校准[J]. 王越霄,宣淼,云天禹,李成振. 东北水利水电. 2019(04)
[5]基于包气带厚度的流域蓄水容量计算及水文模拟[J]. 杨哲,张行南,夏达忠,方园皓. 水力发电学报. 2015(03)
[6]岩溶地区水文模型综述[J]. 常勇,刘玲. 工程勘察. 2015(03)
[7]新安江模型在贵州岩溶地区的改进与应用[J]. 郝庆庆,陈喜,马建良. 水电能源科学. 2009(04)
[8]雷达估测降雨与水文模型的耦合在洪水预报中的应用[J]. 李致家,刘金涛,葛文忠,赵坤. 河海大学学报(自然科学版). 2004(06)
[9]GIS在三峡流域水文模拟中的应用[J]. 井立阳,张行南,王俊,程海云. 水利学报. 2004(04)
[10]新安江模型在岩溶地区的应用[J]. 庄一鸰,张泉生,张健云,李杰友. 河海大学学报. 1989(04)
博士论文
[1]南方岩溶水循环的物理机制及数学模型研究[D]. 罗明明.中国地质大学 2017
硕士论文
[1]基于SAC改进模型的岩溶流域降水—径流过程模拟研究[D]. 郭绪磊.中国地质大学 2019
本文编号：3509755
【文章来源】：安全与环境工程. 2020,27(03)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
庙沟岩溶流域水系概况图
新安江模型以蓄满产流为理论基础,该模型结构为分散性结构。如图2所示,降雨信号输入模型后转化为张力水,此时一部分水量耗于蒸散发,采用三层蒸发模型进行蒸散发计算,另一部分水量转化为自由水,并将水源划分为地表径流、壤中流和地下径流三部分;最后采用马斯京根法进行河道汇流计算。为了验证原始新安江模型对岩溶流域径流过程的模拟效果,采用原始新安江模型对庙沟岩溶流域进行了一次预模拟,选取的时间序列为2014年3月2日到2014年9月2日,期间共有4次小洪峰,1次大洪峰。原始新安江模型预模拟采用遗传算法对模型参数进行率定,预模拟参数率定值见表1,预模拟的效果图见图3。
表1 原始新安江模型预模拟参数率定值[8]Table 1 Pre-simulation parameters of the original Xin’anjiang model[8] 参数 物理意义 取值范围 率定值 参数 物理意义 取值范围 率定值 WUM 上层张力水容量/mm [0,50] 23.63 SM 流域平均自由水蓄水容量/mm [0,50] 24.21 WLM 下层张力水容量/mm [0,50] 0.24 KI 壤中流日出流系数 [0,0.3] 0.10 WDM 深层张力水容量/mm [0,40] 8.01 KC 流域蒸散发折算系数 [0,0.75] 0.71 C 深层水蒸散发折算系数 [0.1,0.15] 0.14 CI 壤中流消退系数 [0,1] 0.000 05 WM 流域平均张力水蓄水容量/mm [0,200] 31.88 CG 地下水消退系数 [0,1] 0.000 28 B 张力水蓄水容量曲线方次 [0.2,0.3] 0.30 KE 蓄量系数 [0.5,2] 1.27 IM 不透水面积占流域面积的比例 [0.01,0.04] 0.012 XE 流量比重因数 [0.1,0.5] 0.13 KG 地下水日出流系数 [0,1] 0.9从原始新安江模型预模拟的结果可以发现以下现象:
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于LH-OAT方法的VG模型参数敏感性分析[J]. 秦萍,王正,孙兆军,禹昭. 节水灌溉. 2019(10)
[2]基于下垫面特征计算张力水蓄水容量的方法[J]. 贾云飞,闫志方. 人民珠江. 2019(07)
[3]基于Morris和Sobol的水文模型参数敏感性分析[J]. 刘松,佘敦先,张利平,丁凯熙,郭梦瑶,陈森林. 长江流域资源与环境. 2019(06)
[4]概念性流域水文模型参数校准[J]. 王越霄,宣淼,云天禹,李成振. 东北水利水电. 2019(04)
[5]基于包气带厚度的流域蓄水容量计算及水文模拟[J]. 杨哲,张行南,夏达忠,方园皓. 水力发电学报. 2015(03)
[6]岩溶地区水文模型综述[J]. 常勇,刘玲. 工程勘察. 2015(03)
[7]新安江模型在贵州岩溶地区的改进与应用[J]. 郝庆庆,陈喜,马建良. 水电能源科学. 2009(04)
[8]雷达估测降雨与水文模型的耦合在洪水预报中的应用[J]. 李致家,刘金涛,葛文忠,赵坤. 河海大学学报(自然科学版). 2004(06)
[9]GIS在三峡流域水文模拟中的应用[J]. 井立阳,张行南,王俊,程海云. 水利学报. 2004(04)
[10]新安江模型在岩溶地区的应用[J]. 庄一鸰,张泉生,张健云,李杰友. 河海大学学报. 1989(04)
博士论文
[1]南方岩溶水循环的物理机制及数学模型研究[D]. 罗明明.中国地质大学 2017
硕士论文
[1]基于SAC改进模型的岩溶流域降水—径流过程模拟研究[D]. 郭绪磊.中国地质大学 2019
本文编号：3509755
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/dqwllw/3509755.html
