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阐述水文水文模型背景下垫面变化对洪水影响要求

收藏本文 2024-02-17 点赞:6849 浏览:20743 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本文主要是针对变化较大的流域进行分析和探索。首先利用1980年期间的次洪资料,来选定参数率,接着根据两方面数据的起伏变化来反映流域下垫面的变化。其次是通过1980年后期的参数重复1980年前期的洪水状况,最后计算出次洪径流深和洪峰的的结果,分析水文模型背景下垫面变化对洪水的影响。研究显示:在降水条件都一致的情况下,各流域的径流深和洪峰会随着自由水容量和河网水流消退系数的增大而减小,同时径流深的减小幅度会低于洪峰的减小幅度。相对于洪峰的影响,说明下垫面变化对洪峰的影响更严重。
关键词:新安江模型;新安江一海河流域水文模型;次洪模拟;下垫面变化
随着社会经济的突飞猛进,江河流域的水资源开发量日益增大。在20世纪的中期,由于人类的过度开发资源自然、地下水的过度开发和利用,对下垫面的变化造成严重影响。它的影响体现在以下几方面:包气带越来越厚,径流拦蓄发挥的作用过大,出现了严重的地下水渗漏情况。一般情况下,我们都是通过模型结构不变、调整参数和改变模型的结构这两种有效的方法进行流域下垫面变化的分析和探索。以下主要是,通过进行次洪模拟,我们立足于新安模型和经过改造的新安江一海河流域水文模型的研究。次洪径流深和洪峰变幅,是下垫面变化对洪水影响的先决条件。

一、三种模型的概述

1、新安江模型

新安江模型作为一个概念性模型,它的参数是比较具有分散性和随机性的。它主要是根据流域下垫面的水文、地理情况把整个流域分为无数个单元流域。各个单元流域中再进行汇流总量的计算,可以得出单元流域的出口流馈情况,接着把单元流域预报流量过程对流域出口的总流量进行合理的预测,最终可以得出流域预报流量的总结果。单元流域水文模拟的方法包括:蓄满产流机制和三层蒸散发计算模式、三水源划分坡地以及河网汇流两个阶段等。

2、新安江一海河流域水文模型

我们在新安江模型的基础上创新出新安江一海河流域水文模型。它的模块主要有四种:蒸散发、产流、分水源以及汇流等。其中蒸散发和产流模块与新安江模型是保持一致的。由于地下水漏斗对降水产流造成了非常大的影响,它的水源可以分为四种类型。在三水源的模块进行划分,对自来水补给深层地下部分可以进行大比例的增加。

二、对流域概况进行分析研究

1、流域一基本概况研究

流域一的地理位置处于大清河北支拒马河的上端,这条河流的发源地是在河北省沫源县境的内部地区。上游石门的上端地区都属于涞源盆地。开阔谷地主要分布在石门一紫荆关区间内部。紫荆关流域面积大约为l760平方千米,主河道长在80千米左右,河道纵坡大概为5%,流域平均宽度为大约有25千米。流域内植被严重受损,就是在局部区域才有一小片的小树林。据统计,流域多年平均降水量大约是660毫米。

2、流域二基本概况研究

流域二的地理位置处于大清河南支沙河支流的上端,这条沙河的发源地是在山西省灵邱县孤山。阜平的地理位置相当偏僻,地形多数以山坡为主。河道纵坡大约为0.55%,阜平上端的流域面积大概有2220平方千米。流域内植被的破坏程度也很严重,很多的绿色地带都不存在。流域多年平均降水量在600毫米左右。根据美国国家海洋和大气管理局提供的提供lkmxlkm DEM资料信息,在流域提取以及河网生成方面可以通过专业的AwView软件对研究区的DEM资料进行研究。

三、模型应用结果与分析

在流域一、流域二的降水、径流等方面的情况进行探索,研究的结果表明,在20世纪中期的前后,径流情况的区别是显而易见的。所以其中垫面条件发生显著变化的分界点主要的年份是在1980年。根据1980年的前后阶段,可以进行资料的整合,通过水文模型的研究对1980年前期和后期的次洪资料选择正确的参数率定。接着通过两方面数据的起伏情况,来研究流域下垫面的变化过程。最后利用洪径流深和洪峰的变化值来研究流域下垫面变化对洪水造成的影响。

1、新安江模型应用结果与分析

流域一内包括的雨量站非常多,比如:艾河、插箭岭、石门、东团堡、王安镇、紫荆关、团圆村、胡子峪、狮子峪、斜山以及乌龙沟等。其中的蒸发资料来源于安各庄的实测蒸发资料。本文研究的洪水资料的年份期间是从1956年到2005年。流域一的资料情况具有很大的复杂性和差异性,利用站点资料的和谐性和完整性,在1956年到1963年的整个期间内,选取除斜山和乌龙沟外的站点总共有九个。在1964年到1966年的站点总共有十个,其中不包括乌龙沟。在1967年到2005年,选取了所有的雨量站。
流域二内的雨量站总共有八个:不单只包括庄旺、冉庄、不老台、下关、砂窝,还有龙泉关、桥甫沟以及集阜平等地方。本文采取的洪水资料主要是1964年到2004年度期间的。水文下垫面变化对径流及洪水的影响具有很大的客观性,但是每个地方的雨量差异性很大,特别是暴雨量的影响程度也存在很大的差异性。在采用新安江模型进行次洪模拟的时候,选取的资料分为的量级主要有三种:小水、中水、大水等。接着再对小洪水、中洪水、大洪水进行不同阶段的模拟,但是对小洪水只需要模拟径流量。

2、新安江一海河流域水文模型应用结果与分析

各流域洪水资料及分级情况与新安江模型模拟的资料都保持一致性。各流域新安江一海河流域水文模型参数如下表所示。

1、流域新安江一海河流域水文模型参数


3、下垫面变化对洪水的影响分析

不同时间和阶段下垫面条件对径流深和洪峰都是不同的,我们可以进行定量的分析。主要是结合1980年前期和后期的模型参数,利用新安江模型和新安江一海河流域水文模型对1980年之前的洪水进行模拟。洪径流深和洪峰的平均变化幅度的研究结果如下图所示。

2、各流域1980年前期和后期参数模拟结果


结束语:在新时期下,大规模的流域治理比较明显,下垫面的变化日益明显,流域调蓄发挥的作用越来越大,地下水渗漏日益严重。新安江模型和新安江一海河流域水文模型模拟参数都反映了下垫面的显著变化。通过研究的数据和结果表明,海河流域的次洪径流深和洪峰会随着下垫面条件的改变使而呈现下降的趋势,径流深小于洪峰的减小幅度。相对于对径流深的影响,下垫面变化对洪峰的影响长远。

参考文献:
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摘自:毕业论文格式www.udooo.com

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