新安江模型的改进及在浑河北口前流域的应用研究

【摘要】： 浑河作为辽宁省内大型河流之一,为抚顺和沈阳市工业、农业和生活提供了丰富的水量。流域水文模型是进行水资源供需平衡分析、进而进行优化配置的前提和基础。本研究着重研究新安江模型的汇流部分,目的是使新安江模型经过改进后,结构更加合理,提高模型在浑河北口前流域应用的精度。这对于浑河流域水利工程的调度运行管理和水资源优化配置以及防洪、调蓄、供水的综合功能都具有十分重要的意义。 本文利用ArcGIS软件的水文分析模块,提取了浑河北口前流域的河网图。将浑河北口前流域按照流域分水线划分为六个单元,确保每一个单元有一个出口和一个雨量站,并计算出单元流域面积与权重。对汇流计算过程进行了简化处理。根据流域的DEM,利用ArcGIS软件提取计算出每一单元流域的形态因子和平均坡度。建立流域的形态因子、平均坡度与模型汇流参数间的定量关系,改进汇流计算公式。改进后新安江模型能够充分考虑地形特征的空间分布对径流汇流的影响,使模型结构更加符合径流形成的客观规律。 在浑河北口前流域应用新安江模型进行日模计算时,打破了在北方流域只进行6～9月连续演算的传统,进行全年连续计算,2000年至2005年的径流深相对误差分别为10.48%、-5.7%、-26.87%、-4.15%、7.41%和13.25%,除2002误差较大外,其余年份均满足误差要求,模拟效果较好。结果表明新安江模型可用于浑河北口前流域的全年径流预报,为北方地区的径流预报提供参考,进一步验证了新安江模型在北方半湿润地区的实用性和所能达到的精度,推进了新安江模型在北方半湿润地区的应用。 在浑河北口前流域应用改进后的新安江模型,并与改进前的新安江模型进行对比,结果表明,改进后的新安江模型可以在很大程度上提高模型对径流的模拟精度。改进后日模在进行全年连续计算时,径流深相对误差分别为8.27%、-5.68%、-19.36%、-5.41%、6.95%和12.78%,所有年份的径流深相对误差均满足误差要求,应用效果比改进前更好。改进后次模的计算精度得到了较大的提高,特别是确定性系数。从径流深相对误差来看,小于10%的次数由改进前的66.67%增加到83.33%。从洪峰流量相对误差来看,改进前后相差不大。从确定性系数来看,达到甲等标准的次数改进前后相同,达到乙等标准的次数由改进前的33.33%增加到66.67%,达到丙等标准的次数由改进前的50%减少到16.67%,确定性系数得到了较大的提高。