一、水文模型进展及展望（论文文献综述）
杨文发,王乐,张俊[1]（2021）在《流域多尺度水文预报应用进展及适用性探讨》文中指出水文预报作为一项非工程措施,在水旱灾害防御、水资源综合利用,以及社会经济建设等领域发挥着越来越重要的支撑和保障作用。回顾了近年来国内外有关流域水文预报技术应用进展,梳理了流域多尺度水文预报的概念,系统性地阐述了多尺度水文预报应用中的关键技术和方法、面临的问题和不足以及未来的发展趋势,并重点探讨了流域水文预报中涉及的不确定性因素以及水文气象耦合方面的不匹配性等问题。最后,基于对流域水文预报适用性的分析,强调了在拓展流域不同预见期水文预报新业务实践中考虑水文预报适用性的重要性,提出了现状条件下拓展多尺度流域水文预报业务的指导性原则及建议。
郝改瑞[2]（2021）在《汉江流域陕西段非点源污染特征及模型模拟研究》文中研究表明在人类活动和气候变化的双重影响下,流域非点源污染形势严峻,而且面临多要素耦合驱动及多时空过程相互影响的问题。本文以汉江流域陕西段为研究区域,通过监测和实验相结合的方式开展了汉江流域陕西段非点源污染的研究,分析流域气象水文要素的变化特征,研究汉江流域非点源污染产生的特征、规律和机理,构建流域分布式非点源污染模型,探讨土地利用变化和未来气候变化对非点源污染的影响。论文主要的研究成果及结论如下:（1）通过流域近48年的气象水文要素的时空变化情况分析,发现流域降雨量呈下降趋势,降水强度呈小幅上升趋势,气温呈显着上升趋势,近十年年平均气温比80年代的年均气温升高了近1.0℃,三者均具有一个27 a左右的主周期,且降雨量和降水强度均呈现由北到南增加趋势,气温呈现由西北到东南增大趋势。武侯镇、安康站和丹凤站的径流量在0.05显着水平下呈现不明显的下降趋势,麻街站径流量呈现不显着上升趋势,各水文站年际间径流量无明显变化规律,前3个水文站径流量均有一个20 a左右的主周期,麻街站径流量有7 a左右的周期。武侯镇和安康站泥沙量随时间上升趋势不明显,麻街站和丹凤站泥沙量随时间下降趋势不明显,四个水文站点泥沙量的周期性均不明显。（2）通过汉江流域陕西段径流小区、杨柳小流域和安康断面以上流域三个空间尺度的非点源污染过程研究,表明降雨径流均呈现显着的非线性关系,径流量、泥沙量、产污量之间呈现较高的正相关关系。各径流小区氮素（TN、NH3-N、NO3-N）和磷素（TP、SRP）的流失强度均值分别为0.12 kg/ha和0.0137 kg/ha,杨柳小流域对应的氮素和磷素的流失强度分别为0.16 kg/ha和0.0165 kg/ha,氮磷素流失强度表现为杨柳小流域>小区。汛期杨柳小流域输沙模数为8.04 t/km2,径流小区平均土壤流失量为1.31 t/km2,发现土壤流失量也表现为杨柳小流域>径流小区。两者氮磷素流失的主要形态是硝态氮和正磷。安康断面以上流域不同监测指标2011～2018年的非点源负荷均值超过60%,个别年份贡献占比达到80%以上。（3）分布式非点源污染模型从降雨径流、土壤侵蚀和污染物迁移转化进行了构建,并在不同空间尺度进行了验证。产汇流模块分别选择了分布式时变增益模型（DTVGM）和逆高斯汇流模型。模拟结果如下:杨柳小流域2020年校准期（6场）和验证期（2场）洪水过程模拟的NSE系数分别达到了 0.68和0.73。2003～2018年汉江支流恒河流域年、月、日尺度流量过程的NSE系数均值分别为0.94、0.93和0.73。2003～2018年安康断面以上流域年、月、日尺度流量过程的NSE系数分别为0.95、0.91和0.68。土壤侵蚀模块采用修正的通用土壤流失方程（RUSLE）,模拟结果如下:杨柳小流域和安康断面以上流域年泥沙输移比分别为0.445和0.36,与长江水利委员会研究结果（长江流域的泥沙迁移比大约为0.1～0.4）一致。联合土壤侵蚀产沙过程和产汇流过程,分别建立了颗粒态和溶解态非点源污染模型,模拟结果如下:杨柳小流域颗粒态氮（PN）和颗粒态磷（PP）的流失量分别为31.36 kg/（hm2-a）和14.66 kg/（hm2·a）。安康断面流域的PN和PP的流失量分别为957.84 kg/（km2·a）和85.62 kg/（km2.a）。通过杨柳小流域不同场次污染物过程模拟,确定TN、NH3-N、NO3-N、TP和SRP污染物的NSE系数均值分别为0.69、0.74、0.79、0.71和0.71。安康断面以上流域NH3-N和TP污染过程模拟的NSE系数分别为0.78和0.83。从而说明模型在研究区适用,模拟结果可信。（4）汉江流域陕西段1995-2020年土地利用变化较小,近十年林地增幅较大。流域斑块类型优势地位明显上升,破碎化程度有所缓解,景观类型较原先水平丰富多样。对比2011～2018年非点源污染空间分布以及SWAT模型模拟结果,发现模拟结果具有一致性,流域偏南区域污染负荷多,其原因是降雨量大。草地面积最大所带来的土壤侵蚀也最严重,它和耕地对流域土壤侵蚀量和颗粒态氮磷负荷贡献均较大。8～15°区域带来的土壤侵蚀量最大,所携带的颗粒态氮磷负荷贡献也最大,5～8°区域的贡献率处于第二位。溶解态氮磷负荷逐年递减,草地贡献最大,林地和耕地次之。0～5°区域的溶解态负荷量最大,8～15°和5～8°的区域次之。颗粒态氮磷负荷与蔓延度指数CONTAG、最大斑块指数LPI和聚集度指数AI表现出明显的正相关性,溶解态NH3-N和TP与景观形状指数LSI、LPI和AI表现出正相关性,说明流域景观的多样性、破碎度和聚散型的增加会加大营养物输出的风险。（5）采用天气发生器NCC/GU-WG生成研究区域未来30年（2021～2050）的气候变化情景,历史气象观测资料与预报要素均取得较理想的结果,模拟效果表现为气温>降雨量,日最低气温>日最高气温。与基准期（1971～2000年）相比,未来情景逐日降雨量变化不大,除石泉站以外站点降雨量均减小,各站点日最高/最低气温均有小幅增加趋势。气候变化情景下非点源污染负荷的响应分析表明,由于气候变化带来的影响,安康断面以上流域未来30年径流量、NH3-N、TP均有小幅上升的趋势。
陈光照[3]（2021）在《城市内涝过程高效高分辨率模拟预报方法研究》文中提出城市内涝过程预报是降低内涝风险、保障人身财产安全的重要非工程措施。针对传统城市内涝预报方法空间分辨率低、预见期短,无法准确、及时地预测出内涝过程的问题,本文通过集成数值气象预报模式和高效高分辨率洪涝过程数值模型,构建具有高分辨率、长预见期特性的城市内涝过程预报模型。城市内涝过程预报模型通过GRAPESMESO数值气象模式生成降雨预报数据,该模式是一个以多尺度通用动力模式为核心,以统一软件编程标准为平台的新一代数值预报模式系统,每天两次（00:00和12:00）对模拟区域的未来72h降雨数据进行滚动更新,时空分辨率为3h及10km。洪涝过程数值模型采用Green-Ampt模型计算土壤下渗过程;A.P.J.D E ROO方法综合了 Aston模型和植被冠层截留能力公式,用来准确计算植物截留过程;地表径流、管网排水过程通过数值求解二维浅水方程、扩散波方程的方法进行计算。此外,数值模型采用了高分辨率DEM地形数据表征复杂的城市地表形态,引入了 GPU并行加速计算技术实现在不降低计算精度的条件下大幅提升计算效率。为了进一步提高降雨预报数据精度,提出了基于回归分析法的数据重构公式。同时构建了降雨空间不均匀性对内涝积水过程的影响评估分析方法,分析了在不同不均匀系数Cv、降雨重现期、雨峰系数条件下,降雨空间分布不均引起的模拟结果偏差量。结果表明降雨的空间不均匀分布性质对淹没空间分布、淹没量、危险程度和淹没时间都有所影响,淹没空间将变得更加集中;淹没量峰值有增加的趋势;更危险的区域将扩大;而淹没峰值时间将滞后。在建模完成的基础上,通过6场不同特征暴雨条件下的典型城市内涝过程验证了模型的准确性、稳定性及高效性;采用了影响城市社会经济活动的主要洪涝影响因素（淹没深度和淹没面积）作为评价指标量化评估预报精度,并将三种降雨数据（降雨观测数据、原始降雨预报数据、重构降雨预报数据）分别驱动洪涝数值模型进行模拟计算。三种降雨数据下的模拟结果对比分析表明,模型能正确预报内涝淹没地点,且计算高效,模拟537万个网格单元区域6小时内涝过程仅耗时2.45小时。修正后的预报模拟结果精度较未修正时有了较大的提升,淹没面积和积水深度的平均相对误差分别为35%和2.5%。可见洪涝预报模型具有较好地预报性能,对指导防洪及可持续性城市雨洪管理具有一定的应用价值。
钟华昱[4]（2021）在《考虑水文预报不确定性的跨流域调水工程优化调度研究》文中指出水文系统的高度非线性以及径流形成机制的复杂性,导致天然入库径流难以准确预报。利用预报不准的径流信息指导水工程调度决策,将不可避免地产生运行风险。跨流域调水工程初始投资巨大,在实际运行管理过程中,考虑预报不确定性的跨流域调水工程优化调度可进一步挖掘工程的运行,提高工程运行效益。如何实现预报和调度的有效融合,是当前亟待解决的关键难题。本文以引汉济渭跨流域调水工程中长期调度为研究对象,分析了预报不确定性对调度性能指标的影响;并在此基础上,提出了一种高效耦合集合预报信息的跨流域调水工程优化调度方法。论文的主要工作和结论如下:（1）基于历史径流资料,制订了确定性的跨流域调水工程优化调度规则。确定了调水规则的基本型式,用于对调水过程进行长系列模拟;构建了以系统缺水指数最小、水电站发电量最大和泵站耗电量最小为目标的多目标优化调度模型,采用多目标布谷鸟算法,在“参数-模拟-优化”框架下,识别了调度规则参数。结果表明:三个调度目标之间存在相互制约关系;采用层次分析法优选多年平均调水10亿m3和15亿m3情景下的调度规则,对应缺水指数、发电量和耗电量分别为0.68、3.89亿kW·h、2.98亿kW·h和3.41、3.60亿、5.14亿kW·h;通过参数解码后得到的调度图上、下调度线不交叉,调度线变化平稳,优化结果合理。（2）基于上述制订的确定性优化调度规则,分析了径流预报不确定性对调度性能指标的影响。采用了四种方法优选预报因子:相关系数法、逐步回归法、互信息法和最大信息系数法;构建了三种入库径流预报模型:BP神经网络模型、极限学习机模型、两参数月水量平衡模型;将径流预报过程输入到基于历史径流资料制订的确定性优化调度规则中,以量化预报不确定性对缺水指数、发电量和耗电量的影响。结果表明:多年平均调水10亿m3情景下,缺水指数的变化率分别为+435.3%、+133.8%、+573.5%,发电量的变化率分别为-3.3%、-1.8%、-9.8%,耗电量的变化率分别为+20.1%、+3.4%、+5.7%;多年平均调水15亿m3情景下,缺水指数的变化率分别为+111.4%、+65.1%、+180.1%,发电量入的径流预报信息存在预报不确定性时,跨流域调水工程调度性能显着下降。（3）基于集合预报信息,制订了考虑预报不确定性的跨流域调水工程优化调度规则。采用多模型随机组合方法生成集合预报信息;利用同步回代缩减算法将集合预报样本缩减为几种典型场景以及对应的发生概率;基于典型预报场景构建水库多目标优化调度模型,使得水库在多场景下性能指标的期望值最优。研究结果表明:基于多模型随机组合方法的集合预报区间在低流量时较小,在高流量时较大,能较真实地反映预报不确定性;采用同步回代缩减算法将场景从1000缩减至20时,场景均值和标准差的变化率在1%以内,计算耗时从49.17 h下降至1.05 h;与确定性调度规则相比,多年平均调水10亿m3情景下,考虑了预报不确定性的调度规则缺水指数平均变化率为-19.4%,发电量的平均变化率为+2.1%,耗电量的平均变化率为-10.1%;多年平均调水15亿m3情景下,考虑了预报不确定性的调度规则缺水指数平均变化率为-9.2%,发电量的平均变化率为+1.9%,耗电量的平均变化率为-5.0%。当预报不准时,考虑预报不确定性的调度规则供水效果明显变好,发电量略微提升,耗电量略微下降,整体性能优于确定性调度规则。
杨少雄[5]（2021）在《雨洪设施径流控制效果快速评估模型研究及应用》文中研究说明近年来全球气候变化,极端降雨频发,再加上我国城市化进程加快,下垫面硬化及城市管网设计承载力较低导致。为有效解决城市洪涝频发的问题,我国大力推行海绵城市试点建设。径流控制效果是海绵城市建设效果评估的重要指标之一,因此开发出一套径流控制效果评估模型具有重要的意义。基于此,本文开发出一套统筹前处理、水文水动力核心计算及后评估算法的标准化可移植的雨洪设施径流控制效果快速评估模型。该模型更加完整详尽的考虑了径流控制效果评估的各个阶段:前处理部分基于RGB颜色矩阵自动识别划分研究区域土地利用类型,并匹配形成土地利用矩阵;产流计算采用超渗产流法进行计算,考虑了蒸发、植物截留及下渗过程,蒸发量采用实测方法进行计算,植物截留量的计算采用Horton方法进行计算,下渗过程采用Horton下渗方法进行计算,汇流部分的计算采用曼宁公式进行计算,对于城市管网排水的计算基于城市管网节点采用孔流公式计算管网排出水量,构建科学的演进规则来进行地表径流演进计算,计算得到研究区域控制的径流,继而通过控制水量与降雨总水量之比计算研究区域径流控制率,从而对研究区域雨洪设施径流控制效果进行有效评估。同时引入CPU并行加速技术,在不降低评估进度的条件下提升计算速度。该模型统筹径流控制效果评估的各个阶段以弥补常用的城市雨洪模型建模时间长,前后处理不一致导致评估结果差异的不足及径流系数法无完整水文水动力计算过程的不足,达成了构建内容更为全面,评估效率更为高效的雨洪设施径流控制效果快速评估模型的目标。在模型构建完成的基础上,基于控制变量法对模型的关键参数进行敏感性分析,结果显示:稳定下渗率是敏感性最大的参数,其他参数排序为:孔口流量系数>不透水区洼蓄量>透水区洼蓄量。通过理想实验及实际工程算例的模拟对比对构建模型的准确性及高效性进行验证。在理想实验算例中,利用实验实测数据与雨洪设施径流控制效果快速评估模型的模拟结果进行对比分析,结果表明,在理想实验条件下,模型评估结果与实验分析结果吻合良好;在实际工程算例中,下垫面条件更为复杂,但模拟结果与传统城市雨洪模型对比仍具有较高精度,满足实际工程需求,且单次评估时间较短,满足快速模拟的要求。最后将模型应用于西安市老城区某典型海绵改造社区,对该社区不同重现期设计降雨条件下的径流控制率进行了评估,结果显示随着降雨重现期的增加径流控制率逐渐降低,符合实际的规律;同时将模型用于降雨时长对径流控制率影响规律的研究,结果显示,在同一降雨量条件下,随着降雨时长的增加,径流控制率逐渐增加,研究区域将控制更多的径流,可见本文模型对径流控制效果评估及海绵城市规划优化具有重要的应用价值。
武海喆[6]（2021）在《渭河水文模拟中气象数据的适用性及模型参数特性研究》文中认为近百年来,随着人类活动对大气以及下垫面的高强度干扰,全球气候变暖愈发明显,流域的降水、蒸发、径流等水文气象环节受到直接性的影响。降水和潜在蒸散发作为水文模拟最重要的气象输入数据,评价不同方法得到的潜在蒸散发量和降水数据的水文模拟适用性,对于揭示变化环境下流域产流规律具有重要价值,对黄河流域的生态保护和水资源安全具有重要意义。研究“非稳态”流域的水文模型参数时变特征,建立能够代表流域特征变化规律的模型参数估计方法,将在一定程度上改善水文模型在变化环境下的模拟和预测精度。本论文以渭河北道水文站上游流域为研究区,首先对研究区的生态水文气象要素的时空演变规律进行分析;然后,采用分布式SWAT水文模型,分析了不同估算方法的潜在蒸散发数据在渭河上游流域水文模拟中的适用性;其次,以地面站点实测降水数据为参考基准,评价了 CMFD、MSWEP、CMADS降水产品的多尺度精度,设置两种参数情景检验了不同降水产品作为SWAT模型的降水数据的可行性;最后,通过分段率定获取了水文模型时变参数序列,分析了模型参数与流域降水、潜在蒸散发、NDVI等环境表征因子的关系。取得的主要研究成果如下:（1）针对研究区域降水、潜在蒸散发、气温、径流、植被指数等要素,采用线性回归法和累积距平法,揭示了流域生态水文气象要素的演变规律。结果表明:1965-2017年的年降水量呈递减趋势,年潜在蒸散发量、年均气温和年径流深均呈递增趋势;年潜在蒸散发量在1994年前后发生显着性突变,年均气温在1997年前后发生显着性突变;年均NDVI值呈显着增长趋势,在2011年之后植被状况得到明显改善,从2001年到2017年流域年均NDVI值增加了 19.7%。（2）基于北道水文站上游流域的下垫面数据和2001-2017年水文气象数据,构建了SWAT水文模型,并对日径流进行了参数率定和验证。结果表明:敏感的参数共6个,其中最敏感的参数是径流曲线数CN2,除了个别年份外,北道水文站的日径流模拟值能够较好的反映出日流量变化过程,率定期模型评价指标确定性系数R2、Nash-Sutcliffe效率系数和KGE系数均大于0.54,能够满足水文模拟精度要求。SWAT模型在渭河上游流域具有较好的适用性。（3）采用Penman-Monteith法（PETP-M）和E-601型蒸发皿蒸发数据（PET601）分别驱动SWAT模型,使用SUFI-2优化算法进行参数敏感性分析、模型率定、验证和不确定性分析。结果表明:不同方法所得潜在蒸散发量值差异较大,PET601法潜在蒸散发量低于Penman-Monteith法,但都具有相似的年内分布。使用PETP-M和PET601驱动水文模型模拟径流过程,水文模拟精度较好,PET601法更适合渭河流域,潜在蒸散发的偏差对于水文模拟的影响由于模型参数的调整明显削弱很多。（4）结合研究区域地面站点观测数据,定量分析了多源融合降水数据CMFD、MSWEP、大气同化数据CMADS等降水产品的多时空尺度的精度,这3套降水数据基本上能够反映流域降水空间分布规律,但存在一定程度的偏差,在各时间尺度的降水量对比中MSWEP表现较优,日尺度的平均误差仅为0.05 mm。各降水产品分别驱动SWAT模型可以很好的模拟渭河上游日流量过程,对各降水数据分别率定参数后的模拟精度比相同参数的结果明显改善,这些降水产品在渭河流域水文模拟中具有替代地面站点实测降水数据的潜力。（5）以每1年为时段分段率定SWAT模型,获取了水文模型时变参数序列,分析了4个模型参数与流域降水、潜在蒸散发、NDVI等环境表征因子的关系。研究表明:模型参数在研究期内均随着时间发生不同程度的波动,参数ESCO的变化与流域蒸发量逐年递增的规律相同。模型参数均与流域潜在蒸发表现出一定的相关关系,说明在渭河上游水文模型参数变化与流域潜在蒸散发的变化密切相关,因此可以将潜在蒸散发作为模型参数动态变化的表征因子。
赵泽谦[7]（2021）在《多模型融合的水文集合概率预报方法研究》文中进行了进一步梳理准确、可靠的水文预报是水资源开发利用的基础。如何进一步提高预报精度,同时准确量化或表征预报的不确定性,是现阶段水文预报领域的热点和难点问题。集合概率预报以概率或区间的形式表征预报的不确定性,是未来水文预报的重点发展方向。因此,开展水文集合概率预报研究,对于科学指导水库运行调度,充分发挥水资源的综合利用效益,具有重要的理论意义和实际应用价值。本论文以汉江上游黄金峡水库入库径流集合概率预报为研究对象,在构建多个单一预报模型的基础上,提出了一种基于多模型随机组合的径流集合概率预报方法（SCMM）。将SCMM方法与贝叶斯模型平均（BMA）方法进行对比,以论证所提方法的合理性和有效性。论文主要工作及结论如下:（1）搭建了涵盖线性与非线性,白箱与黑箱,物理概念与数据驱动的多种径流预报模型。采用多方法筛选预报因子,构建人工神经网络模型（BP）、多元线性回归模型（MLR）、支持向量机模型（SVM）、随机森林模型（RF）、极限学习机模型（ELM）、径向基神经网络模型（RBF）、两参数月水量平衡模型（TPWB）7种单一确定性预报模型,采用平均绝对误差（MAE）、纳什效率系数（NSE）、均方根误差（RMSE）、平均百分比误差（MAPE）,以及拟合优度系数（R2）作为确定性预报评价指标以评定预报结果。结果表明:7种模型在检验期中NSE均在0.65以上;拟合优度系数R2在0.80以上,其中SVM、ELM的NSE最优、TPWB的NSE最差。ELM检验期的RMSE、MAE、MAPE分别为81.5m3/s、49.3m3/s、0.41%,综合误差最小;TPWB分别为102m3/s、72.2m3/s、0.8%,综合误差最大。（2）构建了基于BMA方法的径流集合概率预报模型。采用MCMC-DREAM抽样算法计算模型参数的后验分布,通过DREAM算法估计模型的最佳参数。采用平均相对区间宽度、区间覆盖度和连续排位概率评分作为集合概率预报结果的评价指标,对比了基于同参数方差正态分布、异参数方差正态分布以及伽马分布三种分布作为后验分布的BMA模型。结果表明:基于同参数方差正态分布构造的BMA模型RMSE最高;异参数方差正态分布构造的BMA模型在三个模型中RMSE最低。相较于确定性预报模型中最优的ELM模型,BMA模型的RMSE、MAE略低于ELM,但拟合优度系数R2优于ELM。（3）构建了基于SCMM方法的径流集合概率预报模型。对单一确定性模型进行组合,并以随机加权方式建立集合预报模式,采用多目标遗传算法率定集合预报成员模型权重的上下限,最终得到预报样本和能够量化预报不确定性的预报区间。结果表明:SCMM模型的区间覆盖度为95%,高于BMA模型（80%）,且SCMM模型的预报区间在低流量时较小,在高流量时较大,更能真实地反映预报的不确定性,SCMM模型的区间预报性能更优;SCMM模型的连续概率评分为4.37,BMA模型的为53.7,SCMM模型的概率预报性能更优。SCMM均值预报的RMSE为22.4 m3/s,BMA均值预报的RMSE为85.7 m3/s,SCMM模型的均值预报误差远小于BMA模型。尽管SCMM模型预报平均区间宽度高于BMA模型,但考虑到该集合预报方法结构简单、参数较少,区间及概率预报性能更优。因此,所提出的SCMM方法在实际作业预报中仍具有一定的竞争力。
刘刚[8]（2021）在《秦巴山区中小河流洪水预警预报系统研究 ——以引汉济渭调水工程施工区为例》文中研究指明复杂的地形地质条件和特殊气候降雨特征,导致我国洪水灾害频发。特别是广大中小河流地区,受经济社会发展的影响和制约,观测资料缺乏、监测手段有限、下垫面复杂多变,洪水灾害造成的基础设施破坏、人员财产损失更为严重。围绕资料缺乏秦巴山区中小河流,开发合适的洪水预警预报系统,为进一步提高洪水风险管理水平、减轻或降低洪水影响损害具有重要意义。引汉济渭工程三河口水利枢纽及秦岭隧洞施工区所在区域的椒溪河、蒲河、汶水河及其支流,地处秦巴中高山区,暴雨洪水频发。研究开发洪水预警预报系统,在灾害性洪水出现前1～3小时以上,向工程建设、施工单位及相关防汛指挥机构提供洪水预警预报信息,为科学有序地实施防洪预案提供可靠依据。此外,根据洪水预警预报结果,及时组织施工期人员实施防洪措施,避免或者减轻洪水灾害造成重大人员伤亡和设施设备损失,保证各施工区的防洪安全的同时,并为三河口枢纽运行的科学调度管理奠定基础。本文以引汉济渭调水工程施工区为主要研究对象,根据历史水位、流量、降雨量监测数据,分析研究河流产汇流规律,合理确定施工区致灾洪水预警阈值;选定适合流域特性的洪水预警预报模型,引入数字高程（DEM）等技术研制引汉济渭工程洪水预报系统,对确保汛期引汉济渭工程安全施工具有重要的实用价值和现实意义。本文取得的主要研究成果如下:（1）分析了研究区的降雨洪水特性和产汇流特性规律。采用历史降雨和径流资料,分析研究区降雨、径流年际变化和年内分配特性,年径流量与流域面平均年降水量相关性关系较好（R2=0.87）。径流深预报图结果表明径流深（R）与计算平均雨量、前期影响雨量（P+Pa）相关性较好（R2=0.80）。推求得到的降雨中心在椒溪河、汶水河和全流域均匀降水三种情况的大河坝站1h单位线,可用于实时洪水预警预报作业。（2）建立了研究区洪水致灾洪水预警指标,确定了临界预警阈值。结合现场实际踏勘,筛选确定了越岭隧洞岭南施工区蒲河0#、1#、3#施工点和三河口水利枢纽坝址进行预警指标研究。综合汇流时间、站网分布、信息收集等因素,确定了关键预警河道断面和临界雨量或水位（流量）及相应的预警响应时间。结合建设进度和防汛要求,确定三河口水利枢纽坝址2016-2017年临界流量为2640 m3/s（P=10%）,2018年临界流量为5240 m3/s（P=1%）。（3）优选了洪水预报模型,确定了合适的模型参数。结合研究区研究区位置、地形、水文和资料完整等实际因素和模型应用效果,选择新安江、TOPMODEL、API三种水文模型编制模型方案。选用雨洪资料及流域蒸散发资料开展模型参数率定,通过大河坝水文站2010～2015年实测13场典型洪水过程模拟,进行了精度评定与误差分析。结果表明合格率和预报精度均满足需求,确定以新安江模型为基础、多模型集成形式开展预警预报。（4）构建了引汉济渭调水工程施工区实时洪水预报系统。根据实时水雨情和对未来一段时间内降雨量的预测,准确快速预报三河口枢纽坝址洪水过程、最大流量及出现时间,及蒲河沿岸秦岭输水隧洞相应支洞断面预警流量（雨量）,为工程管理和施工决策者提供了多层次、多方位准确的信息服务和多种支持手段。应用检验结果表明,构建的洪水预警模型提高了引汉济渭调水工程施工区防洪决策的科学化、现代化和信息化水平,增强了防洪调度分析、综合决策能力。
邓力濠[9]（2021）在《岷江上游森林生态系统水源涵养功能尺度转换的研究》文中提出森林的水源涵养功能一直是森林生态功能研究的热点。流域尺度森林水源涵养功能的评价多采用水文模型或者基于林地实测定量结果的外推。但水文模拟涉及复杂的生态水文过程,数据需求量大,模拟调参费时,并伴有模型不确定性问题。目前基于林地实测定量结果的外推多根据流域不同植被类型面积进行简单的外推计算。由于水文要素和生态环境要素具有高度的时空异质性,简单地将林地尺度水源涵养功能定量结果上推至流域尺度会造成严重偏差,无法反映流域真实的森林水源涵养功能。针对林地到流域尺度森林水源涵养功能尺度转换的难题,本研究以岷江上游杂谷脑流域为例,构建基于环境因子的林地-流域水源涵养功能转换模型,实现流域尺度水源涵养功能的快速评价和预测。首先通过建立30个标准样地,采集地被物和土壤样本,采用浸水法和环刀法实验测量地被物和土壤水源涵养参数,定量林地尺度森林地被物及土壤层水源涵养功能;其次通过相关性分析、回归分析和因子分析等手段筛选与地被物和土壤层水源涵养相关的环境因子;最后建立基于环境因子的森林地被物和土壤层水源涵养功能尺度转换模型,预测流域尺度森林水地被物和土壤水源涵养量空间分布。本研究将为岷江上游地区的水资源管理和森林恢复管理提供决策依据和参考。本研究主要结果如下:（1）流域植被调查结果表明,由于不同植被类型恢复演替阶段不同以及人类活动的影响,其林内植被组成和林下植被特征有明显差异。天然针叶林优势树种为岷江冷杉,平均林龄在90年以上,其树高、胸径和冠幅明显高于其他类型森林;人工天然针阔混交林优势树种为云杉、白桦等,主要分布于海拔2700m-3200m区域,林地郁闭度降低、质量和功能下降、植被组成相对退化。（2）在流域尺度上,混交林分布最广,占流域面积比例为25.43%,主要分布于2500m-4500m海拔范围,以阳坡分布为主;其次为高山草甸和常绿针叶林,分别占流域植被面积的16%和13.42%。其中高山草甸95%以上分布于海拔3500m-4500m区域,常绿针叶林主要分布于海拔2500m-3500m区域,以阴坡和半阴坡分布为主。（3）不同植被类型地被物蓄积量存在显着差异,使其最大持水量也存在显着性差异,其中天然针叶林地被物蓄积量最大,其最大持水量也最高。天然林与人工林相比,天然林地被物的有效拦蓄量平均值高于人工林,约为人工林的1.24倍,整体天然林地被物水源涵养能力更强。在5种天然林中,天然针叶林地被物持水性能最强,其次为天然针阔混交林,而天然常绿阔叶林的最大持水量和有效拦蓄量都最低,这主要与它较低的蓄积量有关。在4种人工林间,地被物有效拦蓄量和最大持水量存在显着性差异,高郁闭度人工林的林分结构较其他类型人工林更加完整,最大持水量和有效拦蓄量明显高于其他人工林。有效拦蓄率与最大持水量和自然含水率相关,不受蓄积量的影响,所有植被类型间无显着差异。（4）天然林土壤最大持水量和吸持贮水量明显高于人工林,而滞留贮水量无显着性差异。天然针叶林持水能力最强,人工林中人工天然针阔混交林的滞留贮水量最大。鉴于林地水源涵养的主体为土壤层,在人工造林时采用针叶树种与阔叶树种混交种植方式,将有利于改善林分结构,增加人工林下植物的多度和丰富度,提高人工林拦蓄降水的能力。（5）基于流域环境因子建立的森林水源涵养尺度上推模型中,地被物蓄积量模型R2最高达到0.91（p<0.05）,验证点平均相对误差范围在6.5%-7.4%;地被物自然含水率模型R2最高达到0.909（p<0.05）,验证点平均相对误差范围在5.69%-8.35%;地被物最大持水率模型R2最高达到0.877（p<0.05）,验证点平均相对误差范围在4.67%-7.22%;地被物有效拦蓄量模型R2最高达到0.852（p<0.05）,验证点平均相对误差范围在5.62%-6.56%;0-30cm土壤最大持水量模型R2最高达到0.888（p<0.05）,验证点平均相对误差范围在5.14%-5.72%;0-30cm土壤吸持储水量模型R2最高为0.846（p<0.05）,验证点平均相对误差范围在5.13%-6.22%;0-30cm土壤滞留储水量模型R2最高为0.915（p<0.05）,验证点平均相对误差范围在3.51%-10.19%。该类模型的建立,为实现林地-流域森林水源涵养功能的尺度转换以及无水源涵养功能实测数据的区域森林水源涵养功能预测提供了有效的评价工具。
梁健[10]（2021）在《赣南桃江稀土矿区流域水系泥沙迁移和氨氮污染演化规律》文中提出稀土资源是现代工业、国防和科技发展的不可代替的重要原材料,而我国赣南地区是离子型稀土资源的主要产地。近50年来,赣南地区先后采用池浸、堆浸、原地浸矿三种方式开采稀土资源,破坏地表植被,甚至使原有林地变成裸地加重水土流失,开采过程使用铵盐作为浸矿剂导致河流水体氨氮污染。因此,研究赣南稀土矿区水系泥沙的迁移及氨氮污染演化规律具有重要性和紧迫性。本文以赣南桃江稀土矿区作为研究对象,基于水文气象观测资料,分析桃江流域各水文气象要素的变化趋势,并结合遥感数据,分析了流域不同时期的土地利用类型的变化情况,建立适用于桃江流域的SWAT分布式水文模型,通过情景模拟法定量分离和评价气候变化因素与人类活动因素（稀土开采、水利工程建设）对于河流径流量和泥沙量的影响,在此基础上结合典型稀土矿区小流域实地水质监测,利用水文模型法分析稀土两类开采方式（池浸/堆浸、原地浸矿）对河流径流量、泥沙量、氨氮量的影响;最后利用GMS地下水模型技术,分析原地浸矿对流域地下水氨氮污染的影响过程。主要成果如下:（1）分析了桃江流域1960～2015年的降水量、气温、潜在蒸发量和径流量、泥沙量的变化特征。桃江流域年降水量呈现微弱下降趋势,气温呈现上升趋势,潜在蒸发量先降后升,拐点出现在1991年前后;流域年均实测径流量和泥沙量显着下降,突变点分别发生在2002年和2003年。（2）通过1995年、2005年和2015年3期的土地利用类型遥感解译图的分析表明:林地、水田和旱地是桃江流域内最主要的三种土地利用类型,各类土地利用类型的面积变化并不显着。但采用池浸/堆浸方式的稀土用地A类的面积呈波动下降趋势,采用原地浸矿方式的稀土用地B类、城镇居民用地的面积呈上升趋势,而林地的面积则呈现下降趋势。（3）利用SWAT分布式水文模型和情景模拟法,从桃江全流域尺度上定量分离并评估了气候变化因素和人类活动因素对于桃江干流出口处的年均径流量和泥沙量的影响,土地利用变化因素对桃江干流径流量和泥沙量呈现增加效应,而气候变化因素和水利工程建设等对桃江干流径流量和泥沙量呈现减少效应,水利工程建设是桃江干流径流量和泥沙量减少的主要因素。（4）利用SWAT模型和土地利用类型替换法,确定流域主要的土地利用类型对河流径流量、泥沙量、氨氮量的贡献率。对于桃江全流域,单位面积土地利用类型对河流径流量的贡献能力从大到小依次为稀土用地A类>城镇居民用地>水田>旱地>草地>稀土用地B类>林地,对河流水体中的泥沙量的贡献能力从大到小依次为稀土用地A类>旱地>水田>草地>稀土用地B类>林地>城镇居民用地,表明池浸/堆浸是导致稀土矿区水土流失的主要原因。对于开采结束后约18年的稀土矿区小流域,单位面积土地利用类型对河流水体中的氨氮量的贡献能力从大到小依次为:水田>旱地>稀土用地B类>城镇居民用地>稀土用地A类>草地>林地,表明原地浸矿可造成矿区水系长期的氨氮污染。（5）利用GMS地下水数值模型,分析了原地浸矿对地下水氨氮污染的影响过程。矿山原地浸矿注液开始氨氮污染物即随地下水流向下游的河流方向迁移扩散。在浸矿结束后实施清洗,清洗工艺能在一定程度上降低了氨氮污染的浓度峰值,但没有对污染物的迁移扩散起到任何拦截作用。在原地浸矿场下游设置截渗装置,并采用填料过滤或水力控制等手段,有望能彻底解决原地浸矿技术对地下水的污染问题。
二、水文模型进展及展望（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、水文模型进展及展望（论文提纲范文）
（1）流域多尺度水文预报应用进展及适用性探讨（论文提纲范文）
| 0 引 言 |
| 1 流域多尺度水文预报概念 |
| 2 流域多尺度水文预报应用研究 |
| 2.1 流域短中期水文预报 |
| 2.1.1 定量降水预报技术及其应用 |
| 2.1.2 流域短中期水文预报模型 |
| (1) 集总式水文模型。 |
| (2) 分布式水文模型。 |
| 2.2 长期水文预报 |
| 2.2.1 物理成因分析法 |
| 2.2.2 传统数理统计方法 |
| 2.2.3 人工智能应用 |
| 2.2.4 基于耦合气候模型的长期径流预测 |
| 2.3 水文集合概率预报 |
| (1) 集合前处理技术。 |
| (2) 统计后处理技术。 |
| 3 水文预报适用性问题 |
| 3.1 水文预报的不确定性 |
| 3.1.1 短中期预报的不确定性 |
| 3.1.2 长期预测的不确定性 |
| 3.2 水文气象耦合应用实践中的不匹配性 |
| 3.2.1 水文、气象时空尺度不匹配 |
| 3.2.2 不断增长的业务需求与现有水文预报技术之间不匹配 |
| 4 结 语 |
（2）汉江流域陕西段非点源污染特征及模型模拟研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 非点源污染研究进展及存在问题 |
| 1.2.1 文献分析工具 |
| 1.2.2 国外研究分析 |
| 1.2.3 国内研究分析 |
| 1.2.4 存在的主要问题 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究方法和技术路线 |
| 2 流域概况 |
| 2.1 自然地理概况 |
| 2.1.1 自然地理范围 |
| 2.1.2 地形地貌 |
| 2.1.3 气候气象 |
| 2.1.4 土壤植被 |
| 2.1.5 水文水系 |
| 2.2 社会经济概况 |
| 2.2.1 人口数量 |
| 2.2.2 社会经济 |
| 2.2.3 农业产业发展 |
| 2.3 污染源状况与河库水质现状 |
| 2.3.1 点源污染 |
| 2.3.2 非点源污染 |
| 2.3.3 “河流-水库”水质情况 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 流域气象水文要素变化特征分析 |
| 3.1 研究数据与方法 |
| 3.1.1 研究数据 |
| 3.1.2 研究方法 |
| 3.2 降水变化特征 |
| 3.2.1 趋势性分析 |
| 3.2.2 周期性分析 |
| 3.2.3 年际及持续性分析 |
| 3.2.4 空间分布特性 |
| 3.3 气温变化特征 |
| 3.3.1 趋势性分析 |
| 3.3.2 周期性分析 |
| 3.3.3 年际及持续性分析 |
| 3.3.4 空间分布特性 |
| 3.4 径流变化特征 |
| 3.4.1 趋势性分析 |
| 3.4.2 周期性分析 |
| 3.4.3 年际及持续性分析 |
| 3.5 泥沙变化特征 |
| 3.5.1 趋势性分析 |
| 3.5.2 周期性分析 |
| 3.5.3 年际及持续性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 不同空间尺度非点源污染过程研究 |
| 4.1 不同空间尺度野外监测点布设和数据采集 |
| 4.2 杨柳小流域及径流小区概况 |
| 4.3 径流小区径流-泥沙-污染物过程研究 |
| 4.3.1 降雨径流过程及其响应关系 |
| 4.3.2 泥沙输移过程 |
| 4.3.3 污染物迁移转化过程 |
| 4.4 杨柳小流域径流-泥沙-污染物过程研究 |
| 4.4.1 降雨径流过程及其响应关系 |
| 4.4.2 泥沙输移过程 |
| 4.4.3 污染物迁移转化过程 |
| 4.5 汉江干流安康断面以上流域径流-泥沙-污染物过程研究 |
| 4.5.1 降雨径流过程 |
| 4.5.2 径流泥沙过程 |
| 4.5.3 水质水量过程 |
| 4.6 径流小区、杨柳小流域和安康断面以上流域的对比说明 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 流域分布式非点源污染模型构建及验证 |
| 5.1 流域分布式非点源污染模型构建 |
| 5.1.1 降雨径流过程 |
| 5.1.2 土壤侵蚀过程 |
| 5.1.3 污染物迁移转化过程 |
| 5.2 非点源污染模型的校准与验证 |
| 5.2.1 数据库建立 |
| 5.2.2 模型效率评价指标 |
| 5.2.3 径流的校准与验证 |
| 5.2.4 泥沙的校准与验证 |
| 5.2.5 营养物的校准与验证 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 土地利用变化对汉江流域非点源污染的影响 |
| 6.1 1995-2020 年土地利用类型变化 |
| 6.2 1995-2020 年土地利用空间格局变化 |
| 6.3 汉江流域陕西段非点源污染空间分布 |
| 6.3.1 颗粒态氮磷负荷的空间分布 |
| 6.3.2 溶解态氮磷负荷的时空分布 |
| 6.3.3 模型间结果对比 |
| 6.4 土地利用/地形与非点源污染关系探讨 |
| 6.4.1 土地利用/地形与颗粒态非点源污染关系探讨 |
| 6.4.2 土地利用/地形与溶解态非点源污染关系探讨 |
| 6.4.3 土地利用空间格局与负荷的关系讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 气候变化对汉江流域非点源污染的影响 |
| 7.1 气候变化预测 |
| 7.1.1 NCC/GU-WG模拟结果的验证 |
| 7.1.2 未来气候情景模拟 |
| 7.2 气候变化环境下非点源污染负荷的响应 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 研究展望 |
| 附表 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 附录 A 博士期间发表的学术论文 |
| 附录 B 博士期间参与的科研项目 |
（3）城市内涝过程高效高分辨率模拟预报方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 数值气象预报模式研究 |
| 1.2.2 城市洪涝模型研究 |
| 1.2.3 城市洪涝高效模拟预报方法研究 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 城市内涝过程高效高分辨率预报模型 |
| 2.1 高效高分辨率洪涝过程数值模型 |
| 2.1.1 模型主要物理过程及控制方程 |
| 2.1.2 模型求解数值方法 |
| 2.1.3 GPU并行加速计算技术 |
| 2.2 GRAPES_MESO数值气象预报模式 |
| 2.2.1 GRAPES_MESO模式控制方程 |
| 2.2.2 GRAPES_MESO模式程序结构 |
| 2.3 城市内涝过程模拟预报 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 降雨预报数据精度修正方法 |
| 3.1 降雨预报数据重构法 |
| 3.1.1 数据重构方法 |
| 3.1.2 典型场次降雨预报数据修正结果 |
| 3.2 降雨空间不均匀性对内涝积水过程的影响分析 |
| 3.2.1 Wea GETS天气发生器 |
| 3.2.2 降雨资料数据处理方法 |
| 3.2.3 模型验证 |
| 3.2.4 不确定性分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 城市内涝过程数值模拟预报 |
| 4.1 研究区域概况及基础数据 |
| 4.2 模型验证 |
| 4.3 降雨预报数据精度评估 |
| 4.4 预报内涝积水深度及淹没面积精度评估 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（4）考虑水文预报不确定性的跨流域调水工程优化调度研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 水文预报模型 |
| 1.2.2 水库调度技术 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线与研究方案 |
| 2 流域概况及基本资料 |
| 2.1 流域概况 |
| 2.1.1 汉江流域概况 |
| 2.1.2 渭河流域概况 |
| 2.2 引汉济渭工程概况 |
| 2.2.1 引汉济渭跨流域调水工程资料 |
| 2.2.2 引汉济渭工程网络节点图及基本调度原则 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 跨流域调水工程多目标优化调度研究 |
| 3.1 引汉济渭工程调水规则型式 |
| 3.2 多目标优化调度模型的构建 |
| 3.2.1 调度目标 |
| 3.2.2 约束条件 |
| 3.2.3 模型输入与优化变量 |
| 3.2.4 调度图优化约束处理策略 |
| 3.3 多目标优化调度模型的求解 |
| 3.3.1 参数模拟优化 |
| 3.3.2 多目标布谷鸟算法 |
| 3.3.3 多属性决策 |
| 3.4 调度规则合理性分析 |
| 3.4.1 多目标Pareto解集 |
| 3.4.2 模拟调度结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 预报不确定性对调度性能的影响分析 |
| 4.1 水文预报模型的构建 |
| 4.1.1 预报因子的筛选方法 |
| 4.1.2 预报模型构建方法 |
| 4.1.3 预测效果的评价指标 |
| 4.2 径流预报信息的生成 |
| 4.2.1 预报因子的优选 |
| 4.2.2 预测效果的评价 |
| 4.3 径流预报不确定性对调度性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 考虑预报不确定性的跨流域调水工程优化调度研究 |
| 5.1 集合预报信息的生成 |
| 5.2 多场景下的多目标优化调度模型构建与求解 |
| 5.2.1 集合预报样本的缩减 |
| 5.2.2 预报调度规则基本型式 |
| 5.2.3 基于多场景的多目标优化调度模型的构建 |
| 5.3 调度结果分析与讨论 |
| 5.3.1 集合预报信息的生成 |
| 5.3.2 集合预报样本的缩减 |
| 5.3.3 考虑预报不确定性的优化调度规则的制订 |
| 5.3.4 模拟调度结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间主要研究成果 |
（5）雨洪设施径流控制效果快速评估模型研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 城市雨洪产汇流计算方法研究进展 |
| 1.2.2 径流控制效果评估模型研究进展 |
| 1.2.3 加速并行算法研究进展 |
| 1.3 存在问题与研究目标 |
| 1.4 主要研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 雨洪设施径流控制效果快速评估模型算法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 土地利用信息提取与匹配算法 |
| 2.3 地表产?汇流过程控制方程与算法实现 |
| 2.4 管网计算控制方程与算法实现 |
| 2.5 演进规则的构建与算法实现 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于控制变量法的模型参数敏感性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 控制变量法 |
| 3.3 研究区域概况 |
| 3.3.1 设计降雨 |
| 3.3.2 参数选取 |
| 3.4 结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 雨洪设施径流控制效果快速评估模型验证 |
| 4.1 理想实验算例验证 |
| 4.1.1 城市雨洪平台简介 |
| 4.1.2 模拟工况 |
| 4.1.3 模拟结果 |
| 4.2 实际工程算例验证 |
| 4.2.1 研究区域简介 |
| 4.2.2 研究方法 |
| 4.2.3 模拟条件 |
| 4.2.4 模拟结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 雨洪设施径流控制效果快速评估模型应用 |
| 5.1 典型海绵改造社区径流控制效果快速评估 |
| 5.1.1 区域简介及模拟条件 |
| 5.1.2 模拟结果 |
| 5.2 不同时长降雨条件下径流控制效果快速评估 |
| 5.2.1 模拟工况 |
| 5.2.2 模拟结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 特色与创新 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要研究成果 |
| 附录一 攻读硕士学位期间发表论文及获得专利 |
| 附录二 攻读硕士学位期间参与的科研项目 |
（6）渭河水文模拟中气象数据的适用性及模型参数特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 降水数据研究进展 |
| 1.2.2 流域水文模型研究进展 |
| 1.2.3 水文模型时变参数研究进展 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 研究区域概况及基础数据 |
| 2.1 研究区域概况 |
| 2.2 数据来源 |
| 2.2.1 水文气象资料 |
| 2.2.2 空间属性数据 |
| 2.2.3 植被指数数据 |
| 2.2.4 降水产品 |
| 3 渭河上游生态水文气象要素时空变化规律分析 |
| 3.1 研究方法 |
| 3.1.1 线性回归法 |
| 3.1.2 累积距平法 |
| 3.2 水文气象要素时空演变规律分析 |
| 3.2.1 降水演变规律分析 |
| 3.2.2 潜在蒸散发演变规律分析 |
| 3.2.3 气温演变规律分析 |
| 3.2.4 径流演变规律分析 |
| 3.3 植被指数演变规律分析 |
| 3.3.1 NDVI年际演变规律 |
| 3.3.2 NDVI年内演变规律 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 渭河北道水文站上游流域SWAT模型构建 |
| 4.1 构建SWAT模型数据库 |
| 4.1.1 数字高程模型 |
| 4.1.2 土地利用数据库 |
| 4.1.3 土壤数据库 |
| 4.1.4 气象数据库 |
| 4.2 基于DEM的水文参数提取 |
| 4.3 模型参数率定及验证 |
| 4.3.1 参数敏感性分析 |
| 4.3.2 模型适用性评价指标 |
| 4.3.3 参数率定及验证结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不同潜在蒸发数据对水文模拟的影响分析 |
| 5.1 数据和研究方法 |
| 5.1.1 数据 |
| 5.1.2 潜在蒸散发量计算 |
| 5.1.3 不确定性分析 |
| 5.2 潜在蒸散量计算结果对比分析 |
| 5.3 水文模型模拟结果和不确定分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 不同降水产品的精度评价及水文模拟的替代性研究 |
| 6.1 数据和研究方法 |
| 6.1.1 数据 |
| 6.1.2 研究方法 |
| 6.2 不同降水产品精度分析结果 |
| 6.2.1 流域空间精度评价 |
| 6.2.2 年尺度精度评价 |
| 6.2.3 季尺度精度评价 |
| 6.2.4 日尺度精度评价 |
| 6.2.5 不同降水强度的日降水精度评价 |
| 6.3 降水产品在水文模拟中的适用性分析 |
| 6.3.1 固定参数模拟 |
| 6.3.2 变化参数模拟 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 水文模型参数时变特征及其与环境要素关系分析 |
| 7.1 水文模型时变参数 |
| 7.2 模型参数与环境要素关系分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:攻读学位期间主要研究成果 |
（7）多模型融合的水文集合概率预报方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 确定性水文预报 |
| 1.2.2 水文集合概率预报研究进展 |
| 1.2.3 现存问题及发展趋势 |
| 1.3 汉江流域概况及研究基本资料 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线 |
| 2 入库径流单一确定性预报模型研究 |
| 2.1 预报因子的筛选方法 |
| 2.1.1 相关系数法 |
| 2.1.2 逐步回归方法 |
| 2.1.3 互信息法 |
| 2.1.4 最大信息系数法 |
| 2.2 单一确定性径流预报模型研究 |
| 2.2.1 多元线性回归模型 |
| 2.2.2 BP神经网络模型 |
| 2.2.3 支持向量机模型 |
| 2.2.4 极限学习机模型 |
| 2.2.5 两参数月水量平衡模型 |
| 2.2.6 径向基神经网络模型 |
| 2.2.7 随机森林预测模型 |
| 2.3 预测结果评价指标 |
| 2.4 单一确定性径流预报分析 |
| 2.4.1 优选预报因子 |
| 2.4.2 各模型预测结果分析与评价 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于贝叶斯模型平均方法的径流集合概率预报方法研究 |
| 3.1 BMA基本原理 |
| 3.1.1 高斯混合模型-期望最大化算法 |
| 3.1.2 MCMC-DREAM抽样算法 |
| 3.2 集合概率预报评价指标 |
| 3.3 BMA模型参数率定 |
| 3.4 BMA集合概率预报结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于多模型随机组合的径流集合概率预报方法研究 |
| 4.1 组合预报模型 |
| 4.2 基于多模型随机组合的集合概率预报模型 |
| 4.2.1 组合权重多目标优化 |
| 4.2.2 多属性决策优选权重 |
| 4.3 SCMM集合概率预报结果 |
| 4.4 SCMM与 BMA预报结果对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读研究生期间主要研究成果 |
（8）秦巴山区中小河流洪水预警预报系统研究 ——以引汉济渭调水工程施工区为例（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 洪水组合预测技术 |
| 1.2.2 中小河流洪水预报研究进展 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 问题的提出 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究技术路线 |
| 2 研究区域概况及数据处理 |
| 2.1 研究区域概况 |
| 2.1.1 流域概况 |
| 2.1.2 流域水文站网 |
| 2.1.3 引汉济渭调水工程概况 |
| 2.2 水文资料选用及分析处理 |
| 2.2.1 资料的可靠性分析 |
| 2.2.2 资料的一致性分析 |
| 2.2.3 资料的代表性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 降雨径流规律分析 |
| 3.1 降雨径流分析 |
| 3.1.1 年降雨量及特征 |
| 3.1.2 径流年际变化及月分配特性 |
| 3.1.3 年降雨径流关系分析 |
| 3.2 产流特性分析 |
| 3.2.1 暴雨洪水特性 |
| 3.2.2 下渗与蒸发 |
| 3.2.3 产流计算 |
| 3.2.4 产流特性分析 |
| 3.3 汇流特性分析 |
| 3.3.1 单位线推求 |
| 3.3.2 汇流特性分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 致灾洪水预警指标研究 |
| 4.1 预警指标的研究方法 |
| 4.1.1 雨量预警指标 |
| 4.1.2 流量预警指标 |
| 4.2 预警断面确定及预警指标选择 |
| 4.2.1 施工区概述 |
| 4.2.2 预警断面确定 |
| 4.2.3 预警指标选择 |
| 4.3 预警指标的确定 |
| 4.3.1 代表站确定及资料选用 |
| 4.3.2 秦岭隧洞0#支洞施工区预警流量确定 |
| 4.3.3 秦岭隧洞1#支洞施工区临界雨量确定 |
| 4.3.4 秦岭隧洞3#支洞施工区临界雨量确定 |
| 4.3.5 三河口水利枢纽临界流量确定 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 洪水预报模型 |
| 5.1 水文模型选择 |
| 5.2 模型原理简介 |
| 5.2.1 新安江模型 |
| 5.2.2 TOPMODEL模型 |
| 5.2.3 API模型 |
| 5.3 模型参数与模拟环境设定 |
| 5.3.1 数字高程模型应用 |
| 5.3.2 模型方案编制 |
| 5.3.3 精度评定方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 预报模型方案的比较 |
| 6.1 新安江模型 |
| 6.1.1 流域单元划分 |
| 6.1.2 模型参数率定 |
| 6.1.3 精度评定与误差分析 |
| 6.2 TOPMODEL模型 |
| 6.2.1 模型主要参数 |
| 6.2.2 模型参数计算 |
| 6.2.3 精度评定与误差分析 |
| 6.3 API模型 |
| 6.3.1 主要参数分析 |
| 6.3.2 模型参数计算 |
| 6.3.3 精度评定与误差分析 |
| 6.4 结果对比分析 |
| 6.4.1 洪峰流量、峰现时间预报结果对比 |
| 6.4.2 洪水过程预报结果对比 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 洪水预报及预警系统开发 |
| 7.1 系统设计目标及技术要求 |
| 7.1.1 设计目标 |
| 7.1.2 技术要求指标 |
| 7.1.3 运行环境 |
| 7.2 系统结构及流程 |
| 7.2.1 系统结构 |
| 7.2.2 系统流程 |
| 7.2.3 系统的数据流程 |
| 7.3 界面设计 |
| 7.4 数据库设计 |
| 7.4.1 洪水预报方案数据库 |
| 7.4.2 系统内部数据库 |
| 7.5 系统功能 |
| 7.5.1 预报模型及方法管理 |
| 7.5.2 模型参数率定 |
| 7.5.3 洪水预报功能 |
| 7.5.4 数据管理模块 |
| 7.5.5 预报成果综合分析 |
| 7.5.6 成果显示与发布 |
| 7.6 应用分析 |
| 7.7 本章小结 |
| 8 结论与展望 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 主要创新点 |
| 8.3 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文、参与的主要科研课题 |
（9）岷江上游森林生态系统水源涵养功能尺度转换的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 森林生态系统服务功能国内外研究 |
| 1.2.2 森林水源涵养功能研究进展 |
| 1.2.3 森林水源涵养功能的多尺度内涵 |
| 1.2.4 森林水源涵养功能计量方法 |
| 1.2.5 森林水源涵养影响因子及尺度转换研究 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 1.3.3 研究内容 |
| 第二章 研究区域概况 |
| 2.1 地理位置 |
| 2.2 流域地形地貌特征 |
| 2.2.1 海拔空间分布特征 |
| 2.2.2 坡度坡向空间分布特征 |
| 2.3 气候特征 |
| 2.4 土壤特征 |
| 2.5 植被特征 |
| 第三章 研究方法 |
| 3.1 数据收集与预处理 |
| 3.1.1 地形数据 |
| 3.1.2 气象数据 |
| 3.1.3 土壤数据 |
| 3.1.4 植被数据 |
| 3.1.5 土地覆盖数据 |
| 3.1.6 小结 |
| 3.2 流域植被调查与采样 |
| 3.2.1 样地设置 |
| 3.2.2 样地植被调查 |
| 3.2.3 地被物及土壤样本的采集 |
| 3.3 实验室测量 |
| 3.3.1 地被物生态水文指标测定 |
| 3.3.2 土壤层生态水文指标测定 |
| 3.4 森林水源涵养影响因子分析 |
| 3.4.1 森林水源涵养影响因子的确定 |
| 3.4.2 回归分析与相关性分析 |
| 3.4.3 因子分析 |
| 3.5 森林水源涵养尺度上推模型建立 |
| 第四章 流域森林特征分析 |
| 4.1 林地尺度森林特征分析 |
| 4.2 流域尺度森林特征分析 |
| 4.2.1 植被的垂直分异 |
| 4.2.2 植被的坡向分异 |
| 4.2.3 植被的坡度分异 |
| 4.3 讨论 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 林地尺度森林水源涵养功能定量分析 |
| 5.1 地被物水源涵养定量分析 |
| 5.1.1 不同植被类型地被物蓄积量差异 |
| 5.1.2 不同植被类型地被物持水能力 |
| 5.2 土壤水源涵养定量分析 |
| 5.2.1 不同植被类型土壤容重 |
| 5.2.2 不同植被类型土壤孔隙度 |
| 5.2.3 不同植被类型土壤持水能力 |
| 5.3 讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 流域森林水源涵养功能尺度上推及空间分布 |
| 6.1 森林水源涵养功能影响因子计算 |
| 6.1.1 气候因子 |
| 6.1.2 地形因子 |
| 6.1.3 植被因子 |
| 6.1.4 土壤因子 |
| 6.2 森林水源涵养功能影响因子分析 |
| 6.2.1 相关性分析和回归分析 |
| 6.2.2 因子分析 |
| 6.3 森林水源涵养功能尺度上推预测模型及验证 |
| 6.3.1 地被物水源涵养功能预测模型及验证 |
| 6.3.2 土壤水源涵养功能预测模型及验证 |
| 6.4 流域森林水源涵养功能空间分布 |
| 6.4.1 地被物水源涵养空间分布 |
| 6.4.2 土壤水源涵养空间分布 |
| 6.5 讨论 |
| 6.5.1 地被物水源涵养指标尺度上推模型 |
| 6.5.2 土壤水源涵养指标尺度上推模型 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 研究结论 |
| 7.2 本文特色 |
| 7.3 不足与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（10）赣南桃江稀土矿区流域水系泥沙迁移和氨氮污染演化规律（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 学术热点——河流水环境变化研究 |
| 1.1.2 稀土开采与河流水环境的矛盾 |
| 1.1.3 稀土矿区河流水环境变化分析的紧迫性及现实意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 国内外河流水沙变化的相关研究 |
| 1.2.2 气候变化因素对河流水环境的影响研究 |
| 1.2.3 人类活动因素对河流水环境的影响研究 |
| 1.2.4 河流水环境影响的归因分析方法 |
| 1.3 研究方案和主要内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.3.3 研究方法 |
| 1.3.4 技术路线 |
| 1.3.5 本文各章主要内容 |
| 第二章 研究区概况和数据获取 |
| 2.1 桃江流域自然地理特征 |
| 2.1.1 地理位置 |
| 2.1.2 水文气象 |
| 2.1.3 地质地貌 |
| 2.1.4 土壤植被 |
| 2.2 桃江流域稀土开采历史 |
| 2.2.1 池浸/堆浸开采方式 |
| 2.2.2 原地浸矿开采方式 |
| 2.3 桃江流域土地利用变化 |
| 2.3.1 遥感数据源介绍 |
| 2.3.2 土地利用分类及变化趋势 |
| 2.4 水文气象观测资料的获取 |
| 2.4.1 水文资料的获取 |
| 2.4.2 气象资料的获取 |
| 2.5 小结 |
| 第三章 桃江流域水文气象要素变化特征分析 |
| 3.1 水文气象要素变化统计方法 |
| 3.1.1 趋势分析方法 |
| 3.1.2 突变点分析方法 |
| 3.2 桃江流域水沙变化分析 |
| 3.2.1 径流量变化 |
| 3.2.2 泥沙量变化 |
| 3.3 桃江流域气象变化分析 |
| 3.3.1 降水量变化 |
| 3.3.2 气温变化 |
| 3.3.3 潜在蒸发量变化 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 桃江流域干流的水沙变化归因分析 |
| 4.1 桃江流域SWAT模型构建 |
| 4.1.1 模型基本原理 |
| 4.1.2 数据库处理 |
| 4.1.3 模型率定、验证、敏感性分析 |
| 4.2 气候变化与人类活动的水沙变化 |
| 4.1.1 气候变化与人类活动概况 |
| 4.1.2 情景设计 |
| 4.1.3 气候变化与人类活动的水沙变化归因分析 |
| 4.3 不同稀土开采方式的水沙变化 |
| 4.3.1 情景设计 |
| 4.3.2 不同稀土开采方式的水沙变化 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 桃江流域支流的水沙变化及氨氮污染归因分析 |
| 5.1 矿区小流域基本概况 |
| 5.1.1 池浸/堆浸小流域基本概况 |
| 5.1.2 原地浸矿小流域基本概况 |
| 5.2 氨氮源强确定 |
| 5.2.1 源强确定方法 |
| 5.2.2 源强确定结果 |
| 5.3 矿区小流域水沙变化及氨氮污染的贡献率 |
| 5.3.1 池浸/堆浸小流域的水沙变化及氨氮污染的贡献率 |
| 5.3.2 原地浸矿小流域的水沙变化及氨氮污染的贡献率 |
| 5.4 矿区小流域生态修复效果预测 |
| 5.4.1 池浸/堆浸小流域生态修复效果预测 |
| 5.4.2 原地浸矿小流域生态修复效果预测 |
| 5.5 小结 |
| 第六章 稀土开采对河流水环境影响途径分析 |
| 6.1 稀土开采方式对水环境影响途径分析 |
| 6.1.1 池浸/堆浸方式对水环境影响途径分析 |
| 6.1.2 原地浸矿方式对水环境影响途径分析 |
| 6.2 原地浸矿氨氮污染地下水迁移扩散过程 |
| 6.2.1 地下水模型构建 |
| 6.2.2 源强输入与情景设计 |
| 6.2.3 氨氮污染迁移扩散过程 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 论文创新点 |
| 7.3 研究不足与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
四、水文模型进展及展望（论文参考文献）
- [1]流域多尺度水文预报应用进展及适用性探讨[J]. 杨文发,王乐,张俊. 人民长江, 2021(10)
- [2]汉江流域陕西段非点源污染特征及模型模拟研究[D]. 郝改瑞. 西安理工大学, 2021
- [3]城市内涝过程高效高分辨率模拟预报方法研究[D]. 陈光照. 西安理工大学, 2021
- [4]考虑水文预报不确定性的跨流域调水工程优化调度研究[D]. 钟华昱. 西安理工大学, 2021
- [5]雨洪设施径流控制效果快速评估模型研究及应用[D]. 杨少雄. 西安理工大学, 2021
- [6]渭河水文模拟中气象数据的适用性及模型参数特性研究[D]. 武海喆. 西安理工大学, 2021
- [7]多模型融合的水文集合概率预报方法研究[D]. 赵泽谦. 西安理工大学, 2021
- [8]秦巴山区中小河流洪水预警预报系统研究 ——以引汉济渭调水工程施工区为例[D]. 刘刚. 西安理工大学, 2021(01)
- [9]岷江上游森林生态系统水源涵养功能尺度转换的研究[D]. 邓力濠. 电子科技大学, 2021(01)
- [10]赣南桃江稀土矿区流域水系泥沙迁移和氨氮污染演化规律[D]. 梁健. 江西理工大学, 2021