无径流资料流域的水文预报方法

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无径流资料流域水文预报具有重要的作用和意义。以往对无径流资料流域水文预报的方法包括水文比拟法、参数等值线图法、径流系数法、地区经验公式法、随机模拟法等。传统方法的主要思想一般是资料的移用,但是参考站(流域)的选择并没有有效的方法,在很大程度上受到水文工作者主观经验的影响。径流特征值的空间变化与流域物理特性及气象因素等密切相关,区域化方法(regionalization)即在这种基础上发展起来。即通过流域属性寻找目标流域(无资料流域)的参考流域(有资料流域),利用有资料流域的模型参数推求无资料流域的模型参数,从而对无资料流域进行预报。区域化的常用方法包括距离相近法、属性相似法和回归法三种方法。有很多研究分别应用三种方法对无资料流域径流进行预报。另外随着单个研究方法的深入,也有学者将多个方法同时应用。

水文比拟法

水文比拟法是将参考流域的某些水文特征量移用到目标流域上的一种方法。特别使用于年径流的分析估算。当设计断面缺乏实测径流资料,但是其上下游或水文相似区内有实测水文资料可以选作参考站,可采用水文比拟法估算设计年径流。

本法的要点是将参考站的径流特征值,经过适当的修爰厝移用到设计断面。进行修正的参变量,常用流域面积和多年平均降水量,其中流域面积为主要参变量,二者应比较接近,通常以不超过15%为宜;如径流的相似性较好,也可以适当放宽上述限制。

地区经验公式法

年径流的地区综合,也常以经验公式表示,这类公式主要是与年径流影响因素建立关系。

参数等值线图法

我国己绘制了全国和分省(区)的水文特征等值线图和表,其中年径流深等值线图及Cv等值线图,可供中小流域设计年径流量估算时直接采用。如果工程所在地流域附近找不到参考流域,且工程所在地流域又无降雨资料,或虽有降雨资料,但代表性不够,一般建议采用等值线图法。

年径流系数法

如果工程所在流域附近找不到参考流域,但具有较长系列的降雨资料,经分析有比较好的代表性,一般建议采用径流系数法,即算出多年平均年降雨量后,再查出其多年平均年径流系数,两者相乘后得出其多年平均年径流量。用径流系数法计算多年平均年径流量,关键在于径流系数的确定,确定径流系数的方法有多种:

(1)对多年平均年径流系数作出了分析成果的地区可直接采用;

(2)本流域或邻近流域规划设计或己建水利工程,如水库,若有计算分析或通过实测降雨径流系列分析计算的多年平均年径流系数可予以移用;

(3)可在地区水文手册(或水文图集)上查读出本流域的多年平均年径流量,最好与年径流深等值线图法算出的成果进行对比分析之后,予以选用。

随机模拟法

传统的水文学方法立足于水文历史序列的重现,其弊端在于忽略了水文序列的随机性,而且,历史序列一般较短,无法反映水文要素在时间和空间上各种可能的组合情况。根据随机水文学原理建立水文序列随机模拟模型,实质上是对实测序列所包含信息的进一步提取,可用于生成综合水文记录、预报水文事件、监测水文记录的趋势位移以及插补缺测资料和延长系列。

区域化方法

无资料流域径流模拟的传统方法主要思想是资料的移植,但是参考流域(站)的选择并没有非常有效的方法,在很大程度上受到水文工作者主观经验的影响。区域化方法是通过流域属性寻找目标流域(无资料流域)的参考流域(有资料流域),利用有资料流域的模型参数推求无资料流域的模型参数,从而对无资料流域进行预报。区域化方法可以利用更多的信息,因而可以在很大程度上降低不确定性的影响,提高预报精度,是目前解决无资料流域径流计算问题的有效途径之一。常用的区域化方法有空间相近法、属性相似法和回归法。

(1)空间相近法是指找出与研究流域(无资料流域)距离上相近的一个(或者多个)流域(有资料流域),并把其参数作为研究流域的参数。其研究根据为同一区域的物理和气候属性相对一致,因此相邻流域的水文行为相似。

(2)属性相似法是指找出与研究流域属性(如土壤、地形、植被和气候等)上相似的流域,并把其参数作为研究流域的参数。

(3)回归法是指根据有资料流域的模型参数和流域属性,建立二者之间的多元回归方程,从而利用无资料流域的流域属性推求其模型参数。



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