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基于地表—地下水动态变化的水文耦合模型应用研究

作　者: 李析男
导　师: 胡彩虹
学　校: 郑州大学
专　业: 水文学及水资源
关键词: 蓄满-超渗兼容模型 耦合模型 地表-地下水动态变化 伊河流域
分类号: P641.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 99次
引　用: 2次
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内容摘要


水文模型是对自然界中复杂水文现象的一种概化,是水文学及水资源学科研究的重要领域之一。地表水与地下水水文循环过程在一定地形条件、地质环境和气候条件下是内在联系、相互作用的有机整体。在长期的研究工作中,水文模型往往被用来模拟复杂的水文循环系统,但由于实际操作者关注的侧重点不同或观测资料的不完整,这种水文系统的不完整性,导致了系统模拟的偏差。如地表水文过程往往是陆表水文模型的侧重点,水文地质学则侧重于考虑饱和带水流和赋存作用,这样也就缺乏了对降雨-径流的整个水文过程。地表水与地下水的变化是水循环的重要过程,自然界中几乎所有的地表水体都和地下水发生着作用,影响着水资源的开发利用与水文预报的精度。本研究结合国家自然科学基金项目“流域水文过程对极端气候事件敏感性研究”(51079131),而开展的初步研究工作。以河南省陆浑水库的栾川站为例,建立地表水-地下水耦合模型,主要研究内容如下：1)以蓄满-超渗兼容模型为基础,参考新安江三水源划分机制,耦合水箱模型,建立地表水-地下水耦合模型,即三水源兼容模型,本文称为耦合模型。2)应用地表水-地下水耦合模型,对伊河流域栾川站进行洪水预报,以1h为单位,结果表明：耦合模型的精度达到标准。3)通过地表水-地下水耦合模型,对洪水期土壤水量的变化进行模拟,并采用不同分析方法——壤中流比例和壤中流洪峰时刻差两种方法,探讨不同时刻洪水主要水源形式,如地表径流、壤中流和地下径流。4)对全文所做的工作以及创新点进行总结,并指出文中方法的不足之处和需要完善的地方。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-14
  1.1 问题的提出及意义  8-9
  1.2 水文耦合模型国内外研究现状  9-11
    1.2.1 国外研究现状  9-10
    1.2.2 国内研究现状  10-11
  1.3 研究的主要内容  11-12
  1.4 技术路线  12-14
2 相关模型分析  14-31
  2.1 新安江模型相关简介  14-20
    2.1.1 模型基本思想  14-17
    2.1.2 模型结构  17-18
    2.1.3 模型参数  18-19
    2.1.4 适用性评价  19-20
  2.2 水箱模型及其水源划分思想  20-24
    2.2.1 基本思想  20-21
    2.2.2 三水源划分思路解析  21-23
    2.2.3 水箱模型适用性评价  23-24
  2.3 蓄满-超渗兼容模型简介  24-31
    2.3.1 基本思想  24
    2.3.2 流域下渗能力(容量)曲线  24-25
    2.3.3 流域时段下渗容量分配曲线  25
    2.3.4 流域蓄水容量分配曲线  25-26
    2.3.5 模型结构  26-29
    2.3.6 模型参数  29
    2.3.7 适用性评价  29-31
3 耦合模型的构建  31-46
  3.1 序言  31-32
  3.2 模型的结构  32-34
  3.3 模型的水源划分  34-35
    3.3.1 蓄满-超渗产流面积计算  34
    3.3.2 三水源划分计算  34-35
  3.4 产流计算  35-37
  3.5 汇流计算  37-38
  3.6 蒸散发计算  38-41
  3.7 模型参数  41-42
  3.8 参数率定及参数优选  42-46
    3.8.1 模型评价的标准  42
    3.8.2 参数的优选方法  42-44
    3.8.3 参数优选终止准则  44-46
4 耦合模型的实例应用  46-71
  4.1 流域概况  46-47
    4.1.1 流域自然地理概况  46
    4.1.2 流域水文气象特征  46-47
  4.2 基本资料  47
  4.3 模型应用研究框架  47-48
  4.4 模型的计算与结果评定  48-71
    4.4.1 模拟结果比较分析  48-57
    4.4.2 单场次洪水模拟结果比较分析  57-62
    4.4.3 过程模拟成因分析  62-69
    4.4.4 地表水-地下水动态变化对洪水成因的响应分析  69-71
5 结论与展望  71-74
  5.1 主要结论  71-72
  5.2 创新特色  72
  5.3 展望  72-74
参考文献  74-77
个人简历、在学期间发表的学术论文与科研成果  77-78
致谢  78

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中图分类: > 天文学、地球科学 > 地质学 > 水文地质学与工程地质学 > 水文地质学（地下水水文学） > 地下水动力学
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