基于GIS与RS技术的无资料地区洪水预报模型研究

无资料地区洪水预报模型研究涉及水文科学的基础理论和方法，是水文科学研究中方兴未艾的研究热点和难点。本课题在深入研究流域产汇流机理的基础上，改进新安江模型产流与分水源结构，结合一、二维扩散波模型，并充分考虑栅格单元间的水量交换与河道排水网络的影响，构建新一代栅格型新安江模型。充分利用GIS与RS等新兴技术手段，深入研究模型参数及其空间分布的客观估计、流域相似性程度的数值识别、参数区域规律分析等几个关键内容，在一定程度上突破由于参数率定方法不足而导致的无资料地区洪水预报精度偏低、难以指导实践等难题，探索提高无资料地区洪水预报可靠性和准确性的有效途径。研究成果将为无资料地区防洪减灾工作提供更有力的科学支撑，对促进水文科学发展、预防洪水灾害有着重要的科学意义和实际意义。

无资料地区的洪水预报是目前水文学研究的热点和难点问题。项目组以GIS与RS等技术为支撑，围绕无资料地区洪水预报模型、参数客观估计方法、流域相似性数值识别、参数区域规律挖掘等关键问题开展深入研究，取得了如下主要成果：.（1）建立了无资料地区新一代洪水预报模型。基于新安江模型与扩散波方法，构建了考虑单元间及单元与河道之间水量交换的新一代栅格型新安江模型GXM，实现了流域内任意栅格单元流量过程的高精度模拟；构建了新安江模型与地貌瞬时单位线耦合的XAJ-GIUH模型，提高了新安江模型在无资料地区的应用精度。.（2）提出了GXM模型敏感参数的客观估计方法。基于地形特征和土壤植被信息，根据参数物理意义，建立了GXM模型敏感参数与土壤水文常数、土层厚度等流域下垫面特性间的定量关系，降低了参数对历史观测资料的依赖性，实现了参数的客观估计及其空间分布的推衍。.（3）提出了基于流域物理特征的相似性辨识方法。基于流域物理特征提取及其规律分析，结合XAJ-GIUH与新安江模型在无资料地区的应用效果对比，提出了基于流域平均地形指数的相似度判别方法，创建了采用地形指数分布曲线和地貌单位线辨析流域产汇流过程相似性的模式，提高了模型的参数移植精度。.（4）建立了汇流敏感参数区域化算法。耦合单目标SCE-UA与多目标NSGAII全局优化方法，确定模型参数不可靠度的量化标准，降低了参数的不确定性，以此为基础，建立河网消退系数-流域平均地形指数以及马斯京根分段连续演算中汇流河段数-河道长度/河道坡度的区域化算法，提高了参数区域规律的可靠性。.项目研究成果在一定程度上解决了参数率定方法不足导致的无资料地区洪水预报精度偏低、难以指导实践等难题，进一步提高了无资料地区预报结果的可靠性和准确性，达到了预期目标。