浙江大学 水文与水资源工程研究所简介

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1. InHM模型应用
模型的特点决定其功能
理论探索 测试假设 指导野外实测/室内模型试验方案 驱动其他相关模型
已成功应用于
小流域水文响应分析 不同尺度下地表侵蚀模拟 坡面产流产沙机理研究 驱动边坡稳定分析模块
黄土高原地区产流产沙机理研究 四川山区小流域产流机理研究 东南沿海台风场区边坡稳定分析 依托于国家自然科学基金及省杰出青年科学基金等项目 依托于973黄土的特殊土壤特性下，不同降雨条件对土壤结皮的发育以及坡面的产流产沙过程的影响 项目“中国西部特大山洪泥石流灾害形成机理与风险分析” 依托于浙江省科技厅社会发展项目 研究背景： 研究背景：山洪预报 ——从水文响应角度，对流域产汇流机制的研究有助于山洪的预报 研究背景： 边坡失稳引发地质灾害——运用模型进行边坡稳定性计算 区域特点： 超渗产流为主 区域特点：地下水与 subsurface stormflow为主 区域特点： 蓄满产流为主 成果发表： Canonical correlation analysis of hydrological response and soil erosion under moving rainfall, 2013, Journal of 成果发表： 成果发表： Zhejiang University-SCIENCE A rainfall-triggered landslide using hydraulic gradient as slide direction. 2012， Physically-based approach to analyze 龙门山区小流域降雨产流数值模拟研究， 2012，水利学报 移动降雨的时空分布变化性对坡面水文响应的影响研究， 2013，清华大学学报 Journal of Zhejiang University-SCIENCE A Impacts ofof rainfall movement oninstability soil Landslides crust development, 2012, International of Sediment Research Impact Earthquake Induced on Hydrologic ResponseJournal in Jianpinggou Catchment ，， An analytical solution for slope assessment taking into consideration the impact of a confined aquifer Experimental study of the impact of rainfall characteristics on runoff generation and soil erosion, 2012, Journal of 2013，IAHR 国际会议 已投稿 Hydrology The hydrologic response in steep mountainous catchment in southwest China ，submitted to 移动降雨条件下结皮对坡面产沙的影响机理，2012, 清华大学学报 Journal of Hydrology
速度指数 (%) 期望洪灾损失 (025] (2550] (5075] (75100]
0-1000
1000-10,000 10,000-100,000 >100,000
R1
R2 R3 R4
R2
R2 R3 R4
R3
R3 R3 R4
R4
R4 R4 R4
基于GIS的快速实时评估
基于风险矩阵的洪水风险评估
溃坝风险评估
区域/流域尺度的气候变化影响 评估 水循环关键水文要素（包括降 雨、气温、蒸散发和径流）对 气候变化的不同响应
Stochastic weather generators
Dynamic (RCMs)
Statistical
Regression
Weather pattern approach
气候变化影响评估中的不确定 性研究 GCMs
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2. 水文过程对气候变化的响应研究
钱塘江流域水文过程对气候变化的响应及其不确定性研究
依托于科技部国际合作项目，美国BIARI项目，气象局咨询项目等 研究背景：气候变化引起水循环要素的改变，尤其极端灾害事件频发 研究区域：钱塘江流域
成果发表： [1] Xu YP, Zhang Xujie, Ran Qihua, Tian Ye.. Impact of climate change on hydrology of upper reaches of Qiantang River Basin, East China. Journal of Hydrology, 483, 51-60, 2013. [2] Xu YP, Zhang Xujie, Tian Ye. Impact of climate change on 24-h design rainfall depth estimation in Qiantang River Basin, East China. Hydrological Processes, 26(26) , 40674077，2012. [3] Tian Ye, Xu YP*, Zhang Xujie. Assessment of climate change impacts on rive high flows through comparative use of GR4J, HBV and Xinanjiang models, Water Resources Management, 2013. [4] Tian Ye, Xu YP*, Booij MJ, Lin Shengji, Zhang Qingqing, Lou Zhanghua. Detection of trends in precipitation extremes in Zhejiang, east China. Theoretical and Applied Climatology, 107,201–210 . 2012.
Scenarios (regional scale) Use of hydrological and water resource models
Downscaling methods Hydrological model Model parameters
Scheme of impact studies in hydrology and water resources (Adapted from Ingol-Blanco, 2008)
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集合神经网络模型应用与成果
整合多重观测资讯于山区雨量推估及洪水预报风险管理评估
依托于台湾国科会、水利署等项目 实际应用单位：石门水库、德基水库 区域降水特徵：以台风降水为主 成果发表：
Chiang, Y.M. and F.J. Chang*, 2013. Assimilation of multiple rainfall sources by ensemble artificial neural networks. Journal of Hydrology, (To be submitted) Chang*, F.J., Chiang, Y.M., Tsai, M.J., Shieh, M.C., Hsu, K.L., Sorooshian, S., 2013. Watershed rainfall forecasting using neuro-fuzzy networks with the assimilation of multi-sensor information. Journal of Hydrology, (Under review) Chiang, Y.M. and F.J. Chang*, 2009. Integrating hydrometeorological information for rainfallrunoff modeling by artificial neural networks. Hydrological Processes 23(11): 16501659. Chiang, Y.M., K.L. Hsu, F.J. Chang*, Y. Hong, and S. Sorooshian, 2007. Merging multiple precipitation sources for flash flood forecasting. Journal of Hydrology 340(3-4): 183196.
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• Water Science and
Technology
• 马斯河洪水风险计算 • 洪水风险计算中的敏感性和 不确定性分析
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4. 多源雨量数据误差校正与融合
气象卫星 气象雷达 降雨 流量站
地面雨量站
观测误差 α 2 观测误差 α 3
观测误差 α 1
集合神经网络
E
融合雨量
残差反向传递修正误差系数α
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3. 水文极限分析与洪水风险研究
1、水文极限分析不确定性及对洪水风险的影响研究
依托于国家自然科学基金项目
2、中荷孪生流域气候变化对极限径流的影响及其不确定性研究
依托于科技部国际合作项目
3、洪水风险分析及洪灾预警
依托于杭州市小和山小流域洪灾预警及辅助决策系统、安徽龙桥防洪规划等政府咨询项目 成果发表： [1] Xu YP, Zhang Xujie, Tian Ye. Impact of climate change on 24-h design rainfall depth estimation in Qiantang River Basin, East China. Hydrological Processes, 26(26) , 40674077，2012. [2] Xu YP, Yu Chaofeng, Zhang Xujie, Zhang Qingqing, Xu Xiao. Design rainfall depth estimation through two regional frequency analysis methods in Hanjiang River Basin, China. Theoretical and Applied Climatology, 107,563-578, 2012. [3] Tian Ye, Xu YP*, Zhang Xujie. Assessment of climate change impacts on rive high flows through comparative use of GR4J, HBV and Xinanjiang models, Water Resources Management, 2013. [4] Xu YP*, Booij MJ and Tong YB. Uncertainty analysis in statistical modeling of extreme hydrological events. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 24,567-578, 2010.
3维地下/大孔洞的溶质运移
2维地表水流 2维多粒径泥沙运移
不预设产流机制 地表-地下整体同时求解 时间步长可根据模拟运行情 况自动调整 提供模拟中任意时间任意位 置的大量物理信息（水深、 流速、水头、饱和度等)
Developed by
U. of Waterloo Stanford U. Zhejiang U.
CYWater
浙江大学 水文与水资源工程研究所简介
2013年8月3日 北京
浙大大学水文与水资源工程研究所
冉启华 所长，副教授，博导 分布式水文模型 降雨产流机理研究 泥沙运动与土壤侵蚀 江衍铭 副教授，博导 多源数据融合 智能方法在水 土灾害中的应用 洪水预报
许月萍
副教授，博导 气候变化影响评估 水文极限分析与洪水 风险计算 水资源系统不确定性 分析 其他成员 王福民副教授：生态水文，遥感水文 顾正华副教授：水资源配置，水力学 谢海建副教授：地下水，环境土工 等
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浙大大学水文与水资源工程研究所 --
主要研究方向
ຫໍສະໝຸດ Baidu
基于物理的分布式水文模型
水文过程对气候变化的响应研究
水文极限分析与洪水风险研究 多源雨量数据误差校正与融合 2
1. 分布式水文模型 --InHM
3维地下/大孔洞的饱和-非饱和水流
（Integrated Hydrology Model )
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• Journal of Hydrology
• 水文过程（包括降雨、蒸发和
径流过程）对气候变化的响应 • 方法：近20个GCMs+REA（ 可靠性加权平均）+多个情景 +SWAT水文模型
• 径流减少
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3. 水文极限分析与洪水风险研究
极值理论在水文极限分析中的应用 洪水风险评估和溃坝风险分析 水文极限分析中的不确定性来源 洪水风险评估的不确定性研究
降雨因素对土壤结皮发育的影响, 2011, 清华大学学报 降雨移动方向对坡面产流的影响机理, 2009, 浙江大学学报
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• Journal of Hydrology,2012 • InHM分布式水文模型 • 降雨历时、强度等对产流产沙的机理研究
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2. 水文过程对气候变化的响应研究
Downscaling from GCMs