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山西省古县东北地势高,山岭连绵重叠,地质和水文条件复杂,是山西省山洪灾害的频发区。本文以古县半干旱东庄流域为研究对象,基于 Arcgis平台、HEC-DSS软件和HEC-HMS模型以及编制TOPMODEL模型计算程序,建立适合东庄站流域的洪水预报方案,对削减洪灾、群测群防工作及工程规划设计提供理论帮助,并给山洪预警系统提供方法支撑。本文取得的成果有: (1)收集流域内七个雨量站的降雨资料、东庄水文站的流量资料和蒸发资料,以及土壤和土地利用类型等数据,基于东庄流域DEM数字高程模型并借助GIS平台,对DEM进行预处理,提取河网和子流域等数字流域信息,计算子流域坡度、最长汇流路径和CN等地形数据。构建HEC-HMS水文模型预报方案:采用SCS曲线数法计算产流、Snyder单位线法计算坡面汇流和线性马斯京根法计算河道汇流,并用优化方法对参数进行优化,模拟结果表明:率定期7场洪水合格率85.7%,达到了甲等精度;平均确定性系数0.72,达到了乙等精度。验证期3场洪水合格率66.7%,达到了丙等精度;平均确定性系数0.64,达到了丙等精度。 (2)基于DEM和GIS平台,经过对DEM进行填洼、水流方向确定、汇流累积量、流域坡度等计算处理,分别求出流域的地形指数以及流域水流长度。模型对植被区进行蒸发计算,产流计算包括坡面流和壤中流两部分,汇流计算采用等流时线法。在东庄流域构建TOPMODEL模型,选择与HEC-HMS模型相同场次洪水进行降雨径流模拟。模拟计算结果为:率定期洪水合格率85.7%,平均确定性系数0.70,达到乙等精度;验证期洪水合格率66.7%,平均确定性系数0.60,达到丙等精度。 通过对HEC-HMS和TOPMODEL模型的结果分析表明:两模型的预报方案均适用于东庄流域,从平均确定性系数来看,HEC-HMS模型要优于TOPMODEL模型。