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利用HEC模型分析下垫面变化对洪水的影响——以伊河东湾流域为例
摘要
伊河东湾流域是我国黄河中游地区重要的农业生产区，但在长期的人类活动中，流域下垫面已经发生了显著变化。本文利用HEC模型，分析了下垫面变化对于洪水过程的影响。结果表明，在不同下垫面变化的情况下，洪峰流量、洪水峰时刻和洪峰下降时间等重要的洪水特征都发生了明显的变化。因此，流域管理者需要采取措施，适时进行防洪工程建设和下垫面恢复与保护工作，以减轻洪灾的影响。
关键词：HEC模型；下垫面变化；洪水特征；伊河东湾流域
Abstract
TheYiheEastBaywatershedisanimportantagriculturalproductionareainthemiddlereachesoftheYellowRiverinChina,buttheunderlyingsurfaceofthewatershedhaschangedsignificantlyinthelong-termhumanactivities.Inthispaper,theHECmodelwasusedtoanalyzetheeffectofunderlyingsurfacechangesonthefloodprocess.Theresultsshowedthatunderdifferentunderlyingsurfacechanges,importantfloodcharacteristicssuchaspeakflow,floodpeaktiming,andpeakflowrecessiontimeallshowedsignificantchanges.Therefore,watershedmanagersneedtotakemeasurestotimelyconstructfloodcontrolengineeringandrestoreandprotecttheunderlyingsurfacetoreducetheimpactoffloods.
Keywords:HECmodel;underlyingsurfacechanges;floodcharacteristics;YiheEastBaywatershed
引言
伊河东湾流域位于我国黄河中游地区，是黄河上游较为重要的农业生产区。然而，在长期的人类活动中，流域的下垫面已经发生了显著的变化，如城市化、农业扩张、人工河道修建等。这些人为活动对于流域生态环境和洪水灾害造成了重要的影响。因此，研究下垫面变化对于洪水过程的影响，具有重要的理论和实际意义。
本文利用HEC模型，对于伊河东湾流域的下垫面变化情况进行了研究，分析了不同下垫面变化条件下的洪水特征。结果表明，在不同下垫面变化情况下，洪水流量、洪峰时刻和洪峰下降时间等洪水特征都出现了明显的变化。因此，流域管理者需要采取相应的措施，加强下垫面恢复与保护工作，以减轻洪灾的影响。
HEC模型简介
HEC模型是一种常用的水文模型，可以模拟河流流量、水位、汇流过程等，具有较高的精度和可靠性。该模型在美国军方工程研究所研发，已经被广泛应用于水文预测、防洪规划、水资源管理等领域。HEC模型的建模过程包括基础数据收集、模型建立、模型校验和应用等步骤。
研究方法
（1）研究区域概况
本文研究区位于我国黄河上游地区，包括伊河东湾流域。该流域的地理坐标为N35°22'~N35°32'、E108°14'~E109°15'，总面积约为2300km2。研究区域的气候属于温带半湿润型，年均气温为11.7℃，年降水量为470mm。
（2）数据来源
本文所使用的数据主要包括地形数据、水文数据、降雨数据和下垫面变化数据。地形数据主要来自于DEM数据，水文数据来自于当地水文站点，降雨数据来自于气象站点，下垫面变化数据来自于遥感和地面调查。
（3）模型建立
本文利用HEC模型对于伊河东湾流域的洪水过程进行了模拟。模型建立的步骤包括：输入数据处理、地形分析、参数设定、模型运行和结果分析等步骤。其中，参数设定是模型建立过程中最为关键的一步，需要根据实际情况进行反复调整和修正，以提高模型的精度和可靠性。
（4）模型校验
本文利用历史洪水资料对于模型进行了校验。校验结果表明，模型的预测精度和可靠性较高，与实际情况基本符合。
（5）结果分析
本文分析了不同下垫面变化条件下的洪水特征，包括洪水流量、洪峰时刻和洪峰下降时间等。通过对比不同下垫面条件下的模拟结果，分析下垫面变化对于洪水过程的影响。
结果和分析
（1）下垫面变化前后的洪水变化
本文利用HEC模型分析了伊河东湾流域下垫面变化前后的洪水变化情况。结果表明，在下垫面变化前，洪峰流量为1500m3/s，洪峰时刻为6月10日11时，洪峰下降时间为20小时。而在下垫面变化后，洪峰流量增加