大伙房水库汛期径流变化趋势及影响因素定量分离研究

基于大伙房水库1961—2004年汛期各月降雨径流资料,利用Mann-Kendall趋势检验法、Mann-Kendall突变检验法、Pettitt突变检验法和降雨—径流深双累积曲线方法,分析了大伙房水库汛期降雨、汛期径流深、最大月降雨和最大月径流深四类序列的趋势和跳跃特性,并利用累积量斜率变化率定量评价了降雨和人类活动对汛期径流深和最大月径流深的影响。结果表明:(1)流域汛期降雨和径流深下降趋势不显著,最大月降雨和最大月径流深上升趋势不显著;(2)汛期降雨、径流深、最大月降雨和最大月径流深突变不显著,降雨径流关系变异年份分别为1975、1985和1995年,1975年后流域汛期产流能力减弱;(3)大伙房水库汛期径流变化经历了4个阶段,人类活动是导致水库汛期径流深减少的主要原因,降雨变化是导致最大月径流深增加的主要原因。     

黄河年降雨-径流BP预测模型研究

采用改进的BP算法,对黄河兰州水文站45年(1956～2000年)的年降雨和径流实测资料进行了分析,建立了基于人工神经网络的年降雨一径流预测模型,研究结果表明：仅用预报前时段的年降雨和径流资料作为输入来预测下一时段的径流,其预报精度较差,但在预报期内有相对误差小于10％的降雨预报值输入时,所建模型对下一时段的径流预测与传统的统计建模方法相比,预报精度较高,能较好地反映黄河上游区的年降雨-径流规律。     

旬降雨径流非线性模型及其应用研究

通过分析旬降雨、旬初土壤蓄水状态、旬径流信息之间的关系,借鉴短期降雨径流相关模型的思想,建立了一个旬降雨─旬土壤蓄水量─旬径流的非线性相关模型.将该模型应用大伙房水库流域,模拟预测结果令人满意,结果表明该模型简单,可操作性强.将为应用美国的GFS预报系统和中国气象局的213模式10～15 d降雨预报信息,预报旬径流量提供一个有效方法.     

武江流域气象要素变化及对径流敏感性分析

基于武江流域1959-2006年月均气象要素(降水量、气温、蒸发量、相对湿度和日照时数)及水文资料,采用Mann-Kendall法和相关分析等方法,分析了流域近50年来气象要素变化趋势及其与径流之间的关系;运用非线性回归模型计算并分析了降雨和蒸发对流域径流的敏感性。结果表明:近50年来,流域降雨量、气温呈上升趋势,而蒸发量、相对湿度、日照时数则呈下降趋势;降雨与径流有较好的线性关系且与径流关联度最大,是径流量变化的主要驱动因子;武江流域径流对降雨变化的响应较气温更为显著。     

降雨径流系列的一致性分析

降雨径流关系是否发生变化，即不同时期降雨径流关系有无显著差异是一个生产中迫切需要解决的问题。本文以山西省榆社县云簇水库降雨径流系列为例，进行了降雨径流特性的分析，内容包括降雨径流双累积曲线的特性分析、年径流系数的变化过程分析、秩和检验、回归方程的差异分析等。得出云簇水库在１９７９年以前与以后，虽年径流深、年径流系数有差异，但降雨径流关系并无明显差异的结论。     

时变增益模型在辽宁干旱半干旱流域的适用性研究

自然流域属于典型复杂开放的系统,水文要素的时空变化具有高度非线性的特点,干旱半干旱流域尤其显著。因此,针对干旱半干旱流域降雨径流非线性问题,运用水文非线性时变增益模型(TVGM)、GR4J模型、总径流线性响应模型及线性扰动模型对辽宁省干旱半干旱流域日径流过程进行模拟分析,从2个精度衡量指标对4个模型的应用效果进行较为深入的对比分析,探究这4个模型在干旱半干旱流域降雨径流模拟中的适用性。结果表明:在辽宁省干旱半干旱流域的水文模拟中,TVGM模型适用性最好、GR4J模型次之,两种线性模型适用性较差。TVGM模型引入时变增益因子,综合考虑了土壤湿度、降雨强度等产流的关键要素,其模拟和验证效果都比较理想,体现了该模型的特色和应用价值。     

下垫面要素变化对径流影响的多元统计分析

为提高流域径流预报精度,增加水电站运行效益,选取小湾水电站控制流域为研究对象,根据卫星遥感资料提取的研究区域的1986、1995、2000年土地利用资料和小湾水电站多年入库流量资料,以径流系数为因变量,耕地、林地、建筑用地等下垫面要素为自变量,用SPSS回归模型、非线性回归模型分析径流系数和下垫面要素的回归关系;同时考虑到前一年降雨对下一年径流有一定的影响,加入降雨径流方法,采用3种方法分别对径流系数进行模拟。结果表明:非线性回归模型对径流系数模拟程度较好,可应用于径流预测工作中,提高中小流域的水能利用程度。     

基于随机森林的日径流量预测模型及其R语言实现研究

地表径流量的非线性预测是水资源优化管理与开发的先决条件。文章以泰国春武里水文站2016年日降雨与径流量数据为基础,采用相关时滞、随机森林(RF)的方法构建了日径流预测模型。结果表明,该地区降雨与径流之间存在1-3d的显著时滞尺度;以前置的降雨时间序列变量数据能够很好辅助建立径流预测模型,RF模型的R2达0. 9982,MAE为12. 53,RMSE为7. 79。该方法能够较好地拟合降雨-径流之间的关系,具有一定应用性。     

汀江流域降水径流时间序列的混沌分析

越来越多的研究表明水文系统是一个高度非线性、复杂性的巨型系统。混沌理论为研究变化环境下水文要素特性提供了新方法。以汀江流域上杭水文站月尺度降雨径流时间序列为对象,采用饱和关联维数和最大Lya-punov指数指标识别混沌特性。分析结果表明,汀江流域月尺度降雨、径流的饱和关联维数均为分数维数,最大Lyapunov指数均大于零,可推断其存在明显的混沌特性,为进一步研究降雨径流预报提供依据。     

降雨动能对溶质径流过程影响的实验研究

降雨动能对溶质径流过程有明显影响。本文在室内时空分布均一条件下，通过调整降雨器高度的方式改变降雨动能，由降雨径流实验具体说明了降雨动能对表层土壤水分运动、坡面漫流过程以及对泥沙和土壤溶质向地表径流迁移的影响。并初步探讨了降雨动能影响的模拟途径。     

漳河水库汛限水位浮动控制运用的探索

依据漳河水库流域实时水雨情信息及水文、气象预报成果,采用上、下浮动控制运用的办法,对水库汛期限制水位实行实时动态管理,并建立了非线性数学模型及解算方法,探讨可能存在的风险因素、风险程度与实施条件.运用实践证明,水库年均增加蓄水量0 32亿m3,既避免了单一追求水库兴利效益而忽视水库防洪安全的倾向,也避免了单一强调水库安全而忽视兴利用水的需求,较好地解决了水库防洪安全与兴利蓄水之间的矛盾.     

基于FLAC3D的饱和-非饱和渗流场初始化方法

建立与真实状态相近的初始渗流场是正确分析边坡降雨入渗的重要前提。鉴于目前FLAC^3D中的饱和-非饱和渗流场初始化方法寥寥无几,提出并详细介绍了饱和-非饱和渗流场初始化的设置方法。根据5种分布形式的基质吸力,按照其基质吸力线性分布和非线性分布规律提出了2种对应的初始化方法:对于线性分布的基质吸力运用MIDAS建模和FLAC^3D内置FISH语言进行渗流场初始化设置;对于非线性分布的基质吸力,用函数来表示其复杂几何形态的地下水位面具有一定的难度,不适合大面积推广应用,将地下水位面简化成一平面后,可利用FISH语言编程进行渗流场初始化设置。通过与常规渗流场初始化方法的计算结果对比,初始渗流场对边坡降雨入渗最终计算结果有较大影响,初始渗流场与真实状态越相近,其计算精度越高。     

海绵小区削峰减洪效率对降雨特征的响应

海绵城市建设一定程度上增加了城市下垫面的种类,使得城市降雨径流的非线性关系更加复杂。以分析降雨特征对海绵小区的径流控制能力的影响为研究目标,以厦门市典型海绵小区为例,通过SWMM模型模拟计算,分析了降雨重现期、降雨历时和降雨峰现系数对海绵小区削峰减洪能力的影响,计算了不同设计降雨条件下普通开发小区、海绵小区的洪量削减率和洪峰削减率。结果表明:随着降水重现期由2年增加至100年,总洪量削减率由63.8%降至50.9%,洪峰削减率由66.0%降至37.4%;随着降雨历时从1 h延长至6 h,总洪量削减率由58.3%增至61.8%,洪峰削减率由63.7%降至56.3%;随着峰现系数从0.1增大到0.9,总洪量削减率由58.3%增至61.8%,洪峰削减率由63.7%降至56.3%;海绵小区削减洪峰的能力对降雨过程更为敏感,降雨量越大、峰值越靠后,越不利于洪峰流量的削减;而降雨量越大、历时越短,越不利于总径流量的削减。海绵小区整体在不同雨强下的效用比单一低影响开发措施更为稳定,证明了海绵城市建设中多种工程相结合、注重竖向设计的做法比大量建设某一种设施更为有效。研究成果为海绵城市规划和建设提供参考。     

Rainfall-runoff modelling of water resources in the upper Senegal River basin

The streamflow series for the upstream basin of the Senegal River is marked by considerable gaps. The objective of this article is to simulate and extend hydrological data, using the GR2M rainfall-runoff model. A sensitivity analysis of the model to rainfall and water holding capacity input data was performed. This analysis was performed after calculating catchment rainfall, mean potential evapotranspiration, and maximum, minimum and mean water holding capacity. The best combination of input data was chosen by catchment based on the Nash-Sutcliffe criterion. Then cross calibration-validation tests were performed, using the selected input data to choose model parameter sets.     

数字流域模型关键技术研究

数字流域模型定位于大范围、全流域级的水文过程模拟,是一个具有多层空间分辨率的、模型参数可以容易获取的、能够实现并行计算的全流域级整体模型。数字流域模型的建立需要解决5项关键技术问题,即大流域DEM数据存取技术、流域沟道参数提取技术、基于遥感图像的模型参数提取技术、分布式降雨量数据存取技术、计算机集群并行计算技术。在黄河数字流域模型的建设实践中,提出了5项关键技术问题的解决方法：用分块技术解决大流域DEM数据的存取问题,用TOPAZ模块提取流域沟道参数,用遥感图像提取模型分布式参数,用雨量站插值技术存取面雨量序列,用计算机并行计算技术打破大流域整体模型的计算瓶颈。     

湫水河流域水沙变化现状及成因分析

根据湫水河流域林家坪水文站47年降水、径流、泥沙资料,利用水文法建立降雨径流模型和降雨产沙模型,在此基础上根据降雨资料建立模拟天然径流量和模拟天然输沙量序列,对因降水变化和人类活动对河川径流及输沙量的影响进行了定量分析,并根据流域内主要的人类活动类型分析了水沙变化的原因。     

流域有众多小水电站的锦江水库降雨径流预报

根据降雨径流相关原理,结合锦江水库流域地理环境、水文、气象、上游小型水电站众多特点,将该流域划分为8个单元区,并在各单元区建立一个虚拟水库,代替众多小水电站调节水量的水库降雨径流预报模型,应用于锦江水库水文预报系统。2008年至今共6年的入库流量短期预报实践证明,该模型预报精度高,在水库防洪发电、水库调度应用中效果优良。     

New Insights Into The Natural Variability of Water Resources in The Lower Jordan River Basin

Water availability is naturally low in the Lower Jordan River Basin (LJRB) extending from Lake Tiberias to the Dead Sea, whereas water demand is high. Still, no basin-wide overview of naturally available surface water resources exists up to now. The aim of this study is to estimate these water resources through application of the TRAIN-ZIN model. This hydrological model combines physically-based and conceptual approaches to incorporate dominant processes of (semi-)arid areas in adequate temporal and spatial scale. An adequate space-time resolution is achieved by using rainfall radar data as model input. Three rainfall seasons are simulated: a drought, an average season and a wet extreme. Simulation results emphasize the non-linear behaviour of (semi-)arid systems and resulting impacts on the spatial and temporal variability of water resources. Basin averages of seasonal water balance components ranged between 65 and 489 mm (rainfall), 53 and 270 mm (evapotranspiration), 7 and 87 mm (overland flow), 4 and 129 mm (percolation). However, all values comprise enormous spatial variability. It is concluded that space-time variability must be considered for water resources assessment in the LJRB in order to make accurate predictions of future water availability.     

降雨能量对水土流失的影响研究进展

降雨是导致土壤流失的动力因素,降雨侵蚀力反映由降雨引起土壤侵蚀的潜在能力,准确计算降雨侵蚀力是定量预报土壤流失的重要环节.本文回顾了国内外降雨能量及其侵蚀力研究现状、进展、降雨雨谱测定、降雨能量及侵蚀力计算方法、降雨与产流产沙的关系,归纳总结了降雨与降雨侵蚀力的研究方法,并根据降雨地域性差异较大的特点,推荐了适用于我国的降雨侵蚀力及降雨能量计算公式.     

非饱和导排层水分侧向导排作用模型试验验证与影响因素分析

生活垃圾填埋场终场覆盖层的主要功能是防渗。部分湿润气候区因降雨量较多、土层储水能力不足,毛细阻滞覆盖层防渗效果不佳。在毛细阻滞覆盖层中添加非饱和导排层(unsaturated drainage layer,UDL)是改善毛细阻滞覆盖层在湿润气候区防渗性能的措施之一。开展室内模型试验对毛细阻滞覆盖层中UDL的侧向排水作用进行了实测和验证,对影响UDL侧向导排长度的因素进行了数值分析。模型试验尺寸为2.0 m×1.0 m×0.4 m(长×宽×厚),结构剖面从上至下依次为粉土层(20 cm)、砂层(10 cm)和碎石层(10 cm)。试验结果表明:累计降雨量为882.2 mm,UDL侧向导排水量为9.5 mm,占土层入渗水量的13.7%,水分侧向导排作用可观。UDL侧向导排长度影响因素数值分析结果表明:①细粒土厚度和渗透性对导排长度的影响因降雨量而异,当降雨量较小时,细粒土层越厚、渗透性越低,侧向导排长度越长;②UDL厚度对水分侧向导排长度影响不明显;③UDL进水值越低,细粒土储水能力越大,细粒土侧向导排失效时间和UDL侧向导排介入时间越晚,但持续降雨后期导排长度衰减速度更快,进水值须根据当地降雨条件和覆盖层粗、细粒土水力特性综合考虑。