气候变化情景下丹江口水库径流模拟预测

气候变化和异常对水资源影响的评价方法有很多种,本项研究采用概念性水文模型模拟和假定气候情景推算径流变化法,分析气候变化对丹江口水库径流的影响,即利用不同的GCMs模型模拟丹江口水库上游的月降水和气温序列,并通过Delta变化作为汉江流域半分布式两参数月水量平衡模型的输入,用以模拟和预测2021～2050年的丹江口水库径流量.结果表明,对于2021-2050年降水和气温年变化的情景,未来年平均径流将相应升高8.18%(HadCM3)、7.78%(CSRIO)和2.14%(CCSRINES),敏感度分析结果显示,径流量对降水变化的敏感度较径流对气温变化的敏感度要大.     

基于径流丰枯分类的月水量平衡模型参数响应研究

针对变化环境下水文模型参数的时间变异性如何影响径流模拟的准确性问题,提出依据径流丰枯分类后对水文模型分别率定和验证。通过常规法和集对分析法对清江流域径流丰枯分类,并将不同径流丰枯年份对应降水、蒸发输入到两参数月水量平衡模型中,率定各丰枯类型下的模型参数值,并分析不同频率的径流差异情况。结果表明:集对分析法分类后两参数月水量平衡模型的C参数值规律为枯水年平水年丰水年,常规法则为枯水年平水年丰水年; SC参数值的规律在两种方法下表现类似。从年际变化看,模型效率系数基于集对分析法分类时较大,且对于不同丰枯年份下的径流模拟更接近实测值。从年内分配看,基于集对分析法的不同频率高、中、低水相对误差综合表现优于常规法。基于此进行的交叉模拟进一步发现,使用比当前状态偏湿润年份的参数值,得到的径流响应均为增大;反之则径流响应均为减小,且所使用参数值条件与基准条件变化的幅度越大,径流响应增大或者减小的幅度就越大。     

月水量平衡模型在中国不同气候区的应用

概念性水文模型是目前评价环境变化对区域水文水资源影响的有力工具,大尺度水文模拟是气候变化影响评价中的关键技术.利用10个位于我国不同气候区的代表性流域的水文气象资料.验证了月水量平衡模型在不同气候区的应用效果.结果表明:月水量平衡模型能够适用于我国不同气候区的月流量过程模拟,其中,对湿润半湿润地区的模拟精度好于干旱半干旱地区的模拟效果;若流域内降水径流量关系密切,则水文模拟的效果也会较好.人类活动的影响,使得长序列水文模拟误差增大,但不同人类活动类型对流域水文模拟效果的影响是不同的.     

黄河流域大尺度水文过程模拟研究

大尺度水文过程模拟是分析评价环境变化对流域水文影响的重要基础工作,首先介绍了土壤-植物-大气输移方案中具有国际可比性的可变下渗容量模型(Variable Infiltration Capacity Model,简称VIC模型).将黄河流域划分为432个50 km×50 km正交网格,由108个雨量站1960～1970年的逐日降水量资料插补到各个网格,根据土壤、植被分布资料,确定各网格的模型参数,进而模拟了黄河流域径流量的空间分布.对典型支流及区间径流量的模拟结果表明,VIC模型具有较好的径流模拟能力,可用于评价气候变化对流域河川径流影响.     

基于分项调查法和SWAT模型的水资源评价方法

现状下垫面条件下长系列天然径流资料是水资源评价的基础,但下垫面变化以及人类活动常常改变了水文循环过程,给水资源评价带来系统性偏差与较大的不确定性。以浠水流域为实例,提出将分项调查法和SWAT模型相结合的水资源评价方法,即根据水文站与水库位置关系建立不同水量平衡方程进行径流还原,利用与现状下垫面条件相近年份的还原后的径流数据进行参数率定与验证,并将构建的模型应用于长系列天然径流过程模拟计算。结果表明：仅采用分项调查法还原后的水文站降水-径流关系的一致性存在明显偏差;而通过构建基于现状下垫面条件下的SWAT模型,各水文站径流模拟值的降水-径流相关性优于还原值,且不同时期降水-径流关系一致性得到显著改善,表明该方法能够有效修正下垫面变化对径流的影响,有助于进一步开展水资源规划、水旱灾害风险评估等工作。     

两参数月水量平衡模型在尼尔基水库月径流量预测中的应用

本文介绍双参数(和)月水量平衡模型的原理,依据水量平衡方程和经验公式构建嫩江上游流域月径流流量的模拟方程,利用遗传算法对模型参数自动率定模型参数,为水资源规划和水库调度提供参考.结果表明:月水量平衡模型模拟尼尔基水库上游3个子流域月径流量精度达到了乙级水平,可以考虑应用在尼尔基水库实际生产过程中,对于编制中长期调度计划具有重要的参考价值.     

年楚河流域径流变化及其对气候变化的响应

采用雅鲁藏布江支流年楚河流域控制站日喀则水文站1956—2012年天然径流量资料以及同期气温、降水量逐月资料,分析了年楚河流域57 a降水、气温和径流变化特征;利用月水量平衡模型对年楚河流域逐月径流变化进行模拟,验证了月水量平衡模型在研究区的适应性。结果表明:年楚河流域逐月径流量变化相对平稳,年内分配极不均匀,汛期与枯水期径流量相差较大,汛期径流量占全年径流量的67%;对月水量平衡模型参数进行分析,认为年楚河径流敏感性模型参数主要为土壤水蓄水容量和直接径流系数;气候变化对径流影响的敏感性分析显示,降水量增加对径流的影响更大,气温升高对径流减少影响较小。     

融雪的水量平衡模型在内蒙古锡林河流域水文模拟中的应用

水量平衡模型是目前水文及环境分析中最常用的工具和手段之一,半干旱地区的水文模拟是目前水文科学研究中的难点.以内蒙古地区的锡林河流域为研究对象,开展了考虑融雪的水量平衡模型(Snowmelt-based Water Balance Model,SWBM模型)的拓展性应用研究.结果表明:锡林河流域气候干旱,产流受降水和融雪驱动,流域降水量及实测径流量均呈现弱减少趋势.SWBM模型对对月径流过程具有较好的模拟效果,率定期和检验期的模型效率系数均可超过60％,相对误差小于8％,说明该模型可以用于研究气候变化对半干旱地区的影响评价.     

汉江流域半分布式两参数月水量平衡模型

为了评价气候变化对丹江口水库水资源的影响,在两参数月水量平衡模型的基础上,建立了汉江流域半分布式两参数月水量平衡模型.模型应用GIS技术分析流域土壤类型、土地利用、植被类型、流域划分、河流水系和测站位置共六大类地理特征,并建立模型参数与地理信息的相关和经验关系,进而对流域模型参数进行网格化.实例研究结果表明,两参数月水量平衡模型具有较高的模拟精度,其中半分布式模型模拟结果又优于集总式模型.     

基于SWAT模型的汤河西支流域水量时空模拟研究

本文应用分布式水文模型SWAT模型模拟汤河西支流域水量时空分布, 并通过设定气温分别升高和降低2.5℃, 模拟分析气候变化对流域水量的影响. 分析结果表明SWAT模型适用于汤河西支流域的径流模拟,模拟的汤河西支流域2000-2010年年径流深和实测径流之间相对误差均小于7%, 月流量过程拟合系数达到0.86以上, 具有较高的模拟精度; 汤河西支流域径流空间分布受流域降水空间分布的影响总体上呈现北大南小的分布趋势, 径流深在600-800mm的区域主要集中在西北区域. 气温升高2.5℃, 在降水不变化的前提下, 汤河西支流域径流减少, 气温降低2.5℃, 流域径流增加. 研究成果对于汤河西支水资源评价和管理可提供参考价值.     

湖北平原水网区水文水资源系统模拟研究

本文以湖北汉川洪西垸径流试验区为对象，探讨了水网地区水量转化的系统模拟问题，通过单元系统的水均衡分析，提出一种能反映平原湖区水文基本特征的水资源系统模型，它能够定量描述降水、灌溉水、流域产水量、入渗补给理、潜水蒸发量以及地下水动态变化；可进行日径流长序序操作，由系统输入自动实现地表和地下水动态过程分割和水资源总量评价。该模型用洪西垸径流试验区实测资料做了验证与分析。     

基于VIC模型的老挝南乌河流域水资源量评估

老挝正在积极参与澜湄水资源合作研究工作,水文实测数据短缺是制约水资源规划工作的现实问题。以老挝南乌河流域为例,采用流域地形、土壤、植被以及气象驱动等数据资料,通过建立流域分布式水文模型——VIC模型对径流进行模拟,以分析水资源量的时空分布规律。模拟结果表明:模型在对南乌河流域日、月尺度的水文过程模拟中表现出了较好的适应性,南乌河流域内的水量主要靠降水补给,径流的地区分布基本上与降水的地区分布一致,总的趋势是由流域上游向流域下游递减,径流系数的趋势也是由流域上游向流域的下游递减。研究成果可为无资料地区的水资源规划方案的制定及水资源量分析提供参考与借鉴。     

The Influence of Model Structure on the Efficiency of Rainfall-Runoff Models: A Comparative Study for Some Catchments of Central India

The paper examines relative performance of six monthly rainfall-runoff models on 12 catchments located in different agro-climate zones of Central India. Study indicates that a water balance type model can reproduce the catchment behaviour in a better manner as compared to a statistical model and it is easier to model runoff for catchments with higher runoff factor. Also, a two-parameter model is found sufficient to represent the rainfall-runoff relationship of the catchment on a monthly scale.     

气候变化对北江流域径流影响的模拟研究

通过构建北江流域SWAT分布式水文模型,以北江流域13个雨量站10年逐月降水量及北江流域干流石角水文站同步逐月流量数据为输入条件进行水文模型参数率定,应用气候情景设置方法研究了北江流域在降水和气温等不同气候变化条件下径流量的变化规律。研究表明:气温变化1℃对年径流量及其年内分配的影响变化均在1%以内。降水量变化对年径流量影响十分显著,降水量变化10%对年径流量的影响变化可达到15%,而对径流年内分配的影响变化在1%以内,影响较小。随着气温下降和降水量的增加,枯季径流量占年内分配比例均有所上升,枯水期来水量提高,有利于流域城乡供水安全和生态用水安全。     

大尺度分布式水文模型VIC在嘉陵江流域径流模拟中的应用

大尺度分布式流域水文模型是目前评价流域环境变化的重要工具,以嘉陵江流域为研究对象,构建了嘉陵江流域大尺度分布式VIC模型(Variable Infiltration Capacity,VIC model),利用Maryland大学的全球1 km×1 km土地覆盖数据,同时参考LDAS(Land Data Assimilation System)成果,建立了嘉陵江流域VIC模型的参数库,通过4个水文站以上流域的水文模拟试验,结果表明建立的VIC模型能有效地模拟嘉陵江流域各典型站的日、月径流过程,模拟的水量平衡误差在5%以内,日径流过程模拟的确定性系数均在70%以上,月径流过程模拟的确定性系数超过90%。该模型可以用来分析环境变化对嘉陵江流域水资源及洪水过程的影响。     

基于月水量平衡模型的年径流模拟方法设计及应用

为了实现长时段径流的准确模拟,基于abcd、TWBM、VWBM和DWBM四个月水量平衡模型的结构框架,设计了一组年径流模拟方法.其基本思路为:以L(L为12的约数)个月的累积实测降水量和潜在蒸散发量作为模型输入,通过模型模拟首先得到相应时长的累积模拟径流量,然后每个时长12/L顺次分段相加得到相应模拟年径流量.设计的年...     

基于改进降水输入模块的融雪径流模拟:以拉萨河为例

降水是自然界物质循环和水循环的重要组成部分,是高寒地区径流的重要来源,水文模型中降水数据的输入精度对提高高寒地区融雪径流模拟效果具有十分重要的作用。青藏高原地区气象站点较少,站点数据无法全面反映流域内降水时空分布的真实情况,传统的融雪径流模型在地形、风向和水汽等要素对降水垂直分布的影响考虑不够全面,制约了模型在山区融雪模拟以及预测中的应用,因此有必要对模型的降水输入项进行改进,以期提高半干旱高寒地区融雪径流模拟效果。本文基于改进的遥感卫星数据校正理论,开发了适用于半干旱高寒地区的降水输入模块,将其与度日因子模型进行耦合,利用高程分带将降水组合成半网格半站点的降水输入数据驱动模型,并在拉萨河流域进行试验研究。结果表明:降水输入模块能够显著提高降水卫星反演地面降水精度,改进后的融雪模型在率定期和验证期的NSE(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient)分别为0.741和0.770,高于原融雪模型的模拟效果,表明改进后的模型能够在流域各个分区获得较为精确的降水数值,融雪径流模拟精度比原模型精度得到提高。总之,耦合降水输入模块的融雪模型可以有效提高降水输入精度,对缺资料半干旱高寒地区融雪模拟具有重要的参考价值。     

盐湖流域空-天-地立体监测系统结合VIC模型径流模拟初探

盐湖流域属于无资料地区且基础资料稀缺,使用传统方法开展水文模拟存在困难。为了研究盐湖流域生态环境、水文气象等变化,综合利用卫星遥感、无人船等技术,建立盐湖流域空-天-地立体监测系统,构建盐湖水位-面积-容积关系曲线,并通过月尺度遥感数据解译了盐湖月尺度湖泊面积,推算了盐湖蓄变量和盐湖入湖月尺度径流量。通过收集并整理中国区域地面气象要素驱动数据集CMFD和MODIS LAI叶面积指数等数据,构建了基于多源数据的VIC模型,开展盐湖流域湖泊径流模拟研究。结果表明,盐湖流域径流模拟纳什系数NSE和相对误差分别为 0.87和11.81%,表现出实际径流的丰枯变化情况。盐湖流域空-天-地立体监测系统结合VIC模型能够模拟盐湖流域的月尺度径流变化过程,对无资料区域河湖水文模拟具有一定参考意义。