TRMM面降雨量数据在鄱阳湖流域的精度评价

利用2011年和2012年鄱阳湖流域及附近的47个台站观测数据对TRMM V7降雨量数据进行了日、月、年尺度的精度检验,并分析了该流域降雨与地面植被覆盖和地形的关系.结果表明,TRMM数据的精度随尺度而变化,TRMM日降雨量与地面实测值相关性一般,相关系数(R)为0.67左右,而均方根误差(RMSE)在10~20 mm之间;月和年尺度降雨量精度较好,R2分别为0.897和0.845,平均相对误差小于85%;日、月和年尺度的降雨量与地面植被覆盖度无明显相关性,但地形对降雨量有一定的影响,地形较高的山区降雨比平原区要多.月和年尺度的TRMM降雨量数据可应用于大、中尺度的水文和生态模型.     

基于有效降雨量的滑坡位移-降雨相关性研究

为揭示滑坡裂缝位移与降雨量之间的相关关系，探究衰减系数取值与滑坡位移的相关性，以典型降雨诱发滑坡小岩头滑坡为研究对象，采用Pearson方法对滑坡裂缝位移与日降雨量、前期降雨量和有效降雨量进行相关性分析，再基于线性拟合的Logistic回归模型，针对小岩头滑坡“阶跃”时间段的数据集进行拟合，建立不同衰减系数下滑坡位移-相关系数的逻辑回归方程。结果表明：(1)滑坡降雨有效作用期t最长为7 d,当有效降雨量达到116.9 mm时，其“阶跃”现象出现。(2)滑坡各阶段位移-降雨的相关系数r都随降雨衰减系数α_i取值的增大而增大。当滑坡衰减系数取0.7时，位移随衰减系数增减而产生的变化最明显。(3)当相关系数在“斜率最大拐点”处的产生突变时，可根据衰减系数和相关系数的变化判定滑坡是否进入加速变形破坏阶段，可使雨量监测预警模型的精确度提高。     

东辽河流域未来降雨和气温变化趋势分析

文章采用统计降尺度模型SDSM,在东辽河流域建立大气环流因子与站点气候要素数据序列之间的统计关系,将GCM输出的未来气候情景降尺度到气象站点,生成各站点未来气候要素序列,分析东辽河流域未来日平均气温、日最高和最低气温、日降雨量的长期变化趋势,为进一步研究未来气候变化情景下东辽河流域的水资源及水质状况提供研究基础。     

南水北调东线单级泵站日经济运行研究

针对南水北调东线典型变频调速泵站,利用现有水泵装置模型试验数据,分析抽水装置扬程~流量~转速~效率之间的关系,在此基础上利用动态规划法建立了单级泵站日优化运行调度模型,以日运行费用最小为目标,寻求最优的日运行调度方案,确定各个时段内各机组的开机组合及运行方案。并以南水北调东线韩庄泵站为例进行了优化计算,结果表明泵站优化运行方案与现状方案相比,可有效降低运行电费。     

香溪河流域降雨产沙分形关系及前期有效降雨计算

为探讨流域前期有效降雨量计算的新方法,依托香溪河流域兴山水文站1974—1989年264场次降雨产流产沙资料,研究了流域次降雨产沙频度与降雨量的关系,采用分形理论与方法,并基于产沙累积频度-降雨量分形关系,推导出流域前期有效降雨量计算方法,且试算了流域前期有效降雨。结果表明:香溪河流域次降雨引起产沙累积频度与降雨量之间遵循分形的幂指数关系,在2个降雨量范围内具有不同的标度指数;按照幂指数关系拟合的产沙累积频度与降雨关系线交点处的降雨量,发现引发78%左右的产沙累积降雨阈值上边界;在香溪河流域,降雨发生前0,1,3,5,7 d的5个时间段累积降雨量阈值分别为26.6,29.2,35.3,43.2,47.8 mm;基于累积产沙频度-降雨量分形关系计算流域前期有效降雨的方法能更加反映真实情况。     

江汉平原地下水位动态变化特征分析

通过辨识江汉平原含水系统的水文地质结构,深入分析了地下水位动态变化特征及其影响因素,进而揭示了研究区地下水时空演变规律。结合地下水流系统分区分析了研究区的降雨-径流关系和地下水动态类型。同时,运用数理统计方法分析了累计水位升幅和累计降雨量之间的关系。结果表明:研究区内地表水除丰水期补给地下水外,其余时段地下水补给地表水;研究区不同含水层地下水位关系总体为深层孔隙承压水位中层孔隙承压水位浅层孔隙潜水位;研究区地下水对降雨入渗产生的滞后效应表现为低水位期滞后5~7 d,高水位期滞后1~2 d。研究结果对该地区地下水资源的评价管理具有现实意义。     

浙江省降水特征及其参数空间变化分析EI北大核心CSCD

为提升浙江省水灾害防治能力,从流域区域和县级行政区域两种尺度分析不同时段和频率的面雨量及其统计参数在不同雨区、地形区分布特征和空间变化,并建立各区域面雨量时段-频率-面积-深度关系。结果表明:面雨量及其统计参数计算结果与相关规划设计值、《浙江省短历时暴雨》相关结果一致性较好,结果较合理;台风雨主控区和梅雨台风雨兼容区不同时段面雨量变差系数的平均值比梅雨主控区大;对于山区流域区域,在同一干流或支流上,相同时段和频率的面雨量及其变差系数与集水面积呈负相关关系;对于平原或县级行政区域,不同时段和频率的面雨量在台风雨主控区最高,梅雨台风雨兼容区和梅雨主控区次之。     

提高含水层参数精度的典型时段分段拟合法

以山西省娄烦县某承压含水层无观测孔单井抽水试验为例,在全程曲线拟合法求解含水层参数的理论基础上,提出基于水位稳定下降段及水位稳定回升段的典型时段分段拟合法求参,并与常规的Jacob直线图解法、水位恢复法及全程曲线拟合法的求参结果进行对比分析。结果表明:典型时段分段拟合法求解含水层参数一致性好、精度高,得到的含水层导水系数为327.54 m~2/d、贮水系数为0.000 657。试验验证了利用水位稳定时期数据求参的准确性,相比全程曲线拟合法,典型时段分段拟合法具有选用数据少、计算简便等优点。     

考虑弥散系数尺度效应的溶质运移模型研究

基于多空介质溶质运移的基本方程,利用erfc(x)的近似公式反求地下水溶质运移的纵向弥散参数,分析了其与尺度之间的相关关系,并运用分维理论确定了尺度效应的分维数,导出了弥散参数的表达式.结果表明:①弥散系数与尺度之间呈幂相关关系;②考虑弥散系数尺度效应的方法可较好地模拟均质的溶质迁移.     

湖南慈利县滑坡灾害的临界降雨量阈值研究

科学合理地确定降雨诱发滑坡的预警阈值是区域防灾减灾的关键。以降雨型滑坡灾害高发的武陵山区为例,选取湖南慈利县1987—2011年逐年的历史滑坡灾害及降雨数据进行统计研究。首先,利用SPSS软件分析降雨与滑坡事件的相关性,发现该地区降雨型滑坡灾害主要受前3 d累积降雨量影响,且前期降雨有效系数仅为0.6;进而基于经验阈值分析模型,建立该地区分级预警的宏观平均有效降雨强度-降雨持续天数(I-D)降雨阈值曲线,并通过已知降雨滑坡事件进行空间验证;最后,考虑区内降雨型滑坡规模、滑体厚度及坡度的差异,分类建立了不同地质条件特性的I-D阈值曲线,发现临界降雨量阈值与滑坡规模及厚度呈显著正相关关系,而滑坡坡度则存在明显的最易发区间(25°~35°),此时临界降雨量阈值最小。研究结果可为武陵山区及相关地区降雨型滑坡的预测预报提供依据和借鉴。     

电水转换法在地下水开采量计量中的应用——以河北省沧县为例

多年来,农业灌溉地下水开采量数据多为调查统计取得,受人为因素影响其精度较低。为了提高农业灌溉地下水开采量数据的精度,根据埋深分布测定了不同埋深区的机井潜水泵电水转换系数,依据机井灌溉耗电量采用电水转换系数计算开采量的方法,推算了沧县2012年农业灌溉地下水开采量。该方法依据的基础数据准确可靠,其计算结果具有较高的精度,能够满足最严格水资源管理制度中总量控制的需要,且易于实际操作。     

加权马尔科夫链模型在水库含沙量预测中的应用研究

本文用加权马尔科夫链模型预测水库含沙量,结合水库实测入库含沙量数据,分析加权马尔科夫链模型在水库含沙量预测精度。研究结果表明:加权马尔科夫链模型适用于水库含沙量的预测,在年尺度上预测值和实测值之间的相对误差在14.47%~19.25%,过程拟合系数0.7以上;在小时尺度上预测值和实测值之间的相对误差低于15%,过程拟合系数可达到0.65以上,预测精度符合入库含沙量预测规范的要求。研究成果对于水库含沙量预测方法提高参考价值。     

沙溪流域上游降雨特征的多尺度分析及趋势预测研究

该文基于近60年日降雨量数据,选取变差系数、降雨集中期和集中度等指标,利用Mann-Kendall非参数检验并结合重标极差分析法和小波分析方法,以永安站为代表站,开展沙溪河流域上游降雨特征的多尺度分析及趋势预测研究。结果表明,该地区年降雨和季节降雨线性趋势不显著,但年际差异明显,存在5a和18a的震荡周期特性及降雨集中期减少和集中强度减弱的趋势,据此预测2015~2020年降雨量和春秋季降雨量可能趋于偏少,夏冬降雨量将持续增多。相关研究可为该区域的水资源规划提供理论依据和实践参考。     

佳芦河流域极端暴雨可能来沙量研究

黄河水沙变化情势尤其是来沙量变化趋势判断是确定治黄方略的重要依据。以近年来径流泥沙锐减的黄河中游佳芦河流域为研究对象,分析了极端暴雨情况下的可能来沙量。结果表明:依据佳芦河流域1962—2017年204场降雨、输沙量实测资料点绘的次洪雨量—沙量双累计曲线在1972年、2002年出现明显拐点,相同降雨量条件下拐点后输沙量明显减少,可把1971年以前作为天然时期、把2002年以后作为现阶段;采用次降雨量拟合法、降雨侵蚀力(降雨因子组合)拟合法、次降雨分时段雨量拟合法、上包络线法等4种方法和大于50 mm场次降雨量拟合的佳芦河次洪输沙量计算公式,拟合效果较为理想;次降雨分时段雨量拟合法分析表明,场次降雨过程中最大1 h降雨量、最大2 h降雨量减去最大1 h降雨量、最大3 h降雨量减去最大2 h降雨量这3个分时段降雨量对次洪输沙量的影响较大;采用4种拟合公式和历史实测极端强降雨组合法设定的极端暴雨,计算的现阶段佳芦河可能来沙量为0.12亿～0.22亿t,与天然时期相比减沙效益为88.7%～94.8%,其中最大可能来沙量0.22亿t是实测最大次洪输沙量0.52亿t的42.3%。     

基于逐5 min时间分辨率的降雨—径流关系研究

流域降雨和径流数据时间分辨率会直接影响流域尺度水文响应判断。以谢家山流域和高家山流域为研究对象,利用2018年7月26日到9月2日实地监测的9场降雨与径流的逐5 min实时响应关系,采用回归分析等统计方法,对降雨—径流的量化关系进行研究。结果表明：(1)累计降雨量—累计径流量关系线性拟合效果好,基于拟合方程的斜率分析,高家山流域径流系数大于谢家山流域,基于土地利用类型发现,这主要与硬化地面面积有关。(2)多数降雨径流事件都会经历降雨、渗透、径流三个阶段。第一阶段降雨全部渗透,径流不会启动;第二阶段渗透持续进行,径流开始出现,降雨和径流之间的近似线性关系表明渗透率比较稳定;第三阶段开始时渗透率突然下降,在此阶段降雨会全部转化为径流,因此渗透可忽略不计。     

南方红壤区马尾松林下水土流失与降雨量关系研究

为了更好地研究马尾松林水土流失规律,从水土流失主要控制因子——降雨因子出发,通过对红壤侵蚀区不同林下配置模式马尾松林径流试验小区2009—2011年的产流、产沙与降雨量的关系研究。得到如下结论：①各小区的产流量和产沙量均与降雨量呈显著性相关,回归模型主要以一元二次回归最优,个别小区以幂函数和对数函数最优,其中以马尾松地表裸露小区模拟方程可决系数最大;②各雨型在同一郁闭度条件下,除去郁闭度为0％的小区外,各小区基本满足乔＋地表裸露〉乔＋百喜草〉乔＋胡枝子,伴随着降雨量的增加,各小区的径流系数总体上呈增加的趋势,尤其在暴雨和大暴雨以上的雨型更加明显;③产沙方面,各雨型条件下,除去郁闭度为O％的小区和个别郁闭度为24％的小区外,基本上满足乔＋地表裸露〉乔＋胡枝子〉乔＋百喜草。     

气候与环境对山洪暴发及等级划分的影响研究

分析表明山洪发生时空分布特征基本同全省暴雨分布相一致;山洪暴发前3 h、24 h及前10 d降雨量为有效关键时段,山区地理环境对山洪暴发影响关系很大,并依此建立了山洪暴发的概念模型及权重指标和山洪发生的等级关系.     

金沙江流域极端强降水分布拟合

极端降水的统计分布研究是当前国内外极端水文事件研究的前沿方向之一。根据金沙江流域45个气象站的长系列日降水资料,采用年极大值抽样方法建立了不同统计时段(最大1 d、最大3 d、最大7 d等)的降水极值系列,通过比选11种常见的概率分布函数确定了金沙江流域极端强降水的最优分布。对基于站点与面暴雨的2套极端强降水序列的频率分析表明,韦克比分布是拟合金沙江流域极端强降水发生概率的最优分布形式。     

深层地下水“双控”指标探索

文中以大量的实测数据利用统计法、典型点法以及水电转化法,分别对工业、农业和人畜生活等深层地下水开采量进行了计算分析。利用多元线性回归方程分别建立了月水位变幅和月开采量、年水位变幅和年开采量的相关关系模型,确立了水位变幅和埋深的关系。从而实现了深层地下水水位和开采量的"双控"的目的。并根据典型区实测数据和开采量指标进行了模拟计算,提出了"双控"指标的计算和考核思路。     

北京岩溶水系统降水入渗系数研究

大气降水入渗补给地下水是一个复杂的过程,以区域水量均衡法和遥感、地理信息技术为依据,论证降水入渗系数与下垫面因子之间的关系,从栅格尺度(30 m×30 m)建立基于专家经验知识和加权评价系统的模型和统计学关系,得出北京各岩溶水研究区降水入渗系数。研究结果表明:①研究区内岩性与构造因子是影响降水入渗补给条件的关键因素;研究区内的碳酸盐岩区最利于降水入渗补给。②利用2011年大气降水资料,分别使用本文提出的降水入渗系数方法和传统降水入渗系数计算方法相互验证,对2011年大气降水入渗量进行计算,表明建立统计回归模型能有效得出栅格尺度(30 m×30 m)上北京山区岩溶水系统降水入渗系数值。