河北雨洪模型在半干旱区的应用与研究

河北雨洪模型是一种兼具蓄满和超渗产流机制的概念性水文模型。为了探索河北雨洪模型在半干旱区的应用效果,并研究目标函数对模型模拟结果的影响,以黄河上游小流域为研究区,对研究区1994-2010年间的10场洪水过程进行模拟,并分别以峰值加权均方根误差、加权误差及效率系数为目标函数,研究了不同目标函数对模型模拟结果的影响。结果表明:河北雨洪模型对西北半干旱区的洪水过程模拟有良好的适用性;不同目标函数对模型模拟效果的影响各有侧重,但模拟结果都很接近,在实际问题中,应根据关注的重点恰当选取目标函数而避免一定的盲目性;选取峰值加权均方根误差作为目标函数时,模型对副峰的模拟效果较好。     

冲积河流推移质输沙最优河道形态影响因素理论分析

为从理论上确定水沙动力、阻力和边界条件对冲积河流推移质输沙最优河道形态和最小比降的影响,基于 水力半径分割方法将河床整体糙率划分为河岸糙率和河底糙率;采用河道形态自动调整变分方法,以等腰梯形为 河道过水断面,推导推移质输沙率与河道形态的关系,分析河岸与河底相对糙率、河岸坡角、流量、输沙率、中值 粒径和河底糙率对最优河道形态和最小比降的影响。结果表明：最优河道形态和最小比降随河岸与河底相对糙 率的增大而减小,随河岸坡角的增大而增大。流量或者河底糙率的增加将使最小比降减小,同时造成最优河道形 态趋向窄深。输沙率或者中值粒径的增加将使最小比降增大,但两者对最优河道形态演变的影响不同,输沙率增 大将使最优河道形态向宽浅发展,而中值粒径增加将使最优河道形态向窄深发展。     

济南主城区不透水地表分布分析及其水文效应

以济南市主城区范围为研究区,通过现场调研、遥感解译和划分标记的手段获取并探究其不透水地表分布。研究发现,济南市主城区范围内绿化率达到33.9%,不透水面积占比为65.3%。采用HIMS-SWMM模型进行小时尺度径流模拟,据此探究济南市主城区范围内各行政区不透水地表格局下其径流系数的变化情况。以2016年7-8月降雨作为输入,整个研究区共降水125.23mm,下渗量为36.33mm,产生的径流量为88.9mm,整个济南市主城区总体径流系数为0.71。各用地类型的不透水面占比与径流系数有较强的线性关系,其变化分为阈值型和渐变型。对于阈值型用地类型,可进行较为集中的绿化措施或LID措施;对于渐变型用地类型,可采用放缓的逐步绿化或LID措施,在集中改善阈值型用地类型的不透水面占比的同时,辅以较小范围的改善措施,以达到较为经济有效的防止内涝目的。     

流域产水产沙耦合对黄河下游河道冲淤和输沙能力的影响

在具有水沙异源特征的流域中,不同水沙来源区的来水来沙之间的关系,可以称为流域水沙藕合关系.流域水沙耦合关系通过流域侵蚀带与沉积带的耦合,会进一步影响沉积带的冲淤过程.对于黄河流域,提出以多沙粗沙区的来沙量和河口镇以上清水区的来水量之比来表示流域产水产沙搭配关系,称之为流域产水产沙耦合指标.无论是对于洪水系列还是对于年系列,黄河下游来沙系数、含沙量与流域产水产沙耦合指标之间都具有密切的关系.流域产水产沙耦合指标控制着下游河道的来沙系数、平均含沙量和最大含沙量,并进而影响河道冲淤量和河道泥沙输移比.黄河下游高含沙水流的发生与流域产水产沙耦合指标I(ws)之间有密切的关系.当I(ws)<0.314t/m3时,下游可不再发生高含沙水流.这启示我们,通过对多沙粗沙区来沙量和河口镇以上清水区来水量的控制,可以减少下游河道高含沙水流发生的频率.对于场次洪水而言,当流域产水产沙耦合指标I(ws)<0.2t/m3时,冲淤量、淤积强度变化很小,但当I(ws)>0.2t/m3以后,冲淤量、淤积强度迅速增大.本文的研究成果对于黄河流域的治理有一定的参考意义.通过对流域水沙耦合关系的调控,来减少下游河道的淤积,是一种可行的途径.     

气候变化和人类活动对水文循环影响研究进展

气候变化和人类活动是影响流域水文循环过程和水资源演变规律的两大驱动因素,所引起的水文效应已成为当前全球变化研究领域的焦点问题。水循环系统是气候系统的重要组成部分,气候变化对水循环要素的影响必然导致流域水资源的时空变化。同时,人类活动对流域水循环的影响也日益显著,主要表现为土地利用/覆被变化、修建大型水利工程等引起的流域下垫面条件变化,进而影响流域内的产汇流机制。针对气候变化和人类活动对流域水循环要素的影响机制,从水文要素时空变化检测与归因的角度对主要研究结果进行回顾,探讨了变化环境下水循环要素变化的检测与归因分析研究方法,并总结了定量区分气候变化和人类活动对水循环过程影响研究中的主要问题和不足,提出了未来需要重点加强气候变化和人类活动对水循环要素变异的驱动机理及贡献分解研究、加强水循环要素时空变异特征的诊断以及模型评价技术和不确定性量化研究等。     

基于水文循环分析的雅砻江流域生态需水量计算

本文提出基于水文循环分析的生态需水量计算流程图和方法,即通过野外现场查勘和室内遥感分析,总结研究区生态需水特征,运用环境同位素技术分析水分来源和河道内外水力补给关系,确定明确的生态保护目标,选定合适的生态需水估算方法并进行计算。最后对雅砻江流域河道内外的生态需水量进行计算。结果表明,雅砻江河道径流主要受大气降水补给,地下水单向补给河道水;河道内外生态保护目标分别为保持当前植被面积不减少和保证优势鱼类生长繁殖期最低生境条件;天然降水即可满足草地林地的生态需水要求。雅砻江热巴坝址处最小生态流量范围为36.3～46.8m3/s。     

跨流域调水的大尺度分布式水文模型研究与应用

变化环境下区域分布式水循环模拟研究,是地球系统科学中的重大科学问题,也是区域水安全和水资源风险管理需求的重要应用基础。本文开展了以南水北调中线工程联系的跨汉江、黄河和海河多个流域的区域水循环模拟、环境变化影响与水安全研究。重点论述了跨流域调水的大尺度分布式水文模型(LDTVGM)的研究与展望。目的是探讨变化环境下跨流域调水的分布式水循环模型的建立,发展区域水循环动力学-非线性系统-多源不确定性分析与综合的理论与影响评估方法,为分析应对气候变化和高强度人类活动影响的区域水资源安全及应对措施的风险管理,提供科学依据。     

基于Copula函数的水量水质联合分布函数

由于河流的水量水质是相互联系、相互影响的,如果只进行单一变量的分析,难以全面反映事件的真实特征。本文以淮河蚌埠闸为例,利用Copula函数构造了水量水质的二维和三维 （分为对称型和非对称型） 联合分布函数,对蚌埠闸的水量水质联合分布频率进行了分析。结果表明,蚌埠闸的Copula函数水量水质联合分布的经验累积频率和理论累积频率的一致性很高,拟合精度很好。说明应用Copula联结函数来构建水量水质联合分布是可行的,可为水量水质综合管理的风险分析提供有效的途径。     

从虚拟水角度评价黑河中游农业水资源的利用

利用水资源模型输出的蒸散发量,从虚拟水角度对黑河中游农作物初级产品的虚拟水含量、虚拟水贸易、水资源利用率和农业发展代价分担等内容进行了评价.结果显示,该地区农作物初级产品虚拟水含量多年平均为1.18 m3/kg;虚拟水输出量在2000年相当于黑河莺落峡出山径流量的22.4%;1988～2000年农作物水资源利用率从20%提高到了30%;农业发展代价的约70%由下游地区承担.认为现阶段需要以节水灌溉和流域综合管理为主,来解决经济欠发达干旱区的水资源、流域整体协调发展问题.     

三种方法测估的林地稳渗率对比初探

稳定入渗率(稳渗率)是衡量土壤渗透性能的重要指标.采用双环入渗法(RI)、人工降雨法(RS)和Guelph渗透仪法(GP)测估了太行山低山丘陵区油松林地的稳渗率.三种方法测估的稳渗率分别为0.5 mm/min,0.35 mm/min和0.04 mm/min.在此基础上,对比了三种方法的优缺点,可为今后研究提供依据.本研究为太行山低山丘陵区土壤渗透性能的初步研究,存在着测定的样本点不足等问题,需要进一步的研究.