不同土壤湿度和雨强下径流曲线模型的改进

前期土壤湿度条件和降雨强度是影响径流曲线（SCS-CN）模型径流量预测精度的重要因素。分析不同流域下二者对SCS-CN模型性能的影响,对提高模型预测精度至关重要。基于5个半干旱半湿润和湿润流域的降雨径流资料,利用偏相关分析和K-均值聚类改进SCS-CN模型。结果表明：在重新划分前期土壤湿度条件区间后,模型预测能力大幅度提升,有效降低模型平均偏差,纳什效率系数平均提高42.8%。基于最大10 min雨强对SCS-CN模型改进后,纳什效率系数得到一定提高,且半干旱半湿润流域的提升幅度略大于湿润流域。改进的模型在研究流域都取得较好的效果,平均偏差均低于7 mm;除呈村流域非汛期外纳什效率系数均达到0.93,平均提升89%;均方根误差平均降低29.2 mm。     

宁夏地区雨季特征时空变化规律及其归因分析

为揭示宁夏地区雨季特征时空变化规律及物理归因,利用1960～2020年宁夏地区9个气象站点的降水资料,基于滑动t检验法确定宁夏地区各个站点多个雨季特征(包括雨季开始时间、结束时间、持续时间、降雨量、降雨强度和降雨日数)的时空分布规律,分析大气环流、季风以及海表温度对宁夏地区雨季特征的影响。结果表明：宁夏地区的雨季开始时间和结束时间具有明显的年代际和空间变化特征,西北太平洋增强(减弱)的反气旋是宁夏地区雨季开始(结束)的重要信号。雨季降雨量和降雨强度在突变年份发生后,具有增强的趋势。多个雨季特征表现出与厄尔尼诺(ENSO)区域明显的负相关性,即升高的海表温度会导致宁夏地区雨季起讫时间的提前、降雨量和降雨强度以及雨季降雨日数的减小。研究成果可为探究宁夏地区雨季特征与海表温度的遥相关性提供参考。     

黄河流域气象干旱与水文干旱时空特征及其传递关系EI北大核心CSCD

基于标准化降水蒸散指数(SPEI)和标准化径流指数(SRI),比较了黄河流域气象干旱和水文干旱的时空分布差异,分析了二者时间尺度上的关联性,并选取典型干旱事件进一步探讨了两种干旱类型的传递关系。结果表明:两种干旱类型空间上有相似的趋势和频次,但在黄河源区和黄河中南部(渭河流域)差异显著,其干旱历时均有随年代延长的趋势,水文干旱历时增长尤为明显;在时间尺度上,SPEI与SRI在大部分区域基本一致,但在黄河源区和渭河流域差异较大,尤其是短时间尺度上差异更显著;气象干旱与水文干旱并非一一对应,多场短历时间断气象干旱受时滞效应、异常气象波动等影响,可能引发一场长历时连续水文干旱或多场短历时间断水文干旱,一场长历时连续气象干旱强度衰减可能引发多场短历时间断水文干旱。     

基于分布式水文模拟的流域土壤水分时间稳定性分析

针对大范围地面土壤水监测会耗费大量人力物力等问题,为了获取密度较高同时又准确可靠的流域土壤水数据用于时间稳定性分析,寻找可以反映流域土壤水平均状况的代表性点,利用分布式水文土壤植被模型(DHSVM)模拟淮河黄泥庄水文站以上小流域293个采样网格上、中、下三层土壤含水量数据。结果显示:垂向方向上,黄泥庄流域土壤水分时间稳定性随深度递减;流域上层和中层具备时间稳定性特征的代表性点具有较高的一致性,易发生于流域主要土壤和植被类型覆盖区域,在此区域布设测点观测土壤水,可以更准确快速地捕获代表黄泥庄流域上层和中层平均土壤水分特征;采样点7、17和215可作为上、中层土壤的流域平均土壤水代表性点,利用它们预测流域土壤水平均值,可降低观测成本。研究成果可为流域土壤水监测方案设计提供参考。     

基于改进 abcd 模型的黄河源区径流变化与归因

为改进模型对高寒地区融雪径流模拟不足的缺陷，将融雪模块耦合到传统 abcd 模型。利用 1980—2018 年 逐月实测的径流数据和通过 AnuSpline 方法插值的格网气象要素，驱动改进后的abcd 模型，分析三江源生态保护 措施实施前后（1980—1999 年和 2000—2018 年）黄河源区径流的动态变化，并量化关键气象因素与人类活动对 径流变化的影响程度，即相对贡献。结果表明：耦合融雪模块的 abcd-snow 模型完善了高寒地区水文过程的模拟， 提高对径流的模拟性能，在黄河源区表现出较好的适用性；整个研究时段黄河源区的实测径流呈不显著减少趋势 （?0.80?mm/a，p>0.05），但 2000 年前径流则呈现显著下降趋势（?4.12?mm/a，p<0.05），2000 年后径流则呈显著增加 趋势（3.16?mm/a，p<0.05）；?归因分析表明气候变化是源区径流变化的主导因素。2000 年前，气候变化对径流减少 的相对贡献率为 62.8%，人类活动对径流的贡献为 37.2%；2000 年后，气候变化对径流增加的贡献率达到 120.0?%， 人类活动对径流的贡献为?20.0%。其中：降水的变化是决定径流变化主导因素；其他气候因素的相对贡献较小； 以人类活动为主的生态恢复可显著降低河川径流。本研究有助于理解气候变化和下垫面变化对黄河源区水资源 变化的系统驱动机理，并为流域水资源合理配置提供科学参考依据。     

以地形为基础的HSC产流模型在辽西半干旱丘陵流域的适用性

采用以地形为基础的HSC产流模型(HAND-based storage capacity curve),以典型半干旱丘陵区的辽宁省叶柏寿流域为研究区,检验模拟效果。在只改变产流模块的情况下,把HSC线型同HBV(hydrologiska byrans vattenbalansavedlning)模型的beta函数、新安江模型的蓄水容量曲线、基于雨强阈值的超渗模型进行比较后发现,在进行长时间序列模拟时,极端高洪峰流量过程对径流的模拟结果有很强的影响。传统模型依赖参数率定,普遍存在参数过拟合现象,即为了提高洪峰流量模拟精度,导致优化的产流参数严重背离物理意义和假设。研究提出的产流模型基于HSC线型并耦合根系区蓄水容量反演的MCT方法,参数物理意义明确且无需率定,可避免传统模型存在的为提高对少数洪峰流量的模拟精度而产生的参数过拟合现象,因此在率定期和验证期其洪水模拟精度表现更为可靠和稳定。     

河南省水资源“农转非”时空演变及驱动力

运用重心模型与ArcGIS10.2软件，探讨河南省水资源“农转非”时空变化趋势，采用岭回归模型对其驱动因素的效应进行分析。结果表明：河南省水资源“农转非”重心轨迹整体由西南向东北移动，且呈阶段性变化特征；河南省水资源“农转非”程度呈现上升趋势，其中豫中、豫西较高，豫东、豫南、豫北较低；济源等8市“农转非”程度均有所提升，三门峡等7市保持稳定，南阳等3市则有所下降；河南省水资源“农转非”驱动因素的时间效应存在差异，依据驱动因素的正负效应以及变化情况可划分为4种类型，分别对河南省水资源“农转非”具有驱动、约束、调节和不明显的作用；河南省水资源“农转非”驱动因素的空间效应存在差异，不同区域驱动因素作用的差异显著。     

基于在线监测和综合单位线法的小区管网入渗入流分析

入渗入流问题是城市污水管道普遍存在的问题,是城市污水管道和合流制管道雨天产生过载甚至溢流的主要原因之一。准确地计算入渗入流,并对其进行分析是诊断污水管网溢流,制定管网修复方案的基础。论文对入渗入流的分析方法进行了探讨,采用在线监测数据结合综合单位线法,对某小区的管网入渗入流进行了定量分析。结果表明,该区域入渗入流量较大,管道以入渗为主,时间持续约为18 h。该方法可有效模拟区域内的入渗入流问题,并对入流量和入渗量进行定量分析,计算结果为制定该区域管网排查和修复措施提供了决策依据。该研究为今后类似的工程提供了参考和借鉴。     

栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文模型

为了提高地表地下双重人类活动干扰下的流域洪水模拟精度,基于调蓄水库概念提出了考虑地表水利工程和地下水超采影响下的网格化降雨径流模拟方法,通过在栅格新安江模型基础上引入地表地下双调蓄模块,构建了栅格新安江-地表地下双人工调蓄分布式水文(GXAJ-DAR)模型,将该模型同半分布式新安江-海河模型在海河的典型流域清水河流域进行了验证比较。结果表明：GXAJ-DAR模型在清水河流域的模拟精度高于新安江-海河模型;基于栅格的双调蓄结构能根据水利工程控制区域和地下水埋深的实际空间分布对地面和地下径流人工调蓄过程进行准确模拟;GXAJ-DAR模型对自由水蓄水库蓄水容量参数的取值较新安江-海河模型更加合理,能有效提高清水河流域的洪水模拟精度。     

1955-2014年黄河内蒙古河段水沙变化特征分析

深入剖析黄河内蒙古河段水沙变化特征是研究黄河治理方略、水沙资源配置及重要水利工程布局的前提和基础。为此,以1955-2014年黄河内蒙古河段3个主要水文控制站（巴彦高勒站、三湖河口站、头道拐站）长时序水沙数据为对象,采用水沙年内不均匀性、集中度及变化幅度等指标值,及Mann-Kendall趋势检验和小波分析法,深入探讨了内蒙古河段水沙年内分配与年际的变化特征。结果表明：黄河内蒙古河段水沙序列年内变化表现为输沙量的不均匀程度和集中度比径流量的大,各站径流量集中期多在8、9月,输沙量集中期基本全在8月;水沙序列年际变化表现为水沙量呈显著减少趋势,水沙序列具有多尺度振荡的特点,存在着年际尺度和年代际尺度的周期变化规律。