基于WEP的横断山垂直带水文过程模拟研究

为了更好模拟横断山在气象、植被、土壤、水分等垂直地带性影响下的水文过程，本文采用分布式流域水文模型 WEP，提出反映空间分异特征的垂直带参数化方案，并选择横断山流域 14 个水文控制断面 1960—2015 年的逐月径流数据进行了模拟验证。结果显示，垂直带参数化方案较好地模拟了横断山区的水循环过程；通过两种对照方案和垂直带参数化方案的对比表明，“垂直带参数化方案”比“普通的参数方案”的 NS 提高 0.03、RE 降低1%，比“均一化参数方案”的 NS 提高 0.3、RE 降低 19.6%。通过考虑参数的垂直变化影响，能够提高模型模拟效果，且可更好地反映气象、植被、土壤、水分等信息的垂直地带性，弥补以往水文模型对参数的垂直变化描述不足的问题。     

气象水文模型耦合研究及其在渭河流域的应用

在由工程和非工程措施构成的流域防洪减灾体系中,水文预报占据十分重要的地位。为了延长水文预报的有效预见期,同时保证水文预报的精度,需要对整个水循环过程进行综合模拟研究,因此大气模式和水文模型的耦合研究成为关键。论文分别建立并验证了数值天气预报模式WRF和分布式水文模型WEP,采用单向耦合的方式,构建了渭河流域陆气耦合模拟平台,在此基础上对渭河流域2000年9月下旬至10月下旬的降雨和径流过程进行耦合模拟,并与实测降雨及径流日过程进行了对比分析,取得了较好的效果。     

浅析变化环境下的水资源评价理论方法

本文从国民经济建设和现代水资源管理对水资源评价的实践需求出发,论述了水资源评价理论方法在评价对象、评价模式、评价基础和评价手段等方面需要全面拓展和延伸,并在此基础上阐述了变化环境下的水资源评价理论方法,主要包括资源量的评价、水分利用效用的评价和动态评价。     

耕作对黄土丘陵沟壑区浅沟侵蚀的影响试验

浅沟侵蚀是黄土丘陵沟壑区重要的侵蚀类型,耕作是黄土高原浅沟侵蚀发生和发展的重要影响因素。浅沟水流的水动力学参数研究是建立浅沟侵蚀物理模型或概念模型的基础。在黄土丘陵沟壑区延安市燕儿沟小流域的坡地上,通过野外放水冲刷试验,初步研究了耕作对浅沟水流水动力学参数变化特征的影响。结果表明:耕作使浅沟水流能量转化耗散规律发生变化,从而使各个水力学参数沿程及不同放水流量时的变化规律发生改变;在未耕作坡面上浅沟水流含沙量随时间的变化关系、弗劳德数随时间的变化关系均呈显著的线性相关;在耕作坡面上浅沟水流含沙量随时间的变化关系、弗劳德数随时间的变化关系呈极显著的对数相关;耕作后的第一场侵蚀性降雨产生的浅沟侵蚀量为全年侵蚀量的25%左右。     

宁蒙灌区水资源模拟研究

宁蒙灌区地处黄河上中游，受人类活动影响大，流域水资源状况较为典型。运用LL-Ⅱ分布式水文模型和ArcGIS软件研究了灌溉对径流的影响，利用流域内降雨、蒸发、灌溉、引水、DEM和径流资料，进行了多年径流连续模拟，取得了较好的模拟结果。在此基础上，通过比较20世纪80年代和90年代灌区内水资源量的变化，得出的结论是：影响流域水循环的因素有较大变化，且灌溉对径流的影响有很强的时空变异性。     

分布式水文模型在洪水预报中的应用研究综述

在回顾洪水预报技术的发展及分布式水文模型在洪水预报中的应用情况的基础上，针对洪水预报存在的问题，指出了其改进方向：①明确模型的物理参数；②推广模型预评估机制；③正确使用预报校正方法；④加强水文过程机理研究；⑤研究无资料、少资料地区的预报方法；⑥针对不同流域的不同特点，研制开发新模型；⑦积极探索新方法、新理论。     

黄河流域水量水质综合模拟与评价

在分布式水文模型(WEP-L)的基础上,建立了流域水量水质综合模拟模型。提出了基于综合模拟模型的水量水质联合评价方法,并首次从"断面水"和"片水"两方面综合评价流域水资源的数量与质量。结果表明:黄河流域的"片水"水质状况要优于"断面水"水质情况。     

黑河流域水循环系统的分布式模拟(Ⅱ)——模型应用

应用作者开发的分布式水文模型WEP－HeiHe，对黑河上、中游流域水收支和水循环要素的时空变化进行了系统剖析；同时，还将模型应用于莺落峡径流预报、山前小河流径流和地下水侧渗量的模拟与预报以及未来下垫面变化条件下的流域水收支预测。结果表明，模型能系统表征流域水循环和水收支各要素的时空分异；对于枯水期的径流预报，达到较高的精度。在对下垫面变化条件下流域水收支预测中表明，尽管涵养林建设增加了截留蒸发，但同时也降低了林地的土壤蒸发，因此总蒸发量增加不明显；涵养林建设会使出山径流略有减少，但同时会稍增加土壤和地下水的蓄变量；退耕还牧对减少蒸发、增加正义峡下泄水量以及降低蓄变量赤字均有明显效果。     

膨胀性土壤饱和水分运动参数计算模型

膨胀性土壤吸水膨胀变形,具有复杂的水文特性及力学性质,其分布范围广泛,对国民经济有着重大影响,开展膨胀性土壤水分运动研究具有重要的实际意义和理论意义。目前的土壤水分运动研究多针对非膨胀性土壤,相关研究成果不适用于描述膨胀性土壤水分运动过程。土壤膨胀变形主要是土壤膨胀力和自重应力综合作用的结果,土壤受力变形特征随土壤深度的变化而变化。为量化土壤膨胀变形对土壤水分运动参数的影响,采用土壤膨胀特征曲线和土壤应力——应变关系曲线,建立了包括饱和含水量、饱和导水系数、饱和比容积等在内的膨胀性土壤饱和水分运动参数计算模型。随后,以黄绵土和娄土为典型膨胀性土壤,基于室内试验开展了不同厚度土壤饱和水分运动参数的测定,验证所提出的参数计算模型的适用性和可靠性。结果表明：土壤饱和水分运动参数的计算值与实测值间的相对误差均小于10%,Nash效率系数均大于0.85,均方根误差均小于0.07,说明该模型可以较好地模拟计算膨胀性土壤饱和水分运动参数。研究成果既丰富了土壤水分运动理论研究,也为膨胀性土壤水分的利用和管理提供了参考。未来研究将深入探讨不同初始含水量、不同初始容重下,土壤自重应力和膨胀力对饱和水分运动的影响,以期进一步提高模型性能。     

黑河流域水循环系统的分布式模拟(Ⅰ)——模型开发与验证

从水循环的物理机制着手，在考虑人工侧支循环的基础上，以现代地理信息技术为数据处理平台，开发了黑河流域水循环系统的分布式模拟模型。文中系统描述了模型结构，从水循环过程和能量循环过程2个方面对模型各要素的过程模拟进行了阐述，其中水循环过程包括蒸发蒸腾、入渗与径流、地下水运动、地下水流出和地下水溢出、坡面汇流与河道汇流、人工侧支循环等要素过程。在获取各类输入参数后，采用1km网格、以日为时间步长对黑河流域上、中游地区(36 728个网格单元)进行了1981～2002年的逐日模拟。结果表明，所建立的分布式模型对月径流过程和日平均流量过程具有较高模拟精度。校正期内前后两个验证期均得到良好验证。该模型可用于预测未来环境变化条件下流域水资源演变。