遥感技术在现代水文学中的应用

遥感是一门新型的技术。近20年来遥感技术在水文学的应用中有了长足的发展和进步。简要介绍了遥感在降雨、土壤水分、蒸发散发、水质(地下水水质)、径流、洪水过程实时动态监测、水域面积的识别以及在流域水文模型中的应用。     

贵州省枯季径流特性初步分析

在无资料地区以降水径流法推求径流资料系列时,除了要有年径流统计参数外,还应有其枯季径流和最枯月径流的有关指标,而由于受气候、下垫面条件(地形、植被、岩溶等)差异的影响,各地枯季径流特性各异。本文通过贵州省86个县、市、区气象站及45个水文站(控制集水面积由几十~上万km2)建站至今的实测资料分析,得出了贵州省各个地区枯季的时段、各站枯季径流统计参数、最小月径流模数和多年平均最小日均流量模数的关系,对了解贵州省的枯季径流特性和在无资料地区径流设计中都具有参考价值。     

中国的主要水问题及水文学的机遇

从水资源开发利用与保护、水旱灾害防治等方面论述中国当前存在的主要水问题：水危机和水浪费同时存在、水污染日趋严重、防洪减灾任重道远、生态环境破坏严重、全球气候变暖产生不利影响；进而论述水文学研究面临的新课题：水文现象的不确定性、人类活动对水文的影响、水位频率计算、水资源开发利用的最佳效应、水资源供需分析、农业节水灌溉机理及水旱灾害的防治，并指出必须加强对这些新课题的研究     

关于在相对稳定的断面中简化推流的探讨

从水文学和流体力学的角度论证了在稳流状态下各点流速与断面总流量之间呈稳定对应关系。     

水文学的研究方法与理论创新

回顾了水文学在其 30 0余年的形成和发展中曾出现过的若干引人入胜、富有启发性、对学科发展起着重要推动作用的研究成果 .论述了“假设”、“猜想”、“推理”、“比拟”、“综合”和“实验”等研究方法的运用在水文学理论创新中的重要作用 .     

城市水文模型原理刘家宏

城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。     

改进的年内展布法在生态环境需水量计算中的应用

为弥补现有年内展布法不适用于季节性河流和无法避免极端水文条件影响的不足,对现有的年内展布法进行了改进。基于河道天然径流资料,将一年划分为汛期和非汛期,选取多年各月具有90%保证率的各月平均流量和多年各月平均流量,计算汛期和非汛期的同期均值比,根据多年各月平均流量和同期均值比计算各月河道内基本生态环境需水量。以博阳河控制站梓坊水文站断面为例,将结果与规范推荐的最小月平均流量法、流量历时曲线法、Qp法、频率曲线法4种水文学法及传统的年内展布法比较,并用Tennant法进行评价。结果表明:改进的年内展布法与流量历时曲线法取90%保证率对应流量时, Tennant法评价结果一致,但是改进的年内展布法一般用水期各月河道内基本生态环境需水量变化趋势更接近各月多年平均流量,符合水文情势变化,能更好地满足各月生态环境需水,可用于季节性河流,弥补了传统年内展布法不适用于季节性河流的不足,同时避免极端水文情况的影响。这也说明改进的年内展布法评价结果好于其他方法的评价结果。     

基于1960-2018年实测径流与水文学方法的开都河生态流量分析

为科学地确定河流生态流量,保障流域水安全与生态环境健康,基于开都河大山口水文站1960-2018年的实测径流数据,采用Tennant法、典型水文频率年法、最枯月平均流量法和Q_p法等4种水文学方法计算了河流的生态流量,通过对比分析确定基于Tennant法的计算结果最为适宜。计算结果表明：开都河大山口水文站10-翌年3月的平均生态流量应不小于15.60 m³/s,对应最小生态环境需水量为 2.47×10⁸ m³;4-9月的平均生态流量应不小于46.15 m³/s,对应最小生态环境需水量为7.30×10⁸ 　m³,全年生态流量平均不小于30.88 m³/s,对应最小生态环境需水量为9.77×10⁸ 　m³。该生态流量目标可满足开都河大山口至博斯腾湖河段的河道径流损失,保证河流基本生态功能与水生态安全。计算分析结果可为开都河河流生态流量管理提供支撑。     

我国生态水利研究进展

阐述了生态水利的内涵和研究方向认为生态水文学、生态水力学、水利工程的生态环境效应评价等是生态水利发展的理论基础。生态水利的理念首先应反映在水利工程的规划与设计中,强调水利工程在满足人类社会需求的同时,需要兼顾水域生态系统的健康和可持续性;对已建工程带来的负面影响可通过栖息地的恢复和重建、水体生态修复、生态调度和水体的连通性的改善等来解决。分析了河道和流域栖息地生态修复的措施,总结了生态需水量的估算方法,辨识了水系连通性的含义以及需要研究的关键问题,最后展望了生态水利的发展趋势,指出未来需要加强的研究方向有:水文情势-生物响应关系的基础研究、水利工程生态效应评估的科学性与统一性等。     

论水文学发展的四个阶段

水文学是随着人类社会的发展而发展起来的,大体经历了地理水文学、工程水文学、水资源水文学和现代水文学四个发展阶段。但就现代水文的要求来看,水文监测体系还不够完善,尤其是缺失对水资源的有效检测手段和体系,特别是生活、工、农业用水和环境生态水的科学监测几乎是空白。随着我国经济建设不断发展,水文工作的重点也必将从过去的传统水文转向现代水文上面来,由以往单纯服务于水利建设,发展成为面向全社会的科学服务行业。