小流域产汇流分布式模型

为反映和描述流域下垫面各个因子空间分布不均匀性和人类活动的影响，开发和建立小流域产汇流分布式模型。将流域划分为一系列的网格单元，可以计算出流域内每一网格单元上的径流过程，本模型在黑草河小流域上进行了率定和验证，模拟的降雨径流过程与实测洪水过程符合良好。     

基于虚拟水的小流域综合治理水资源响应

为揭示小流域水土流失综合治理的水资源基本响应,借鉴虚拟水思想,对比分析了马家沟流域1999年和2007年的农产品生产性和消费性虚拟水量及其结构.结果表明:2007年该流域主要农作物和畜产品单位质量虚拟水含量较1999年大都有不同程度的下降,农牧生产性虚拟水量2007年较1999年上升了5.42％,消费性虚拟水量下降了1.29％,虚拟水净输出增加了10.56％.尽管单位质量农畜产品虚拟水含量有所下降,但虚拟水的净输出仍然可能加剧流域水资源短缺,不利于生态恢复.因此,应在流域内生产水资源消耗较低的作物和畜产品,并要充分利用流域内的地表径流量.     

巢湖流域杭埠河水量模拟数学模型研究

杭埠河是入巢湖最大河流,掌握其水量变化是巢湖流域综合管理的基础。针对杭埠河复杂的流域地貌和工情特征,采用水文水动力耦合模拟的方法构建了杭埠河水量模拟数学模型。流域产流以陆面下垫面类型为基础逐栅格分布式计算,各单元产流按照流程汇集至子流域出口。河道水流动力演算采用运动波方程来计算,通过源项实现水文过程与水动力的耦合连接。典型洪水年2016年水雨情过程模拟表明,建立的模型能够可靠捕捉河流洪峰过程,复演杭埠河入湖的水量时空动态变化。     

黄河数字流域模型

黄河数字流域模型是“数字黄河”的重要组成部分,可以理解为“数字流域 流域水沙、水质模型”。文中在数字流域模型框架下,以坡面为基本单元,建立具有多层结构的产流模型;在坡面产流的基础上,建立坡面产沙数学模型。进而以流域分级理论为依据,将坡面、小流域、区域、全流域四个层次的模型整合成一个完整的流域整体模型。文中提出了不同层次模型之间的联系途径和整合方法,探讨了模型框架、参数提取、模型计算原理方面的技术问题。应用建立的模型,给出了四个计算实例:黄河全流域水量计算、小花间汛期洪水模拟、多沙粗沙区产沙计算和岔巴沟淤地坝规划。实践表明:建立的模型基本具备了在黄河全流域进行降雨—径流模拟、侵蚀产沙计算和进行淤地坝规划的功能,辅以降雨预报模块则可进行洪水预报。     

基于推理公式法的小流域洪水设计分析

在洪水设计时,考虑时空差异有助于准确地把握暴雨时域关系,保障防洪工程的顺利实施。以彰武县鹞鹦河流域为例,根据流域的时空分布特性,深入分析了防灾对象所在小流域以及防灾对象上游河段的暴雨特性、小流域特征,研究了历史山洪灾害情况。以小流域为单元合理选择适用于当地的设计暴雨洪水计算方法和水文模型等分析计算方法,分析小流域洪水规律,并验证了小流域设计暴雨的合理性。     

农业小流域土地利用格局变化对氮素输出的影响——以丹江口库区胡家山小流域为例

流域土地利用格局对农业非点源污染氮素输出具有重要的影响。以丹江口库区胡家山小流域为研究对象,分析2008～2016年土地利用类型变化对流域总氮输出的影响,以期为丹江口库区生态清洁小流域建设提供参考。结果表明:2008～2016年,流域出口处总氮年平均浓度从5. 13±4. 2 mg/L降低为2. 06±0. 62mg/L;总氮输出负荷由49 025 kg/a降低至21 578 kg/a,总氮输出负荷减少56. 0%。对比分析流域生态治理工程实施情况,发现坡改梯、退耕还林等水土保持治理与植被恢复措施在有效控制水土流失的同时,还在减少流域氮素输出中发挥了重要作用。经相关分析,流域内林地、耕地、居民地的空间分布格局对流域氮素输出均有影响,其中100 m河岸带范围为流域总氮负荷输出的主要区域。有效控制胡家山小流域100 m河岸带尺度的氮素流失,可显著降低流域总氮输出负荷。     

川中丘陵区小流域雨水资源化潜力分析与计算

针对川中丘陵区水资源严重短缺的态势和生态环境建设的需要,基于可持续发展理念,以小流域作为研究单元,以雨水资源作为研究对象,分析了降雨分配过程和雨水利用方式。以李子溪流域为例,对雨水资源化潜力进行了分析和计算,并对川中丘陵区小流域雨水资源化潜力进行了综合评价。分析认为,流域农业用水比重大,生态用水次之,所以挖掘雨水资源化潜力可从这两个方面着手。研究结果可为川中丘陵区小流域雨水资源的持续高效利用和流域生态环境健康发展提供可靠的理论依据。     

稠泥河流域生态经济系统的建设及评价

稠泥河流域位于甘肃省，系西汉水一级支流，面积１６８．２８ｋｍ＾２。该流域生态系统由于水土流失的长期危害，其空间结构单一，基础结构脆弱，输出功能差，加之人口膨胀与系统输出能力不协调，制约了流域农村经济的发展。自列入长江上游水土保持重点防治区后，以小流域为单元，进行水土保持综合治理，建设高产，优质，高效生态经济系统，促进了整个系统向有序结构演进，从而获得了较好的经济，生态和社会综合效益，流域总产值达到     

某流域水量分配方案编制意义及要点

自我国实行最严格水资源管理制度以来,流域内各行政区间的水量如何分配成为水资源合理配置与调度的重要保证,水量分配工作的作用日益突出,意义更为明显。针对水量分配工作的意义、方案编制任务、技术路线、方法进行简述,参照和借鉴某小流域水量分配方案编制过程中一些体会和感受,以期对其他小流域水量分配方案编制有一定的参考和借鉴作用。     

半分布式新安江模型在石家庄西部山区小流域洪水预报中的应用

石家庄西部山区小流域众多,因流域面积小、坡度陡及河道调蓄能力较小等原因,洪水具有持续时间短、涨幅大、洪峰高、预报难度大等特点.现以柳林河流域为典型区域,将流域根据地形、地貌和水文站网等因素划分为3个子流域单元,采用半分布式新安江模型进行预报,各项精度指标均较高,为解决小流域洪水预报提供了有效途径,同时为无资料地区小流域...     

基于Arc Hydro Tools的广西小流域划分研究

为实现广西地区小流域的科学管理,加快水土保持信息化建设,以25 m分辨率DEM为基础,根据广西地形地貌特点,结合行政区划、水系分布等,对广西地区进行了小流域划分研究。为此,采用Arc Hydro Tools水文数据模型建立小流域自动划分模型进行初步划分,并针对平原区、海岸带等自动划分效果不理想的区域,利用人工处理方式对该区域进行修正。经过拓扑检查、属性编码和质量控制后,最终完成对全广西共计9 631条小流域边界的提取。结果表明:所提取小流域面积大多集中在10~50 km~2之间,无小于3 km~2和大于100 km~2的小流域,符合标准规范;自动化处理模型可对小流域进行快速划分,处理面积达到82.88%;有针对性的人工处理可提高划分精度,使得结果更为理想。研究成果对小流域信息化建设、水文模拟具有重要参考价值。     

小流域暴雨山洪水文模型与水动力学方法计算比较分析

针对小流域暴雨山洪精细模拟问题,提出了小流域时空变源混合产流模型,以小流域为单元构建了暴雨山洪分布式模拟模型,开发了可视化时空变源分布式水文模型软件FFMS和水动力学计算软件FHMS。以宝盖寺小流域场次暴雨洪水计算为例,分别采用水文学和水动力学方法计算了小流域暴雨山洪过程,并分析了两种方法的计算精度、效率、实用性等。案例研究结果表明:(1)水文与水动力学方法均可实现小流域暴雨山洪的模拟,模拟结果与实测基本一致;(2)对于无资料小流域暴雨洪水计算,水文学建模速度快,计算效率更高,水动力学方法建模和计算效率更低;(3)在复杂地形条件下暴雨洪水形成机理、演进过程模拟方面,水动力学计算结果更加精细和准确;在山区中小流域洪水预报预警方面,水文学方法更加实用。     

青藏高原东缘地形急变流域生态水文分区研究

生态水文分区是流域生态保护和水环境管理的重要依据,青藏高原东缘地形急变流域是生态水文分区研究的典型区域之一.基于生态-水文互馈机制,以青藏高原东缘地形急变典型流域大渡河为例,从地形地貌、气候特征、生态因子和人类活动4个方面选取12个指标构建生态水文分区评价体系,综合反映地形急变流域水文-土壤-气候-生态系统全链条,量化...     

Quantification of phosphorus sources to a small watershed: A case study of Graywood Gully,Conesus Lake,NY

Phosphorus sources within the Graywood Gully watershed impact water quality within the stream and receiving waters of Conesus Lake, New York. A mass balance approach was instructive in demonstrating the semi-quantitative impact of nonpoint and point nutrient sources on downstream aquatic systems and provided a mechanism to assist in targeting and prioritizing structural best management practices (BMPs) for agricultural areas. The identification and quantification of these sources reveal substantial sources coming from outside the topographic watershed boundary due to the overprint of the built environment on natural surface runoff pathways. The analysis of water sources and phosphorus loading indicated the importance of critical source areas in the watershed and adjacent areas and the effect of the built environment, including drain systems and road ditches, on changing critical hydrological pathways. The impact of BMPs within the watershed was masked by the external contributions from the “extended” watershed, adding over 40% of the total P load to Conesus Lake. This result suggests that the lack of significant decrease in dissolved phosphorus observed in the heavily managed Graywood sub-watershed is a result of not considering the “extended” watershed.     

鸭绿江流域分布式水文模型开发及验证

基于水分能量传输模型(WEP模型),构建了鸭绿江流域基于物理机制的分布式水文模型,该模型综合了水文模型和陆面过程模型的优点,耦合了水分循环和能量过程的模型。以"子流域套等高带"为计算单元,将全流域划分为558个子流域和2 427个等高带,以日为时间步长,对冠层截留、蒸散发、下渗、产汇流等水循环要素过程逐一模拟计算,并以该流域2个主要水文站的还原流量资料为准,对模型进行校准与检验。在校准期与检验期,沙尖子站Nash-Sutcliffe效率系数在0.9左右,水量模拟误差约-4%,梨树沟站Nash-Sutcliffe效率系数在0.94左右,水量模拟误差仅为0.4%左右,表明该模型模拟精度很高,可为流域广义水资源评价、洪水预报预警和国际河流开发利用等提供有力的决策依据。     

Potential implications of pre-storm soil moisture on hydrological prediction

Numerous hydrological models with various complexities, strengths, and weaknesses are available. Despite technological development, the association of runoff accuracy with the underlying model's parameters in watersheds with limited data remains elusive. Evaluating the soil moisture impacts at the watershed scale is often a difficult task, but it can be vital to optimally managing water resources. Incorporating pre-storm soil moisture accounting (PSMA) procedures into hydrologic models affects the watershed response to generate runoff from storm rainfall. This study demonstrated the impact of pre-storm and post-storm soil moisture in order to circumvent major obstacles in accurate runoff estimation from watersheds employing the conventional curve number (CN) model. The proposed hydrological lumped model was tested on a data set (1,804 rainfall-runoff events) from 39 watersheds in South Korea. Its superior performance indicates that the reconciliation of pre- and post-storm conceptualization has the potential to be a solution for efficient hydrological predictions and to demonstrate the complex and dynamic nature of tractable hydrological processes. The statistically significant results reveal that the proposed model can more effectively predict runoff from watersheds in the study area than the conventional CN model and its previously proposed modifications.     

An Integrated Approach for Targeting Critical Source Areas to Control Nonpoint Source Pollution in Watersheds

This study presents an integrated approach for targeting critical source areas (CSAs) to control nonpoint source pollution in watersheds. CSAs are the intersections between hydrologically sensitive areas (HSAs) and high pollution producing areas of watersheds. HSAs are the areas with high hydrological sensitivity and potential for generating runoff. They were based on a soil topographic index in consistence of a saturation excess runoff process. High pollution producing areas are the areas that have a high potential for generating pollutants. Such areas were based on simulated pollution loads to streams by the Soil and Water Assessment Tool. The integrated approach is applied to the Neshanic River watershed, a suburban watershed with mixed land uses in New Jersey in the U.S. Results show that several land uses result in water pollution: agricultural land causes sediment, nitrogen and phosphorus pollution; wetlands cause sediment and phosphorus pollution; and urban lands cause nitrogen and phosphorus pollution. The primary CSAs are agricultural lands for all three pollutants, urban lands for nitrogen and phosphorus, and wetlands for sediment and phosphorus. Some pollution producing areas were not classified into CSAs because they are not located in HSAs and the pollutants generated in those areas are less likely to be transported by runoff into streams. The integrated approach identifies CSAs at a very fine scale, which is useful for targeting the implementation of best management practices for water quality improvement, and can be applied broadly in different watersheds to improve the economic efficiency of controlling nonpoint source pollution.     

流域水文模型识别方法研究与应用

基于模型产汇流机理,分析对比水文模型适用性,建立考虑气候特征、下垫面条件和人类活动影响的流域水文模型识别的指标体系,并以辽宁东部各中小流域为研究对象进行实例研究。分析了研究区域的气候特征,将新安江模型、大伙房模型和TOPMODEL模型作为备选模型,利用主成分分析法确定流域面积/主河道长度、河道比降、森林覆盖率、地形指数和气候类型作为流域水文模型识别的输入指标,进而采用层次分析法识别适用于各研究流域洪水模拟的水文模型。洪水模拟结果表明:所建立的流域水文模型识别指标体系有代表性,所识别的水文模型可很好地反映流域的产汇流特性。     

子流域划分对SWAT模型模拟结果的影响研究

基于分布式水文模型SWAT,选择三峡库区支流大宁河为研究区域,在不同的子流域划分数量条件下,进行流域径流、泥沙以及营养物模拟计算,进而分析子流域划分对模拟结果的影响。研究结果表明:1不同子流划分方案对SWAT模型模拟结果存在直接影响。对于所研究流域,径流、TN和TP受到的影响较小,泥沙受到的影响较大。2为体现流域的真实河网水系特征,保证模拟效果,子流域划分个数不宜过少或过多。3在不同流域,子流域划分数目对径流、泥沙和营养物的变化趋势影响不同,不可同一而论。4推荐大宁河的子流域划分个数为37~121个。     

基于SVAT模型的喀斯特地区水文过程尺度效应研究

水文模型尺度效应是水文学研究的前沿问题,为深入探索水文模型的空间尺度效应,本文采用耦合遥感数据的 SVAT 模型,分别在研究区—区县单元—小流域三个不同量级的空间尺度,基于蓝水绿水视角,对贵阳市非城镇地区的水文变化过程进行模拟,结果表明：在降水量保持不变的情况下,随着植被覆盖度的不断增加,三个不同空间尺度的生态绿水量均呈线性增长趋势;渗漏量在区县和小流域空间尺度,产生了少量异常值,但均为小数点第三位之后的微小波动;水文变化趋势总体上表现出良好的一致性;SVAT 模型对研究区水文变化过程的模拟,尺度效应影响较为有限。