流域水文模型在西南岩溶地区应用中的发展现状及展望

在对西南岩溶地区水文地质条件分析的基础上,指出了流域水文模型在西南岩溶地区实际应用中的困难;通过三个成功实例：桂林“丫吉模型”、洛塔干河猪场表层岩溶泉BP人工神经网络模型、刁江SWAT模型,分析了目前流域水文模型在西南岩溶地区应用中的发展现状及趋势;提出了未来在水文地质条件复杂的岩溶地区,特别是无监测资料地区,发展分布式水文模型成为未来的发展方向。     

分布式水文模型在西南岩溶地区的应用前景

由于西南岩溶地区含水介质的多重性和高度复杂性,岩溶地下河系统水资源的评价与预测一直是需要解决的重点与难点.运用传统的水文地质方法来实现地下河流域水资源定量评价,无论在理论、方法和技术手段等方面都遇到了挑战.在对西南岩溶地区水文地质条件分析的基础上,评价了传统的流域水文模型应用于西南岩溶地下河系水量评价取得的成果及其局限性,并根据岩溶地下河和地表水在分布、变化等多方面的相似性,阐述了通过将岩溶地下河和表层岩溶带的概化,对分布式水文模型地下水径流模块进行改进,并对该模型在西南岩溶地下河水资源评价的可行性和应用前景进行展望.     

西南岩溶灌区水文特性及其模拟模型的构建

从岩溶水文和灌区水文两方面分析了西南岩溶灌区水文的特殊性和脆弱性。针对西南岩溶灌区水文特点,在对自然流域水文模型SWAT改进的基础上,构建岩溶灌区分布式水文模型。建立的岩溶灌区分布式水文模型主要添加了表层岩溶带水循环模块、岩溶地下河汇流过程,改进浅层岩溶水计算方法、稻田水分循环模块、渠系渗漏计算模块,增加塘堰的灌溉功能等,并介绍了模型的流域离散方法和水循环结构。岩溶灌区分布式水文模型的构建可为西南岩溶灌区水文特性及其对变化环境的响应等研究提供有效的工具和手段。     

湿润地区岩溶流域水文规律与确定性水文模拟

由于岩溶地区下垫面条件的复杂特性,造成了岩溶流域水文规律及径流形成过程的复杂多变性,研究这些规律和过程对于岩溶地区的水资源开发利用和经济建设有着极大的意义。通过几年来的研究工作,我们在这些方面取得了一定的进展。这篇论文概述了岩溶水文学的研究方法及途径,讨论了岩溶地区水文规律及确定性水文模拟,介绍了我们研制的岩溶流域水文模型及应用情况。     

西南喀斯特流域水循环研究进展

在分析我国西南喀斯特流域水文地质条件的基础上,总结了现阶段西南喀斯特流域水循环研究的主要方法,即流域水文模型方法和试验方法。指出利用流域水文模型方法进行定量研究的优缺点,在实际应用中遇到的困难,以及用试验方法研究喀斯特流域水循环过程所存在的问题。对未来西南喀斯特流域水循环研究的发展方向提出了一些看法。     

应用流域水文模型评估黔中高原分水岭地区地下水资源的探索

黔中高原分水岭地区是我国典型的亚热带岩溶区，岩溶十分发育，地下径流成分的赋存、辁移、补给和排泄等规律因岩层结构复杂而呈现独特性，对该地区的地下水资源评估通常多以水文地质法为主，水文学方法的应用尚属罕见，本文应用流域水文模型方法对该地区代表性流域的地下水资源规律和特性作了分析，评估。并与水文地质方法比较，成果基本一致。     

改进SCS产流模型在岩溶地区径流模拟中的应用

我国西南岩溶地区地下河流域由于水文监测资料较少,导致流域的水资源定量评价和预测成为研究的重点和难点.以西南岩溶地区6个典型地下河流域监测资料为数据基础,通过对CN值的修正改进SCS产流模型,并在湖南万华岩地下河流域进行尝试性应用,模拟效果较好,为无监测数据的西南岩溶地下河流域的产流计算和水量预测提供一定的科学参考.     

应用流域水文模型评估黔中高原分水岭地区地下水资源的探索──岩溶地区水资源研究之二

黔中高原分水岭地区是我国典型的亚热带岩溶区，岩溶十分发育，地下径流成分的赋存、输移、补给和排泄等规律因岩层结构复杂而呈现独特性。对该地区的地下水资源评估通常多以水文地质法为主，水文学方法的应用尚属罕见。本文应用流域水文模型方法对该地区代表性流域的地下水资源规律和特性作了分析、评估，并与水文地质方法比较，成果基本一致。     

几种典型流域水文模型类比分析

流域水文模型是研究水文自然规律和解决水文实际问题的重要理论基础。按照流域水文模型的基本分类,简单总结分析了国内外几种典型流域水文模型的基本建模思路、适用范围及其优缺点等。在此基础上,以模型效果评价指标为准则,通过对同一流域上不同模型、以及同一模型在不同流域上的应用效果进行类比和分析,提出了在特定流域应该选取比较适用的水文模型以及几种典型水文模型的最佳适用流域。     

LL-Ⅲ模型在美国Baron Fork流域的应用

有物理基础的流域分布式水文模型对流域产汇流以及对洪水过程的模拟与预报一直是水文研究的重点.分析了美国Baron Fork流域的降雨产汇流特性,应用基于DEM的LL-Ⅲ水文模型对Baron Fork流域进行产汇流模拟及洪水预报,结果表明,从模型模拟精度来看,该水文模型在Baron Fork流域洪水预报、流量模拟应用中取得了较好的效果,可以在水文、地质、地貌、气候等方面与该地区类似的流域推广.     

流域非闭合特性对岩溶地区水文过程模拟的影响

岩溶地区通常发育有大量岩溶裂隙、管道和洞穴,构成错综复杂的地下输水网络,形成了独特的流域水循环模式。地下岩溶构造的存在会造成地下分水岭与地表分水岭的不重合,流域趋于非闭合状态。为了弄清岩溶流域非闭合特性对水文过程模拟的影响,本文以桂林岩溶地区潮田河(漓江支流)流域为研究区域,采用三水源新安江模型模拟该地区多年降雨径流过程。通过比较几组给定流域面积的模拟结果,分析了流域计算面积选取对潮田河流域水文模拟结果精度的影响,并探讨了流域非闭合特性影响下该地区的水体流动模式。研究结果表明:模型率定时,当流域计算面积由340 km~2变化至460 km~2时,NSE先增大后减小,RE值持续增大,两者在380~390 km~2时可同时达到最优;结合不同时间尺度下径流模拟精度的分析结果,给出了合理的流域计算面积,比基于地表分水岭提取的流域面积约小8.9%~11.2%,故部分水量可能通过地下岩溶构造流向邻近流域。合理的流域计算面积对潮田河流域径流模拟精度提高显著,尤其是提升了枯季径流的模拟。     

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。     

城西试验流域水文特性及水文过程模拟

水文试验是认识水文规律的重要基础工作。根据我国东部低山丘陵区城西试验流域的实测资料,分析不同尺度降雨径流之间的响应关系,再利用新安江流域水文模型进行径流模拟,进一步探讨该模型在我国东部低山丘陵区的适用性。结果表明:在试验流域空间尺度(几十平方公里)的暴雨洪水过程中,洪水峰现时间一般滞后雨峰3～4 h;场次和月尺度上的降雨径流具有较好的正相关关系;在日尺度上,降雨径流关系散乱,以10和70 mm降雨量为阈值呈U型分布; 3种时间尺度上,径流均受到前期退水过程的影响,其中,时间尺度越短,受前期退水过程的影响越显著;新安江流域水文模型在我国东部低山丘陵区具有较好的水文模拟能力,且月尺度水文过程的模拟效果优于日尺度,对天然流域的模拟效果优于人类活动扰动的流域。     

物理性流域水文模型研究新进展

在计算机、空间观测等相关学科发展的推动下,物理性流域水文模型目前己成为流域水文模拟研究的重要发展方向。国内外很多学者通过一些新理论、新方法的应用,促进了物理性水文模型的研究,同时也使它成为了一个充满机遇和挑战的活跃领域。传统的物理性流域水文模型以数值求解控制水流运动的偏微分方程组为基本手段,存在模型应用尺度和方程适用尺度不匹配的尺度问题。为了解决这一问题,学者们开展了大量的思考和研究,同时也构成了当代水文学理论研究的中心内容,目前在物理性流域水文模型方面的研究可以归结为3个代表性的发展方向：在物理性和计算效率之间取得平衡的准物理性水文模型、基于不规则网格的物理性水文模型以及直接在宏观尺度建立数学物理方程的尺度协调的物理性水文模型。     

新安江模型的起源及对其进一步发展的建议

回顾新安江模型产生的历史背景,缅怀以赵人俊教授为代表的中国水文学界的先辈们对模型的创建所做的杰出贡献。深入剖析新安江(三水源)模型不同于世界上其他流域水文模型的特点。从模型发展的世界趋势、模型发展中必须引起注意的一些问题和重视数字流域技术开发三方面提出进一步发展新安江流域水文模型的建议。     

空间均化水文模型及其验证

本文基于空间均化方法构建了空间均化水文模型SAHM.该模型采用基于空间均化方法建立的宏观尺度水文控制方程描述了计算单元内入渗、壤中流和坡面汇流等基本水文过程,在方程中直接包含了土壤饱和导水率和微地形的空间非均匀性,使SAHM在保持传统"点"尺度方程机理性的同时从理论上避免了方程适用尺度和模型应用尺度的不匹配问题.模型在半干旱半湿润的沁河流域上游进行了验证,并对模型参数敏感性进行了分析,结果 表明,模型具有较高的计算精度和计算效率,可用于大中尺度流域水文模拟、水资源评价和洪水预报.     

西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征

为了解西南地区气象干旱向水文干旱传播的特征,采用西南地区1968—2017年101个气象站观测资料和8个水文站月径流资料,计算了标准化降雨蒸散发指数(SPEI)和标椎化径流指数(SRI),基于皮尔逊相关系数(PCC)确定了干旱响应时间并结合游程理论识别、融合和剔除干旱事件,构建了线性干旱传播模型并确定了西南地区部分流域气象干旱向水文干旱传播的触发阈值。结果表明：西南地区干旱响应时间为2～7月;水文干旱敏感度分布与气象干旱传播率分布较为一致;干旱烈度传播阈值较小的流域,水文干旱事件历时更长。