流域侵蚀产沙模型述评

实践证明，在分析流域侵蚀产沙和预测发展趋势的研究中，选择一种既有理论依据，又能反映客观实际的计算方法是极其重要的，它不仅决定着计算结果的精度和计算成果的可信度，更重要的是直接关系到流域治理的发展方向。在众多类模型中，物理成因模型概念清楚，意义明确，应用方便，适应性强，是目前比较先进的模拟方法之一。鉴于土壤侵蚀产沙过程及环境因素的复杂性，该类模型也有需经改进的若干问题。     

产汇流有产沙输沙数学模型研究综述

系统综述了国内外描述产流产沙过程的水文模型，并进一步讨论了现代水文模型所要解决的几个问题。     

常用模型沙及其特性综述

通过回顾模型沙研究的过程，分析泥沙模型试验中因模型沙而引起的有关问题，评述常用的几种模型沙的物理力学特性和适用性，介绍模型沙研究的现状。     

侵蚀产沙模型研究进展和GIS应用

近年来随着地理信息系统 (GIS)技术的发展 ,侵蚀产沙模型与GIS的结合成为必然 ;作者阐述了近年来国际上流行的基于GIS的侵蚀产沙模型 :RUSLE、WEPP、ANSWERS等模型的主要内容、特点及适用范围 ,并对我国以陡坡为代表基于GIS的侵蚀产沙模型进行了介绍和评述 ;提出了目前侵蚀产沙模拟研究中存在的主要问题 ,并对基于GIS的侵蚀产沙模型的研究工作进行了展望。能反映侵蚀产沙时空过程的、基于GIS的分布式侵蚀产沙模型成为研究的重点     

黄土高原地区小尺度分布式水文模型研究

结合黄土高原的实际情况，提出了一个适用于干旱半干旱地区的基于栅格的较小尺度的连续计算分布式水文模（THIHMs—SW），并在岔巴沟小流域进行了验证应用。结果表明：模型能够较好地反映小流域尺度内时空变异性；模型中的大多数参数具有物理意义，需要率定的参数较少；模拟计算内容丰富，计算得出的信息全面；模型对黄土高原正在开展的水土保持生态建设具有重大的现实意义。同时，模型中预留了水力侵蚀及重力侵蚀产沙模块，以便在以后的研究工作中实现水沙的耦合计算，建立适用于黄土高原的产水产沙及水沙输送模型。     

基于地块间水沙运移的黄土丘陵沟壑区小流域侵蚀产沙模型

根据黄土丘陵沟壑区的侵蚀产沙规律，在晋西羊道沟小流域建立了坡面、沟坡和沟道侵蚀产沙子模型；在GIS的支持下计算出小流域地块间水沙汇流网络，并引入到小流域侵蚀产沙模型中，使小流域侵蚀产沙成为有机结合；模型对羊道沟22次侵蚀性降雨的侵蚀模数具有78．4％的预报精度，对羊道沟1956－1970的年侵蚀模数具有76．1％的预报精度；模型并通过了晋西汾河上游两个小流域的可移植性检验。     

小流域产流产沙动力学模型

按自然水系划分单元,每一单元又被概化为“一本打开的书”概化后的单元又区分为几个微地貌区。各单元水沙过程演算至流域出口迭加得流域产流产沙过程。此法一方面解决了降雨,侵蚀和下垫面的不均匀性,另一方面又解决了水沙的演算问题。坡面和沟道水流用运动波方程描述并用四点隐式差分格式求其数值解。根据水流作功和能量平衡原理推导出各微地貌区上的土侵蚀量计算公式,建立起具有物理过程基础的小流域产流产沙模型。     

流域土壤侵蚀预报模型的回顾与展望

土壤侵蚀机理的研究目的在于预报流域侵蚀产沙量，随着人们对环境问题的深入认识，流域土壤侵蚀产沙数学模型越来越得到关注。文中根据流域土壤侵蚀与产沙数学模型的模拟方法对国内外模型的发展进行了分类划分，并分别作了较为详细的介绍，还对模型由传统的集总式向分布式过渡作了展望，阐述了有待深入研究的问题。     

物理概念模型在水保效益评价中的应用

本文简述了文献［1］建立的具有物理过程基础的产流产沙概念模型及水土保持减水减沙效益计算方法，着重介绍了所建模型在水土保持减水减沙效益计算和水沙变化原因分析中的应用.计算及分析表明，模型法是可行的水土保持减水减沙效益评价方法，具有较好的应用前景。     

基于GIS黄土丘陵沟壑区分布式侵蚀产沙模型的构建——以蛇家沟小流域为例

分布式侵蚀产沙模型是土壤侵蚀模型的重要发展方向,本研究将蛇家沟流域下垫面划分为5 ×5m的栅格,每个栅格内赋予相应的高程、坡度、地貌、土地利用等属性信息.根据流域DEM,确定流域的汇流方向、流路与汇流累积面积.在蛇家沟流域内采用“穷举算法”对SCS-CN模型的参数值进行校正.基于DEM、地貌、土地利用以及降雨等资料,利用黄土丘陵沟壑区良好的水沙关系,运用VB.NET+ARC ENGINE9.2+ SQLSERVER2000构建分布式侵蚀产沙模型.模型结构简单,输入参数比较少,利用求产流来求产沙,考虑了土地利用、汇流等因素具有一定的物理意义,并能达到一定的预报精度.其中产沙模型是建立在黄土丘陵沟壑区普遍的水沙关系基础上,通过校正水沙关系式系数及产流模型中的CN、λ值可在其它相似的小流域内使用.该研究可为黄土丘陵沟壑区水土保持治理效果评价提供依据.     

浅谈泥沙研究的困难

经历了一个世纪的泥沙研究仍有许多重要的问题未能彻底解决。本文从泥沙研究本身的几个特点进行了初步分析,说明困难的原因,以期进一步推动问题的解决。百家争鸣,优胜劣汰,是泥沙研究取得进步的一个必由之路。     

河工泥沙模型相似律研究现状及其存在的问题

河工泥沙模型是研究河流工程问题的重要工具，它是建立在模型相似律基础之上的．文中阐述了河工泥沙模型相似律的研究现状，指出其中存在的一些问题，并提出和介绍了一些处理方法。     

黄河流域水沙变化趋势多模型预测及其集合评估

黄河水沙变化情势深刻影响着黄河流域水沙调控工程布局、流域内外水资源配置和跨流域调水工程建设等黄河保护与治理开发重大问题的决策。但受研究时段、方法及其边界条件等影响,黄河水沙变化预测成果差异大,难形成共识。本研究基于水沙变化归因和预测结果的不确定性解析,构建了多模型预测成果集合评估技术,预测了黄河流域未来50 a水沙量。结果表明:既有流域水沙变化归因与预测成果差异大,原因在于不同方法因数据输入、变量构成及精度评价方法差异带来的不确定性;提出了基于输入-结构-输出的模型适用性判别准则和评价技术,并基于标准化的数据输入,从数据需求、物理基础、应用效率、输出尺度和预测精度等五个维度,集合评价了现有水沙变化预测模型的适用性;构建了流域水沙变化多模型集合评价-多结果加权融合-BMA集合预测的集合评估技术,根据9类模型预测成果,集合预测了黄河流域未来50 a年径流量为240亿m³,年均输沙量为2.5亿t。     

黏性泥沙絮凝研究进展

黏性泥沙颗粒的絮凝特性表现出与粗颗粒泥沙迥异的物理及输移特性,因此黏性泥沙絮凝是河流海洋泥沙理论研究中的热点之一。总结了黏性泥沙絮凝在试验研究和数学模型方面的研究成果,介绍了最新的相关研究进展,并分析了现有研究中存在的问题。认为目前存在的主要问题有:①有关黏性泥沙的试验研究以单因素影响试验为主,缺少多因素影响研究;②对泥沙絮团的三维结构形态研究不足;③相关数学模型只能描述定性规律。今后应在黏性泥沙相似准则、多因素影响试验、絮团微观结构观测仪器开发、大尺度三维絮凝数值模拟等方面加强研究。     

"模型黄河"工程的总体布局和建设任务

“模型黄河”工程由各类实体模型工程、基础设施工程和测控系统工程等组成,基础设施工程和测控系统工程都是为各类实体模型服务的。根据“模型黄河”工程建设总体目标,确定的建设总体任务是：逐步建设功能齐全、模拟精度较高的黄土高原模型、水库模型、河道模型及河口模型体系,同时建成现代化程度高、技术先进、可起到“三条黄河”联动桥梁作用的自动化测控系统,以及扩展性强、布设合理的试验厅等相关基础设施。     

考虑涌潮作用的钱塘江二维泥沙输移数值模拟

钱塘江涌潮前后水位、流速和含沙量等物理量存在突变,给数值模拟带来了很大的困难,常规的数值模型往往不能准确模拟涌潮作用下的泥沙输移。在已建立的二维涌潮数值模型的基础上,应用基于准确Riemann解的Godunov格式建立了二维泥沙数值模型,模型首先检验了纯对流问题,然后模拟了钱塘江涌潮作用下的泥沙输移,计算结果反映了涌潮到达时刻含沙量的突变过程以及涌潮对泥沙输移的影响,揭示了钱塘江河口高含沙区的成因,以及涌潮是钱塘江河口大冲大淤的机理之一。     

泥沙模型时间变态影响消减措施探讨

针对长江中下游河段泥沙模型时间变态影响及其消减措施的问题,通过回顾以往相关研究工作,分析了时间变态成因及其影响,并评述了消除或减弱泥沙模型时间变态影响的有关措施或设想。在此基础上,以长江南京河段泥沙模型为实例,基于调整模型水沙过程概化方式的思路,进行了消减时间变态影响的试验研究。结果表明:按水沙过程逐日平均概化方式进行泥沙试验基本可行,有望在长河段模型试验中解决或改善时间变态所带来的涨水水量不足和落水水量排除的难题。     

黄河包头河段泥沙模型设计

针对黄河泥沙多且变化大的特点，采用泥沙运动相条件的最新研究成果，完成了黄河包头河段动床模型沙选择和比尺设计，利用原型实测资料进行的验证试验，表明模型小河较好地复演了原型河势，水沙运动规律及河床冲淤变形等。     

流域水文、水动力、水质模型联合应用研究进展

流域水文、水动力、水质模型联合应用可以实现水资源从源头运动到不同水体的全过程模拟,对水资源开发利用与综合管理决策具有重要的意义.为深入了解流域耦合模型的发展与演变过程,总结了水文、水动力与水质3类模型的结构与特点,探讨了各类模型在耦合应用中的作用,综合评价了单向传输耦合、双向传输耦合与接口传输耦合各自的优势与不足,并对...     

基于月水量平衡模型的年径流模拟方法设计及应用

为了实现长时段径流的准确模拟,基于abcd、TWBM、VWBM和DWBM四个月水量平衡模型的结构框架,设计了一组年径流模拟方法.其基本思路为:以L(L为12的约数)个月的累积实测降水量和潜在蒸散发量作为模型输入,通过模型模拟首先得到相应时长的累积模拟径流量,然后每个时长12/L顺次分段相加得到相应模拟年径流量.设计的年...