地表径流调控技术在水土保持治理中的应用

通过对降雨径流的侵蚀机理分析,提出将自然状态下无序的坡面漫流、片流、沟流和壤中流通过小流域水土保持综合治理与防护措施对其实施有效控制,形成小流域径流调控概念和径流调控与聚散体系,应用于小流域综合治理规划设计和水土保持治理之中。     

应用SCS模型计算秦巴山区小流域降雨径流

水土保持综合治理通过改变流域下垫面条件影响流域的降雨径流过程,基于土地利用类型、土壤类型等信息数据和流域水文资料,应用SCS流域水文模型对秦巴山区商南县两条对比流域进行降雨径流过程的模拟.结果表明,模型所模拟的径流过程与实测径流过程具有较好的一致性,相对误差小于18%,可以应用于秦巴山区小流域.     

坡面措施蓄水拦沙指标神经网络模型研究

建立具有通用性和实效性的水土保持坡面措施蓄水拦沙指标计算模型,是准确评价水土保持蓄水拦沙效益的基础。依据以往对大量小区试验资料的整理分析结果,运用神经网络技术来映射影响蓄水拦沙指标的各变量间的复杂关系,建立了以区域降雨-径流-泥沙子模型和林草盖度子模型等为基础的基于BP神经网络的坡面措施蓄水拦沙指标模型,并在黄土高原水土保持世行贷款项目蓄水保土效益评价中进行了应用和验证。结果表明：①神经网络模型能以较高的精度映射不同区域降雨产流产沙、水土保持措施质量与蓄水拦沙量间的复杂关系;②神经网络模型突破并消除了对降雨、植被盖度等因子进行人为分组的局限及其对计算精度产生的影响;③随着监测数据的增加,模型将不断得到泛化。     

水土保持对降雨—径流关系影响的集对分析

以汾河水库流域为例,运用M-K检验和集对分析的方法,分析了水土保持对降雨与径流关系的影响。结果表明:上静游站以上流域径流在1982年发生了突变,这与降雨与径流趋势分析结果一致,1982年之后降雨与径流的对立度增大、联系度减小,水土保持措施对降雨—径流关系影响明显;汾河水库站以上流域径流突变点为1983年,突变之后降雨与径流的关系对立度增大,与上静游站结果一致,说明整个汾河水库流域水土保持效果显著。     

北京市2010年水土保持效益分析

定期公告水土保持监测情况是水土保持法等法律法规的主要规定之一,其中水土流失预防与治理及水土保持效益是公告的重要内容之一。本文根据全市11个坡地径流场、14个小流域沟道控制站、121个降雨观测点和35条小流域水质水量调查监测等观测数据与统计资料,基于北京市土壤侵蚀模型与3S平台,对北京市2010年水土保持效益进行综合分析。     

基于水箱模型的会仙岩溶湿地睦洞河小流域径流模拟研究

受岩溶地貌分布和岩溶发育的影响,岩溶地区降雨径流过程复杂,径流模拟有助于识别岩溶地区径流产生的主要影响因素。针对会仙岩溶湿地睦洞河小流域岩溶地貌特点,建立双水箱并联错时模型,采用以Excel为基础建立的人工神经网络进行参数优选。以睦洞河小流域实测出流量为评价依据,采用相对误差、Nash-Sutcliffe效率系数和相关系数对率定期和验证期的径流模拟效果进行评价,率定期的年均相对误差为7.5%、Nash-Sutcliffe效率系数为0.63、相关系数为0.72,验证期的年均相对误差为10.5%、Nash-Sutcliffe效率系数为0.56、相关系数为0.63,说明模型能够在研究区得到良好的模拟效果。对睦洞河小流域水箱模型径流模拟的参数敏感性进行分析,结果表明,地表下渗性能、岩溶快速流和慢速流的存在以及岩溶基流等岩溶地貌特点主要影响岩溶小流域的径流分配和产流量大小。     

基于SWAT模型的巴勒更河流域降雨-径流关系

研究流域的降雨-径流关系可为水资源管理与水土保持等工作提供依据.根据实测降雨资料和历史实测径流数据构建SWAT模型并用于还原径流序列,采用Kendall秩次检验、滑动平均、M-K突变检验、小波分析、累积距平法以及径流系数,分析巴勒更河流域1970—2015年的降雨-径流关系年际变化特征、变化趋势,并运用累积斜率变化率比...     

模拟降雨条件下径流侵蚀力与地貌特征的动态响应关系

本文通过模拟降雨模型试验,用高精度摄影测量、GIS技术和分形理论,对不同雨强条件下小流域模型次降雨径流侵蚀力和地貌形态分形维数变化及其动态响应关系进行了研究。结果表明,基于次降雨洪峰流量模数和径流深乘积的流域尺度径流侵蚀力量化方法揭示了径流的做功效率;大雨强的次降雨径流侵蚀力明显高于小雨强,不同雨强的次降雨径流侵蚀力随模拟降雨场次增加均呈现较为相似的变化趋势;小流域模型历经25场模拟降雨,地貌形态趋于复杂化,地貌形态分形维数呈波动增加趋势;小流域模型地貌形态分形维数的所处取值范围对于相同降雨条件下次降雨径流侵蚀力变化趋势具有决定性影响。本研究揭示了地貌形态特征与次降雨径流侵蚀力空间变异定量作用关系,提高了流域尺度土壤侵蚀预报模型精度和适用性。     

阜新市小流域降雨径流估算及实例探析

水土保持措施对降雨径流过程以及下垫面条件的影响不同,对流域降雨径流的估算分析为水土流失治理及其效益评价的重要条件。文章根据流域水文资料、土壤类型、土地利用方式等数据信息,以阜新市小流域为例利用SCS模型模拟分析了其降雨径流过程。研究表明:SCS模型预测结果能够更加全面、科学的反映流域实测径流过程,模拟误差较小适用于阜新市小流域的径流模拟。     

降雨强度对小流域地表水土保持工程影响的建模分析

目前,针对降雨强度对小流域地表水土保持工程的影响研究还不够深入.为明确降雨强度与小流域地表水土保持工程之间的影响关系,保证水土保持工程施工质量,提出一种新型研究方法,采用人工降雨法模拟不同强度的降雨实验,基于Hydrus-1D模型进行数据分析,以平面地表水土保持工程施工坡地为对照组,分析等高掏挖、机械锄耕和人工耕作3种...     

呼和浩特市小流域的洪水实时预报

文章利用水文数据库,建立长系列降雨径流资料库,通过降雨径流系列统计计算及相关影响因素的分析,对小流域进行洪水实时预报。     

基于降雨径流资料对黄土高原高塬沟壑区径流系数的模拟研究

径流系数是流域内水循环程度的重要指标,但径流系数的影响因素较为复杂,国内外的学者也对其影响因素进行了大量的研究。本文利用收集到的黄土高原高塬沟壑区17个小流域608场降雨径流资料及对应的流域特征、气候特征因子,通过数理统计分析,寻找影响流域降雨径流系数的因素,并建立回归模型。结果表明:黄土高原高塬沟壑区径流系数与平均雨强、径流总量和洪峰流量呈显著相关,且随其增大而增大。研究将为该区小流域次降雨产流预报工作提供科学依据。     

黄土高原不同道路的水沙响应模拟试验研究

基于降雨径流侵蚀产沙的水动力学原理和相似论所建立的比尺模型理论和技术,以黄土高原延安燕沟康家圪崂小流域为原型建立模型,在验证试验的基础上,针对不同类型道路对小流域的产流产沙影响进行模拟试验。通过分析,得出如下主要结论：水泥路、土路和浮尘土路对流域径流有一定的调控作用,水泥道路产流量较大,因此小流域修建水泥道路必须考虑道路径流收集,否则将会产生比土路更大的侵蚀量;调控工程对修建道路的小流域径流侵蚀产沙影响较大,同一种道路,治理前后的水沙效应具有明显差异。结果表明,小流域在进行治理时,需要加强规划,优化不同治理措施,进行山水园林路优化配置。     

山地小流域降雨及输沙过程的计算模型及其数值模拟

本文依据山地小流域产流及汇流特征，采用数理分析方法，探讨了其降雨强度，出口流量及输沙率随时间变化过程的数学表达关系，建立了从降雨至径流输沙的系统模型，经编程计算，模拟值与某小流域降雨和汇流资料吻合较好。     

融雪与降雨侵蚀条件下水土保持措施因子值对比研究

融雪与降雨侵蚀条件下辽宁省西北部地区的水土保持措施因子研究相对缺乏,据此本文以彰武县乐园小流域为研究对象,结合研究流域2015—2016年的降雨侵蚀数据以及春季融雪侵蚀观测数据,通过对比分析不同融雪与降雨侵蚀条件下的水土保持措施因子、产流产沙次数、径流深度、侵蚀模数等参数,揭示了水土保持措施因子值在融雪与降雨侵蚀条件下的防控效果。研究表明:生态修复措施在融雪条件P值为0.01~0.45范围时的防控效果较好,而在融雪期则具有容水量少、周期短等特点;在融雪侵蚀条件下的水平坑措施主要是对融水进行拦控;地埂植被径流深度及侵蚀模数在融雪条件下明显大于横垄;乐园小流域在水土保持措施规划设计时应同时考虑融雪与降雨两种侵蚀类型。     

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。     

川中丘陵区一种新型小流域径流输沙模型的建立与应用

径流输沙模型对定量评价水沙的输出响应具有重要的意义。本研究在已有研究成果的基础上，通过对四川盐亭县林山西沟小流域的径流、泥沙进行现场观测与分析，提出含沙量单位线的定义及其确定方法，建立了适应该小流域的径流输沙模型。并应用实测资料进行比较，表明模型的模拟结果可靠，模拟过程确定性系数达0．8以上，为川中丘陵区小流域径流输沙过程的预测预报提供了一个新方法。     

水力坡度变化下的降雨—出流试验研究

为探讨小流域出流对上游降雨的动态响应特征,在室内建立了潜水渗流地质模型,并开展了一定降雨条件下,水力坡度逐渐增大及水力坡度逐渐减小的小流域降雨-出流试验。结果发现,降雨条件不变,流域出流的峰值流量持续时间随水力坡度增大而减小,流量变化段的持续时间随水力坡度减小(增大)而增大(减小);流域出流流量峰值会在降雨结束之前出现。分析认为地下径流的流域产、汇流模式对于降雨的响应较地表径流、壤中流与地下径流综合模式灵敏。研究为山前平原的地下水资源评价及陆面水体与地下水的水文过程的研究提供数据参考。     

基于VAR模型分析径流对降水和水土保持措施的响应

确定自然及人类活动对径流的影响程度是水文水资源科学的研究难点。根据1996-2012年黄土高原三条黄河支流的径流、降水及水土保持措施面积,采用VAR模型方法评价降雨及水土保持措施对径流变化的作用程度。结果表明:年径流量对年降水量和水土保持措施面积的响应均具有滞后性,对当年各措施面积变化均不响应;各水土保持措施对年径流量的影响不是一成不变的,15年滞后期内径流有增有减,时间越长对径流变化的影响越小。1996-2012年间林地是减少径流的主导因素;采用方差分解可知,各因素相对贡献程度依次为:草地封禁林地梯田坝地降水。从长期来看,水土保持措施对径流量减少的贡献可达60%以上,随着时间的推移,贡献度有所增加。径流量减小是水土保持措施持续增加的结果。     

径流曲线数模型在湖南省山区小流域的优化与应用

径流曲线数模型(Soil Conservation Service Curve Number Model,简称SCS-CN模型)可以利用降雨资料估算径流,对水资源合理配置和山洪灾害预警具有重要意义,因为其方便计算、参数简单,而被广泛应用。目前标准SCS-CN模型在山区小流域的适用性欠佳,因此需要对模型参数进行优化以提高预测精度。本文以湖南省螺岭桥流域为例,根据实测降雨径流资料优化径流曲线数CN (Curve Number)查算表,并利用步长优化参数算法研究初损率对模型精度的影响,将优化模型的方法应用于湖南省凤凰小流域,验证该优化方法的可靠性。结果分析表明：与标准SCS-CN模型相比,优化后的SCS-CN模型效率系数NSE从0.576提升至0.813,决定系数R²为0.858。将模型优化方法验证于气候地形条件相似的凤凰流域,模型NSE值提高117%。通过预测径流深与实测径流深比较,优化模型模拟精度较为理想,对湖南省山区小流域场次降雨产流预报有一定的参考意义。