不同时间步长对次洪模拟影响的评价与分析

为研究不同计算时段对半湿润半干旱地区次洪模拟的影响,选取西泉流域1973～1999年不同年代具有代表性的次洪降雨径流资料,采用不同时段步长、应用垂向混合产流模型模拟计算并对比分析结果.结果表明,计算时段为0.5 h的洪峰模拟与洪水过程拟合程度模拟效果优于1 h的模拟结果.     

不同土地利用方式对流域非点源污染模拟的影响

以淮河上游息县水文站以上为研究区域,基于2000年以后土地利用数据分析不同土地利用对流域非点源污染的影响,根据流域附近5个气象站2002～2008年资料应用P-M法耦合植物生长模型计算流域潜在蒸散发作为模型的蒸发输入,并基于2002～2008年63个雨量站资料及尺度为1∶200 000土壤类型图、土壤化学属性和农业施肥资料,运用SWAT模型模拟分析流域非点源污染时空分布特征,统计分析了流域内不同土地利用方式下产污特征。结果表明,在降雨量与土壤质地相同情况下,非点源污染负荷旱地>水田>林地,可为淮河上游生态建设提供参考。     

土地利用变化对流域产水特性的影响研究

以淮河上游息县水文站以上流域为例,基于研究区域3期(20世纪80年代、90年代、2000年以后)土地利用数据及地形、气象、水文、土壤、农业管理等数据,应用SWAT模型模拟研究区域产汇流过程,分析土地利用变化对流域产水特性的影响。结果表明:在降水量、坡度和土壤质地相同的情况下,径流模数大小为旱地>水田>林地;在坡度和土壤质地相同的情况下,土地利用方式对降水量变化的产水敏感性为旱地>水田>林地(径流系数变化率),可见土地利用模式的变化可影响流域的产水特性,耕地向林地的转变将使流域产水减少。     

黄土地区的小流域产沙计算

根据黄土地区小流域泥沙概念性模型,选取黄河中游的三个小流域,分别运用分时段和以次洪为单位的方法进行了产沙计算,总体效果良好。表明了模型结构简单、概念明确、便于应用,可以在实际工作中采用。     

坡度与降雨强度对坡面侵蚀产沙过程影响的试验研究

鉴于坡度和降雨强度的变化对坡面侵蚀产沙过程影响明显,通过设计室内大型试验土槽,采用室内人工模拟降雨的方法,对不同坡度和降雨强度下坡面侵蚀输沙动态过程进行试验研究。结果表明,在降雨强度不变的条件下,累计产沙量、输沙率随坡面坡度增大而增大;同一坡度下累计产沙量、输沙率随降雨强度的增加而增加;输沙率与降雨强度呈线性关系,与坡度呈幂函数关系。进而基于试验结果,通过二元非线性回归,建立了输沙率、单位面积单位时间产沙量、坡度及降雨强度之间的经验公式。     

SWMM模型精度在城市雨洪模拟中的影响分析

针对区域总体排水规划、径流污染模拟时遇到的建模精度问题,基于暴雨管理模型SWMM,构建H市某小区降雨径流模拟系统,根据不同子汇水区面积划分精度,研究了高、中、低三种精度模型对城市雨洪模拟的影响。结果表明,在单一降雨条件下,水量的模拟结果受模型精度影响较大,而在长序列降雨条件下影响较小;在单一降雨条件及长序列降雨条件下,水质的模拟结果均受模型精度影响很大。     

基于Caflood的济南城区雨洪淹没模拟

为快速准确模拟城市洪水淹没并分析其时空演化规律,基于元胞自动机洪水模拟软件Caflood建立济南城区二维洪水淹没模型,并对济南城区雨洪淹没进行模拟。利用5次代表性雨洪数据率定模型并通过3次代表性雨洪数据验证该模型;同时为分析不同地形复杂度下的模拟效果及效率,采取不同分辨率DEM数据对20170718特大暴雨进行模拟,并对不同分辨率的模拟结果与MIKE21模拟结果进行对比分析。结果表明,模型率定及验证结果平均误差为0.02m;20170718特大暴雨模拟图形化显示结果基本符合实际淹没情形;选取22个实测点,以10m分辨率DEM作为模型输入的Caflood模拟最大水深平均误差为0.21m,30m分辨率的模拟平均误差为0.33m,但30m分辨率DEM运行时间仅为10m分辨率DEM的1/15,而MIKE21模拟的平均误差为0.27m。由此可见该模型运行可靠、精度较高、能较好地反映洪水的运动特性,与其他分布式雨洪模型相比具有计算时间短、建模条件较低且适应性较好的特点,更适合城市洪水预警与应急预案。研究成果可为城市雨洪模拟与预报提供参考。     

基于SDSM-SWAT模型的汉江上游径流变化模拟

为分析汉江上游流域径流对气候变化的水文响应过程,耦合了SWAT水文模型和SDSM降尺度模型,选用石泉和黄家港水文站1990～2005年历史月径流资料,对水文模型进行率定和验证,并将2011～2100年CanESM2模式下低等排放情景(RCP2.6)和高等排放情景(RCP8.5)两种情景输出因子降尺度到汉江上游流域各站点,生成未来气候情景数据,模拟流域未来气候变化下的径流响应过程。结果表明,SWAT模型在该流域径流模拟中具有很好的适用性;未来流域径流会呈现增加态势,RCP8.5情景较RCP2.6情景变化剧烈,且未来各月径流相对基准期变化更加剧烈,这为流域水资源管理与保护提供了参考与支持。     

基于SWMM模型的低影响开发模式雨洪控制利用效果模拟与评估

以江苏省淮安市郦城国际小区为例,介绍了SWMM模型中的低影响开发（LID）模块,运用SWMM模型模拟了该区域现状用地场景及下凹式绿地、渗透路面、植被浅沟单独布设和3种LID措施组合布设场景在不同设计降雨重现期下的管道出口断面径流过程,评估了不同LID措施的雨洪控制利用效果。结果表明,各LID措施均具有减小径流系数、削减洪峰流量、推迟峰现时刻的作用,其雨洪控制利用效果在低重现期更显著,尤以组合LID措施的效果最佳。     

三峡工程新增一线船闸对上游引航道通航水流条件的影响

通过建立三峡工程上游引航道近闸区域的三维水力学计算模型,计算了增加一线船闸后上游引航道内通航水流条件,分析了145、175m两种典型通航水位条件下三线船闸不同充水组合对通航水流条件的影响。结果表明,三线船闸运行时,各船闸单线充水均可满足规范通航要求;两线或三线船闸同时充水时,上游引航道内部分区域不能满足通航要求,尤以145m水位时为甚,可通过错时充水的方式来满足通航水流条件的要求。     

淮河上游气温及年径流深变化趋势分析

以淮河上游为例,基于信阳气象站近58 a日气温资料,采用Mann-Kendall秩次相关检验法分析检验了气温变化趋势及以息县水文站近45 a日流量资料为基础的气候变化背景下的水资源响应与变化趋势.结果表明,淮河上游气温与水资源的趋势有规律性的变化,年均气温升高与大规模人类活动密不可分,气候变暖对区域水资源的影响不明显.     

长江流域上游干旱特征分析

为分析长江流域上游干旱特征,利用1961年1月至2012年12月长江上游共69个气象站的气象数据资料,以帕尔默干旱指数(PDSI)为主要指标对长江上游流域的干旱强度、干旱持续时间、干旱频率等干旱特征进行比较分析。结果表明,长江上游区域PDSI的月际变化较大,旱涝期交替出现,同时年代干旱最强值呈现先减弱后增强的趋势,并在2006年达到干旱强度最强值;干旱持续时间较长的干旱事件主要发生在1960、1970年代,平均干旱持续月数为4.2个月;上游干旱频率主要以初始干旱为主,其中年际干旱集中在1960年代末期至1970年代初期和2000年代后期两个阶段,季节干旱主要发生在冬季。研究成果可为长江流域上游的干旱治理提供参考。     

长江上游秋汛期降水特征及其影响因子研究

鉴于长江上游秋汛对三峡等水库的蓄水调度有重要影响,以长江上游秋汛期降水为例,基于长江上游流域内1961～2016年降水资料,分析流域秋汛期降水特征及其可能影响因子。经M-K检验发现,流域降水的变化约在1983年前后存在趋势突变,因此取1983～2016年降水资料进行时空异常分析。基于EOF方法,长江上游流域降水第一模态空间分布呈南北反相型,其方差贡献达到31%,通过North检验,与之对应的时间序列呈现出明显的年际和年代际演变特征。进一步利用NCEP/NCAR的大气环流资料和NOAA_ERSST海温资料与EOF第一模态时间序列进行回归分析。结果表明,当西风急流偏南、副热带南印度洋偶极子(SIOD)为正位相或赤道中东太平洋海温负距平时,长江上游秋汛期降水南多北少。     

溃坝洪水模拟中泥沙因素的影响

鉴于在溃坝洪水模拟中较少考虑泥沙因素的影响,采用欧拉模型即双流体模型模拟了溃坝洪水中的悬移质泥沙颗粒,通过对比来流为清水、含悬移质泥沙的水沙流两种情况下壁面剪切力,证实了悬移质泥沙可增强水流剪切作用、加速溃坝过程,并分析了淹没区障碍物对悬移质泥沙的影响,给出了溃口发展过程和下游河道泥沙淤积状况。所有模拟结果均符合实际溃坝规律,可为溃坝洪水精确模拟和灾害性分析提供参考。     

陆面水文模式Noah-LSM在赣江上游区的适用性研究

为合理评估未来气候变化下赣江上游区的水文响应机制,基于赣江上游峡山水文站以上集水区域6个气象站点1961～2014年逐日气象资料和2008～2014年中国陆面数据同化系统土壤含水率产品,采用NoahLSM陆面水文模式进行历史流量和土壤含水率过程模拟,评估Noah-LSM在赣江上游区的适用性。结果表明,Noah-LSM模拟的率定期和验证期日流量模拟过程确定性系数分别为0.857、0.750,模拟的土壤含水率过程与中国陆面数据同化系统产品基本吻合。Noah-LSM能合理模拟研究区的流量和土壤含水率过程,且在赣江上游区具有良好的适用性。     

基于数据挖掘的黄河中游典型流域次洪最大含沙量预报

黄河中游黄土高原地区经常发生区域性暴雨,容易形成涨落迅猛、峰型尖瘦的高含沙洪水过程,次洪沙峰量级预报的准确度对汛期调水调沙工程调度,特别是对高含沙量洪水事件十分重要.针对黄河中游水沙预报难度大、精度偏低的现状,采用随机森林和支持向量机两种数据挖掘方法,开展秃尾河和湫水河两个流域的次洪最大含沙量的预报预警研究.结果 表明...     

黄河上游梯级电站水库联合调度方式探讨

通过对黄河上游梯级电站历史运行资料进行分析和总结,探讨黄河上游梯级电站（主要是龙羊峡、刘家峡电站）的联合调度方式,提出合理、可行、多方受益的建设性建议.     

淮河流域主汛期降水演变规律研究

基于淮河流域1953～2007年主汛期(6～8月)的降水量资料,分析了流域内淮河水系和沂沭泗水系主汛期降水量的趋势性、突变性和周期性变化规律。结果表明,两水系6～8月的总降雨均呈减少趋势,但淮河水系6月呈增加趋势,沂沭泗水系6、8月无显著变化;两水系主汛期的降水过程并非是一个完全独立的随机过程,除淮河水系7月表现为负持续性外,两水系其他各月均表现为正持续性;淮河水系6月、沂沭泗水系7月降水量发生显著性突变,但两者的突变性质相反,突变后淮河水系6月的降水量增加了24%,而沂沭泗水系7月降水量减少了19%;淮河水系和沂沭泗水系主汛期均具有8年的主周期,淮河水系主汛期各月的丰枯交替频率较沂沭泗水系高,但淮河水系各月的周期性变化与整个汛期周期性变化规律的一致性较差,而沂沭泗水系较好。     

西江上游水库群联合蓄水优化调度研究

目前西江上游水库群在汛末蓄水期难以蓄满,直接影响其在供水期的综合效益。为此,建立了基于发电、蓄水和生态的多目标优化调度模型,采用逐次逼近动态规划方法进行求解,得到2011～2017年的水库群联合蓄水优化调度过程。结果表明,龙滩水库的蓄水与天生桥一级水库的蓄水具有同步性;因光照水库为龙头水库、岩滩水库开始蓄水时间比其他水库晚,故两水库蓄水受其他水库的影响较小。对于特枯年份,需提前水库群开始蓄水时间及抬高起蓄水位才能蓄满。     

赣江上游土地覆被变化的水文响应研究

针对土地利用/覆被变化对流域水文循环产生重要影响的问题,以赣江上游峡山水文站以上集水区域为例,基于1978～1987年相关资料,采用极端土地覆被法构建4种未来土地覆被情景,运用陆面水文模型Noah-LSM模拟各土地覆被情景下流域水文要素(蒸散发、径流)的变化情势。