下垫面变化条件下设计洪水修订方法研究

近年来,海河流域下垫面情况发生了显著变化,探讨下垫面变化条件下设计洪水修订问题具有重要的理论和现实意义。经分析,流域内地下水开发、水利工程和平原区灌溉工程对流域产汇流影响很大。从而,土地利用类型的变化不是主要影响因素,水土保持措施的实施自然地改变了流域下垫面状况。在设计洪水的修订过程中可采用系列修订和直接修订两种途径,具体的洪量、洪峰修订可采用常规分析法、水文模型方法和经验公式法进行。     

下垫面变化条件下合河流域设计洪水修订

基于新安江-海河模型,选取合河流域为研究对象,开展下垫面变化对设计洪水影响的研究。将合河流域的洪水系列分为1980年前、后两个部分,针对两个系列分别率定模型参数;再根据1980年后的参数来重新模拟1980年前的洪水,通过模拟出的次洪径流深和洪峰的变化幅度来反映下垫面变化对设计洪水的影响;同时,利用径流深的模拟结果修订设计洪水,并计算设计洪水的变化幅度。结果表明,合河流域的自由水蓄水容量和河网水消退系数均变大,流域的调蓄能力变大,设计洪水的洪峰值在减小;地下水过度开采与水利工程的建设是导致该流域设计洪水减小的主要因素。     

黄河流域下垫面变化对径流量影响的讨论

20世纪90年代以来,黄河流域径流量连续偏小,目前人们对于偏小的主要原因认识不一。经过对河源地区降水量与径流量关系分析,以及对中游地区渭河、伊洛河、沁河2003年汛期径流量和汛期多年径流量的对比分析认为,径流量偏小应与降水量连续偏小、超过一定量级的暴雨次数偏少、气温的增高以及蒸发量增大等多种因素有关。这些气象因素的变化,主要受气候波动的影响,至于河源区下垫面的破坏、中游中小型水利水保工程等不应是黄河径流量变小的主要原因,因此对未来径流量不需要进行降水量与径流量关系的“一致性处理”。     

下垫面变化条件下的官厅山峡段流域洪水管理

多年来,防御永定河官厅山峡洪水一直是北京市防汛工作的重中之重。受气候条件影响,加上经过几十年的社会经济发展以及人类活动,永定河官厅山峡流域下垫面发生了较大变化,包气带变厚,在同样的降水条件下,径流变小。通过下垫面修正,分析产汇流改变规律,完善永定河官厅山峡流域的洪水预报方案,指导防汛指挥决策和工程管理保护等工作。     

下垫面条件变化对浙江省气候的影响分析

城市化、人口膨胀、土地覆盖和土地管理、区域和地区的水源可利用性、水污染等人类活动使气候产生了广泛而巨大的变化。在今后的气候变化中不应仅关注温室气体排放,更应注重人为因素,尤其是与水土保持有关的土地利用、植被覆盖等。     

黄河兰州站天然径流量变化及其计算方法探讨

根据黄河兰州站1934年以来天然径流量资料,分析了天然径流量的阶段性和周期性变化规律,探讨了天然径流量计算方法和现有数据的可信情况。结果表明:(1)天然径流量的年、汛期和非汛期变化趋势基本一致,且有前期和中期偏多,近期偏少特点。(2)近70年天然径流量的变化经历了各3个丰、枯水段,而且存在较明显的准3年周期,同时还显示出不同时段的主要周期存在一定差异的特点。(3)现有天然径流量量值较实际值偏小,其原因可能与还原计算值不够全面和尚未考虑气候影响因素等有关。     

下垫面剧烈变化下的设计洪水位计算

采用统计途径计算设计洪水位,前提是样本系列的一致性。以杭嘉湖东部平原的桐乡市崇福镇区为研究对象,针对人类剧烈活动（大幅度地面沉降、大规模圩区建设和南排工程建设）导致流域下垫面的剧烈变化,以实测年最高水位的水位涨幅和相应面暴雨量为样本,进行回归分析,将历年实测最高水位系列还原修正,统一到现阶段的流域下垫面下,推求崇福镇区的设计洪水位。     

清水河径流量插补方法探讨

清水河克尔古提水文站1993年后为汛期驻测站,每年仅在5-11月有实测径流量,在进行清水河水资源评价和水文分析计算时,各个项目的分析计算,往往是不同的分析计算人员采用不同的方法来进行年径流量值的插补,缺少各种方法的比较和精度的评定。依据清水河克尔古提水文站实测资料及河流所处的地理位置,分析了该河的降水、径流和枯水等水文特性,使用线性关系关系和枯季径流的消退规律来进行年径流量值的插补,并进行各种方法的比较和精度的评定,更加准确的了解清水河水资源量和分配规律,为下游工农业生产规划提供年来水量依据。     

北洛河径流量变化特征分析

采用北洛河交口河水文站1964—2008年实测月径流量资料,对径流年内分配的不均匀性、集中程度、变化幅度进行了分析;应用Mann-Kendall方法分析了北洛河径流量的年际、季节变化趋势,并对丰水期和枯水期的径流量进行了突变分析。结果表明:①北洛河河川径流量在20世纪60、70年代的年内分配比较集中,进入21世纪后年内分配相对均匀,径流量主要集中在7—9月;②北洛河年径流量呈明显减小趋势,冬季的减小趋势不显著,其他季节的减小趋势均十分明显;③北洛河年径流量在1973年、2003年发生两次突变,丰水期和枯水期的径流量变化趋势基本与全年的保持一致,但丰水期在1983年多出一次突变,枯水期在1982年、1994年多出两个突变点,径流量变化的总体趋势都是减小的。     

紫荆关以上流域下垫面条件变化对产汇流影响分析

由于人类活动改变了流域下垫面条件,导致流域入渗、蒸散发、径流等水文要素发生一定的变化,从而引起流域产汇流的变化。针对以上情况,选用紫荆关以上流域历史暴雨洪水资料,分析了流域下垫面变化对流域产汇流影响,为今后洪水预报和水资源分析评价提供资料基础。     

气候及下垫面条件变化对宁夏暴雨洪水的影响分析

根据宁夏长系列水文观测资料,以气候变化条件为背景,对宁夏降雨强度及流域下垫面变化条件下流域径流、暴雨洪水和洪峰流量出现频率变化趋势进行分析,为进一步分析研究暴雨洪水的产汇流规律提供参考。     

丹河流域径流量变化特征分析

沁水煤田位于黄河流域中部核心区域,煤田水、煤、气资源共存,结构复杂,研究该地区河流径流变化特征,对于黄河流域生态保护与高质量发展具有重要意义。文章以沁水煤田主产地——晋城市丹河流域为例,运用Mann-Kendall趋势检验方法和有序聚类分析法,分析丹河变化趋势和变异性。结果表明,丹河流域年径流量主要集中在7～8月,丰枯年份交替出现,20世纪80年代后枯水年份变多;丹河流域年径流量呈现显著性减少趋势,20世纪70年代末发生反向变异。     

未来气候情景下覆被变化对径流量的影响

以陆浑水库控制流域为研究对象,利用流域DEM、土地利用数据、1987—2001年气候和水文观测数据,在率定SWAT模型参数的基础上,以SCS模型参数的变化来反映覆被变化,分析了未来气候变化情景及覆被变化情景对径流的影响。结果表明:2011—2050年在流域落叶林地面积退化30%情况下径流量将增大7.02%,落叶林地面积增加20%情况下径流量将减少8.48%。     

模拟降雨条件下不同下垫面滞水能力初探

适当优化土地利用方式,在一定程度上可作为城市排水的一个辅助条件,缓解城市暴雨积水问题。通过实验室模拟降雨,初步得出结论:在相同降雨强度的情况下,绿地相对于裸土而言具有较大滞水量。中小雨强情况下更为显著,两者滞水量相差20~25 mL/min。分析降雨因素对整个过程的影响,初步获得不同下垫面的滞水能力差异,在一定程度上验证土地利用方式对降雨径流产生的调蓄效应,可为未来区域土地利用规划、生态城市建设规划等提供参考。     

水网区次洪径流量计算方法的探讨

从水量平衡角度，对水网区出口断面次洪径流量计算，特别是流量过程起始流量为负值的情况下，次洪径流量计算方法进行了探讨，提出了改进方法，并就与此相关的问题提出了合理性的解决途径。     

20世纪下半叶黄河实测径流量变化特点

选择了黄河干支流共11个主要水站，从年代，丰枯段，大型水利工程运行前后等几方面分别说明了1950－1999年间黄河实测径流量的年际和年内分配变化特点。研究结果表明，50年间黄河实测径流量发生了很大的变化，支流变化幅度远大于干流变化幅度。     

干旱气候条件下Priestley-Taylor方法应用探讨

根据华北地区6个气象站点的历史气象资料，以Penman法结果作为对照，对较为常用的另一计算参照作物腾发量的方法一Priestley-Taylor方法的适用性问题进行了探讨。年值序列比较显示，在华北干旱半干旱的气候条件下，Priestley-Taylor结果比Penman结果低11％～27％，两者最大相差346．5mm，最小相差112．2mm，多年平均相差240．5mm。对历年逐月序列分析显示，Priestley-Taylor方法在7、8月份的应用效果很好，与Penman结果没有显著差异；但在其它月份应用效果较差，与Penman结果均存在显著差异。年值及月值序列的相关分析均显示，空气动力项与辐射项之比是影响Priestley-Taylor方法应用效果的重要因素，且二者呈显著负相关。该比值越小，2种方法的吻合程度越好，Priestley-Taylor方法应用效果也越好；反之，应用效果越差。随着Priestley-Taylor方法在作物模拟模型中的广泛应用，干旱气候条件下如何对Priestley-Taylor公式参数进行适当订正，值得进一步研究。     

金沙江中上游下垫面变化的水文过程响应

随着人类活动的加剧,金沙江中上游流域的下垫面条件发生了巨大变化,模拟变化条件下的水文循环过程,对于深刻了解水循环物理机制和制定水土保持治理措施等至关重要.以分布式水文模型为基础,建立了6种覆被变化下的情景模式,针对两种决策方案分别进行了水文过程模拟,对比了变化前后的逐月径流过程以及地表水、地下水等水循环要素,并就8种情景下的覆被变化对水文过程的影响做了定量分析.结果显示,土地利用变化引起的下垫面条件和地表糙度的变化带来了流域水文循环过程和水循环要素的变化,对该流域产流影响较大.     

清水河流域多年径流量变化特征分析

为了探索清水河流域的径流变化特征,基于清水河下游张家口水文站40 a的逐日径流观测资料,采用3 a移动平均过程线法和有序聚类分析法,将年径流分为丰水年组、平水年组、枯水年组后再研究。采用频率分析方法,计算出年径流系列的统计参数值。分别计算了丰、平、枯水年组的不均匀系数、集中度、集中期及各月径流量百分比等,进一步摸清了清水河流域的径流年际、年内变化规律。     

泾河流域径流量变化特征研究

通过分析张家山典型水文测站长序列径流量变化情况,揭示泾河流域径流量演变规律,预测未来变化趋势。采用线性回归、滑动平均法、Mann-Kendall检验分析泾河流域径流量变化特征,采用有序聚类法和滑动t检验分析突变点,采用R/S法对流域径流量的未来变化趋势进行预测。结果表明:张家山站径流量年内分配不均,主要集中在7-10月,占到全年径流量的近70%。从年际变化趋势来看,年径流量、汛期径流量与非汛期径流量丰枯年份交替频繁,突变点在1996年左右,其中汛期径流量波动性与年径流量波动性相似程度更高,非汛期波动相对平稳。张家山站在1950 s至1980 s年代平均径流量较大,处于偏丰年代,1990s至2010s年代平均径流量小于多年平均值。年径流量、汛期径流量与非汛期径流量均呈现出显著减少趋势,其Hurst指数均大于0. 5,表明未来与当前趋势有一定持续性,预测未来将呈现持续减少趋势。