信江流域土地利用变化的径流响应研究

针对信江流域土地利用变化的径流响应,基于分布式水文模型（SWAT）及SUFI 2算法,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等时空数据并结合GIS和RS技术,对流域土地利用变化的径流响应进行定量研究。结果表明,率定期和验证期的模拟值与实测流量过程拟合程度较优,相关系数（R2）和纳西效率系数ENS均高于0.90、相对误差|Re|均小于2%,表明SWAT模型应用于该流域径流模拟的精度较高;在相同气候条件下,径流年内分配规律为2000年土地利用情景较1990年土地利用条件下月径流增加,年际分配规律为两期土地利用情景下的年际径流量变化趋势较为一致,2000年略大于1990年。     

秦岭南北典型流域径流特征及其降水变化响应

为探索秦岭南北典型流域径流特征及其降水变化响应,选择月河流域和灞河流域为典型流域,根据两流域干流站1960~2010年逐月径流资料,用距平累积法、非参数Mann-Kendall法和R/S分析法等方法对年代际、月尺度径流特征进行对比分析,并考虑年内降水变化,建立降水径流关系模型,定量分析降水变化和人类活动对径流的贡献率。结果表明,两流域径流具有较高的相关性,趋势变化规律大体一致,径流系数基本相同;径流年际变化中径流深接近,均呈震荡下降趋势,且灞河流域下降趋势更明显;年代际变化均呈W型,突变点均在1985~1987年之间,灞河流域通过显著性检验;灞河流域径流年内分配比月河流域更平均,灞河流域年内径流呈双峰型,月河流域径流年内变化呈单峰型;随着时间尺度的降低,两流域径流相关性降低。     

基于CMIP5变化条件下的清江流域径流响应研究

为预测气候变化和土地利用变化条件下清江渔峡口站以上清江流域未来径流变化情况,首先建立SWAT模型,采用CMIP5三种模式下2016~2100年月降水情景数据,经降尺度后预测月径流。结果表明,未来年内最大月降水和月径流出现时间提前1~2个月,经Mann-Kendall(M-K)检验,降水和径流在2016~2100年间均呈整体增强趋势,但在2016~2035年内的降水和径流量均较历史时期(1990~1999年)低。在空间优化配置土地利用情景下的平均年径流量相对基准期年径流的变幅较现有土地利用情况下有所减小。研究成果对长江防洪、梯级电站调度工作有积极意义。     

蒙江流域降水及径流变化特征分析

分析蒙江流域降水及径流的变化特征,有利于水资源的开发利用与保护。基于蒙江流域1959～2012年降水、径流资料,应用线性倾向估计法探讨了降水和径流年际、年代变化特征;借助Mann-Kendall法、Yamamoto法、滑动t检验、小波分析法和R/S方法探讨了降水、径流的趋势性、突变性、周期性及长程相关性。结果表明,降水年际、年代间变化较小,径流年际间波动剧烈;年代间,最大年径流量出现时间一般较降水滞后3年,除1990年代,最小年径流、年降水出现时间同步,降水、径流分别呈不显著减少、不显著增加变化,这主要是由1990年以后的人类活动所致;流域降水在1975、1981年发生突变,年径流在1991年发生突变,均存在24年的主周期,未来一段时期内,降水、径流均呈偏丰状态,区域水资源形势较为乐观。研究成果可为区域水电站运行及水资源配置提供参考。     

CMORPH卫星站点融合降水的沂河流域径流模拟适用性评估

为验证卫星地面融合降水在北方半湿润地区径流模拟中的适用性,对比了2008～2012年沂河流域汛期的CMORPH融合降水和实测网格降水时空分布,并分别驱动HEC-HMS模型进行日径流模拟、洪水模拟,进而评估利用卫星地面融合降水进行洪水预报的可行性。结果表明,在沂河流域,CMORPH卫星站点融合降水与实测网格降水具有较高的相关性,其洪水模拟精度与实测网格降水相当,径流深和洪峰的预报能力更优,在研究区洪水预报中具有很好的适用性。     

计及前后期降水的极端降水事件特征及与风速的响应规律

分析极端降水时空分布特征及前后期风速的响应变化,对掌握极端降水发生规律、提高极端降水-风速响应关系认识、预防及应对水灾害具有重要意义。定义考虑前后期降水的极端降水事件并根据雨峰位置划分为峰前、峰后和双峰3种雨型,分析我国极端降水事件时空分布特征及与风速的关系。结果表明,单峰雨型发生频次高于双峰雨型,量级从西北到东南逐渐递增,西北地区极端降水事件上升趋势明显;东南、东北地区风速越大,极端日降水阈值越高,西南地区则相反;极端日降水发生前后风速存在异常波动现象,西南地区表现为风速减弱,其他地区先增强后减弱、极端日降水当天风速最大。     

昆明市主城区土地利用变化对地表径流的影响

为探究昆明市主城区土地利用变化对地表径流的影响,采用昆明市主城区5个气象站点1986、1995、2000、2007、2014年的逐日降雨及其土地利用类型数据,通过率定后的SCS模型模拟昆明市主城区地表径流。结果表明,率定后的SCS模型适合昆明市主城区,模拟平均相对误差小于15%;1986~2014年水田、草地、灌木林和疏林地面积大幅减少,主要转化为城市建设用地和有林地,渗透比例由82%减至57%,提高了昆明市主城区雨水产流能力;地表径流量随渗透比例减少呈增加趋势,尤其表现在昆明市主城区东部和南部地区。     

降水与人类活动对大凌河流域径流演变的影响分析

基于1960~2011年辽宁省大凌河干流代表测站年降水量和径流资料,分析了该流域降水量和径流的演变特征,并评价了降水和人类活动因素对大凌河流域径流演变的影响。大凌河流域降水量无显著减小趋势,而径流深显著减小;1960~1979年为天然时期,人类活动对径流影响很小,与之相比,以后各时期降水—径流关系具有相同降水量对应的径流深明显降低、径流对降水的敏感程度降低、降水-径流关系趋于紊乱,相关性逐渐降低等特点;对于1980年代和2000~2011年两个枯水期,各区间降水和人类活动因素对径流深均为减小作用,两者对径流减少的贡献率分别为44%、56%;1990年代降水因素对大城子径流为减少作用,减少量为11.73 mm,对大城子-凌海、凌海的径流为增加作用,增加量分别为11.81、7.99 mm,但由于人类活动,其径流深仍为减小。     

土地利用与气候变化对洛河流域径流的影响

流域径流量受到土地利用和气候变化的共同影响,但大多数研究仅关注未来气候变化对径流量的影响,忽略了未来土地利用变化对径流量的影响。利用CA-Markov模型定量模拟流域未来土地利用类型并结合气候变化类型,采用SWAT分布式水文模型通过情景分析法模拟未来变化环境下流域的径流响应。结果表明,SWAT模型在洛河流域具有良好的适用性;未来流域土地利用呈现建设用地快速增加、耕地减少的趋势,这一趋势使径流量增加;径流量的变化与降雨变化呈正相关,与温度变化呈负相关。可见土地利用和气候变化对径流的影响呈现非线性协同作用。     

不同自然降雨雨型下红壤坡地地表径流和壤中流输出特征

我国南方红壤丘陵区受降雨和土壤性状影响,洪涝灾害与季节性干旱等问题并存,研究坡地降雨过程中径流输出特征具有重要意义。为此,利用江西省水土保持生态科技园内大型土壤渗漏装置,研究了3年期间32场天然次降雨下植草覆盖、干草敷盖和裸露3种不同处理的红壤坡地径流输出特征。结果表明,小雨雨型下,研究区红壤坡地均不产生地表径流;中雨雨型下,植草覆盖、干草敷盖、裸露处理的壤中流所占地表径流和壤中流总量比例分别为58%、80%和12%;对于促进降雨入渗,干草敷盖最优。大雨及以上雨型下,植草覆盖和干草敷盖处理以壤中流为主,占比分别为63%和64%,裸露处理以地表径流为主,占比93%。在红壤坡地开发中除栽种植物加强植被覆盖外,辅以敷盖措施能起到更好的保水保墒效果。     

模拟降雨条件下岩溶地区马尾松林下地表径流特征

以贵州省贵阳市岩溶地区为例,通过野外人工模拟降雨试验,研究了不同坡度(15°、20°、25°)的径流小区在不同雨强(60、90、120mm/h)下马尾松林地表径流的变化特征。结果表明,岩溶地区马尾松林下,雨强对地表径流有明显影响;随着降雨持续进行,陡坡时的径流量增幅显著大于缓坡;随着雨强增加,坡度对累积径流量的影响变得显著;坡度对累积径流量的影响并非线性关系,而是坡度较陡时影响程度更大,但不同雨强条件下径流总量的增幅不一致;岩溶地区马尾松林地在中等雨强时地表径流大,大雨强时地表径流反而较小。     

基于泰尔指数的地表径流时空特征分析

为了更好地分析地表水资源分布的时空特征,不断完善和创新分析地表水资源分布特征的方法,将经济学领域分析区域经济差异的方法——泰尔指数应用于地表水资源空间分布和径流时间序列年际特征的分析中。基于济宁地区主要的七条河流1956~2005年的年径流资料,采用泰尔指数分析了该地区的地表径流空间分布情况;同时利用泰尔指数分析了漳泽水库1956~2008年的径流时间序列的年际特征。结果表明,泰尔指数在地表径流空间分布特征和年际特征的分析中均有较好的适用性。湖东、湖西两区域之间的地表径流量分布的不均匀性是导致济宁地区地表径流分布不均匀性增加的主要原因;漳泽水库径流量的泰尔指数在20世纪50年代到70年代、80年代到21世纪初这两阶段呈递增趋势,20世纪70年代泰尔指数突然减小。     

金沙江水文过程对赤道中东太平洋海温的响应

赤道中东太平洋海温异常变化对气象和水文过程具有强烈干扰,金沙江流域降水和径流特征对该区域海温异常的响应对整个长江流域旱涝灾害的发生有重要影响。综合EOF方法、相关分析与集中期方法,通过分析金沙江流域1981～2010年间流域内降水对赤道中东太平洋Nino3.4区海温的滞后响应期及降水对径流的超前影响期,确定了径流对海温的滞后响应期。结果表明,金沙江降水对赤道中东太平洋海温的滞后响应存在短期(4个月)和长期(11～12个月)两种时距;多数年份,流域内降水对径流的超前影响期为1个月;一般情况下,金沙江径流对赤道中东太平洋海温的滞后响应模式亦分为短期(5个月)和长期(12～13个月)两类。结果可为海温异常引起的金沙江流域旱涝灾害及径流丰、枯事件预警提供依据。     

三种卫星降水产品在乐安河流域径流模拟中的应用

为分析卫星降水产品在乐安河虎山水文站以上流域径流模拟中的适用性,基于流域内45个站点的实测降雨资料,对TRMM 3B42V7、MSWEP及CHIRPS三种卫星降水产品进行精度评估,在此基础上分别将站点降水和卫星降水数据输入新安江模型得到流域月径流过程,并与虎山站的实测径流进行比较.结果 表明,三种卫星产品中MSWEP的...     

不同降雨特征下低影响开发的降雨径流控制效果研究进展

在气候变化和城镇化快速发展的双重影响下,我国城市洪涝灾害问题日益突出.低影响开发(LID)作为一种韧性的方式可有效减少降雨径流并改善径流水质.研究不同降雨特征情况下LID措施的降雨径流控制效果,对于因地制宜地规划设计LID措施以及适应未来气候变化均具有重要意义.通过文献调研,综述了不同降雨量、降雨强度、降雨历时等降雨特...     

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。     

盱江流域径流模拟及其对气候变化的响应

为研究盱江流域径流对气候变化的响应,构建了基于SWAT的分布式水文模型。采用SUFI-2法对SWAT模型的参数进行率定和验证。率定期和验证期的决定性系数R2和纳什系数Ens均大于0.9,模型在该流域的适用性较好。在SWAT-CUP中引入参数标识符建立49种气候情景(温度升高或降低1～3℃,降水增加或减少10%～30%)并代入模型中模拟径流。结果表明,温度与径流呈弱负相关;降水与径流呈强正相关;温度对径流的影响远小于降水对径流的影响。为直观表达降水-温度-径流量的关系,模拟三者空间平面关系函数,其决定性系数R2约等于1、和方差为0.000 647 4、均方根误差为0.003 752,降水-温度-径流的关系可用平面函数表达。     

不同分辨率DEM的信息熵评价及其对径流模拟的影响

引用信息熵对不同分辨率DEM的信息量进行分析，对影响水文模拟的两个重要参数——径流路径和汇流平均坡度对DEM信息熵的敏感性进行评价，并在同一组模型参数下对DEM分辨率变化对径流模拟的影响进行分析，研究结果表明：径流总量、洪峰、水文响应时间对DEM分辨率的变化是非常敏感的。随着DEM分辨率的降低径流量减少，洪峰衰减，水文响应时间提前。     

基于SWAT模型的呼玛河流域径流对气候变化的水文响应

呼玛河流域降水及冰雪融水的补给对于黑龙江干流径流量变化影响巨大,而气候变化是影响呼玛河降水及冰雪融水的一个重要因子。因此,通过收集呼玛河流域呼玛、新林、塔河、呼中气象站及呼玛桥水文站的数据,结合DEM数据、土地利用数据及土壤数据,构建适用于呼玛河流域的SWAT径流模型并进行月径流模拟,同时通过天气发生器设定温度与降水梯度,研究呼玛河流域径流对气候变化的响应。结果表明,SWAT模型在呼玛河流域具有良好的适应性,率定期及验证期的决定系数R²、纳什系数N_NSE均达到了模型的评价标准;呼玛河流域径流对降水变化的敏感性远高于气温,降水是该流域径流变化的主要控制因子。     

基于MIKE SHE模型的土地利用与降水变化对宁夏中宁段黄河周边地区地下水位的影响

为研究土地利用与降水变化对地下水位的影响,以黄河宁夏中宁段周边地区为研究区,建立地表水—地下水耦合的MIKE SHE分布式水文模型,并用观测井实测数据对模型参数进行率定和验证。结果表明,研究区地下水位随着降雨量的增加明显升高,并在9月份到达峰值1 201.46 m;与基准组相比,对比组A年平均地下水位升高0.27 m,土地利用变化对水位升高影响作用占33.3%,降水则占66.7%;对比组B年平均地下水位升高0.51 m,土地利用变化对水位升高影响作用占35%,降水则占65%。