水文模型在计算干旱等级中的应用比较

应用消退曲线超渗产流模型与垂向混合产流模型计算的日土壤含水量和蒸发量作为干旱指标划分重庆市7个流域的干旱等级,评定结果与实际情况吻合.通过实例应用对比,垂向混合产流模型较合理.     

淮河流域1960~2011年干湿时空变化特征

在分析淮河流域26个气象站1960～2011年降水变化的基础上,计算了流域年尺度和季尺度降水距平百分率和标准化降水指数（SPI）,并分析了淮河流域近52年干湿时空变化。结果表明,淮河流域年尺度降水距平与SPI较为一致,季尺度降水距平较SPI变化敏感;干旱多发生于春季,且2000年后发生频次减少;空间尺度上,流域中西部地区有变湿润趋势,东部沿海地区有变干旱趋势,变化趋势呈现近似纵向分带。     

标准化综合干旱指数在北汝河流域干旱评价中的应用

河南省北汝河流域频发的干旱灾害严重影响工农业生产和人民生活,分析评价干旱旱情对指导抗旱救灾、减轻干旱灾害损失具有重要意义。采用新安江模型模拟计算北汝河汝州站以上流域1985～2016年日尺度径流深、蒸散发、土壤含水率,对其月尺度值与月降水量进行核熵成分分析,构建综合干旱指数,在对比分析不同分布函数拟合优劣的基础上选取拟合最优的对数逻辑斯特分布函数对综合干旱指数进行标准化得到标准化综合干旱指数;基于标准化综合干旱指数分析流域1985～2016年干旱情势演变,并与标准化降水指数和降水距平百分率的评价结果进行比较。结果表明,北汝河流域1985～2016年干旱事件发生频率呈增加趋势;标准化综合干旱指数对轻度干旱事件更为敏感,能较好地反映流域干旱特性及典型干旱事件的演进过程。研究结果为北汝河流域抗旱减灾提供了科学支撑,亦对其他地区干旱评价具有借鉴意义。     

三种气象干旱指数在塔里木河流域应用的对比分析

为分析塔里木河流域的干旱情况,选取K指数、降水距平百分率(P_a)指数和S指数,对比分析三种气象干旱指数在塔里木河流域的时空分布特征和典型年的干旱评价结果。结果表明,三种指数对降水量敏感性较高。流域干旱变化趋势评价结果中,K指数和P_a指数结果呈湿润化,S指数则相反;流域干旱频率的评价结果中,K指数和S指数保持一致,频率自西南向东北递减,而P_a指数为递增趋势;K指数对干旱频率高的地区评价结果较好。典型干旱年的验证结果表明,K指数和P_a指数能较好监测到流域重特旱年的干旱站点,S指数各等级的监测效果较差。综合分析表明,K指数在塔里木河流域的干旱监测适用性较好,研究结果对干旱半干旱地区的干旱监测具有重要参考价值。     

TOPSIS客观赋权法在干旱综合评估中的应用研究

以西安地区为例,选取连续无雨日数、降水距平百分比、标准化降水指数和相对湿润度指数4个干旱指标进行了干旱单指标评估研究,针对单指标评估的局限性,引进了TOPSIS客观赋权法构建了一个干旱综合指数,将单指标评估结果加权,并结合遗传算法求取权重进行干旱综合评估。结果表明,综合评估结果与实际干旱状况基本一致,具有一定的可信度。     

基于土壤含水率距平百分率指数的东北地区农业干旱评估研究

鉴于土壤含水率距平百分率能有效解决不同气候区农业旱灾识别标准不一致的问题,选取土壤含水率距平百分率指数,利用VIC模型模拟了东北地区1951～2010年逐日30 km分辨率网格逐日平均土壤含水率资料,计算逐日土壤含水率距平百分率,结合东北地区历史实际干旱发生情况,采用频率分析方法制定农业干旱定量评价标准,对典型历史干旱...     

江苏淮北地区春季旱情的气象影响因子分析

鉴于江苏省淮北地区常常出现连续枯水年组,是我国干旱最为频发和灾害损失最为严重的区域之一。基于江苏淮北地区1961～2012年11站降水资料,利用流域年和季降水距平百分率指数,分析了江苏淮北地区近52年旱情特征,并选取大气环流指数,进一步探讨了江苏淮北地区春季干旱的主要影响因子。结果表明,1961～2012年江苏淮北地区春季降水距平百分率呈弱的下降趋势,自2000年以来,春季是重旱最多的季节;1月北美区极涡面积指数对淮北地区重大干旱事件有显著影响,即当影响冷空气活动的极涡较弱时,易于引起淮北地区的严重干旱甚至特旱;1月北美区极涡面积指数减小时,春季西风急流加强,位于急流左后方的淮北地区下沉气流加强,进而降水减少引发干旱。     

不同水文模型在老哈河流域的应用与比较

为研究不同水文模型在半湿润半干旱地区老哈河流域上的适用性,分别选取老哈河流域的西泉、初头朗两个子流域1970～2003年的实测资料,应用新安江模型和垂向混合产流模型进行模拟计算,并对比分析其模拟结果.结果表明,在西泉和初头朗流域,垂向混合产流模型的模拟精度总体上均高于新安江模型;垂向混合产流模型更适用于初头朗流域.     

基于可变模糊评价模型的长江上游气象干旱评价

为全面评价长江上游流域的气象干旱状况,利用该流域1953~2012年的气温、降水资料,选取标准化降水指数(SPI)、连续无雨日(CDD)、相对湿润度指数(M)3种气象干旱指标,建立可变模糊数学模型,并应用Mann-Kendall检验法和小波分析方法分析了该流域长期气象干旱的时空变化特征。结果表明,流域气象干旱程度总体呈加重趋势;季节上冬、春连旱较为严重,秋旱有显著加重趋势,预计今后出现秋、冬、春连旱的可能性大;气象干旱存在20年左右的长周期以及6~8年左右的短周期;年际及季节空间分布规律均为自东向西逐渐加重。研究成果可为深入认识区域长期气象干旱演变特征提供参考,对西南等地区的抗旱减灾工作具有重要意义。     

应用卫星遥感技术的蓄满产流模型

本文对在我国南方湿润地区较常采用的蓄满产流模型进行了修改,以期能应用卫星遥感所提供的信息。流域内土壤有效蓄水容量和初始含水量是蓄满产流模型的重要参数。原来的模型根据实测水文资料通过统计优选确定上述参数,因此,仅是一种指标或虚拟量。修改的模型根据卫星遥感所提供的信息确定这些参数,具有明确的物理概念,也反映了流域内土壤实际蓄水情况,使降雨产流计算建立在可靠的基础上。本文所提出的方法有利于深入研究流域下垫面在降雨产流中的作用,也为洪水预报提供了可靠的依据。     

西江流域水文气象综合干旱评价

综合分析气象干旱与水文干旱事件,可同时解析大规模干旱和供水风险,为综合识别旱情和早期干旱预警提供支持.利用1981～2013年西江流域集水区域逐月降水与流量资料,基于标准化降水指数和标准化流量指数构建水文气象干旱综合指标及其状态转移参量,并结合马尔科夫链模型研究流域水文气象综合干旱.结果表明,研究区水文干旱与气象干旱存...     

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.     

不同水文干旱指数在天山西部山区的适用性分析

为了更好地指导天山西部山区干旱早期预警及防灾减灾工作,基于区域水文干旱指数、标准化径流指数、径流距平指数和径流Z指数,从与历史干旱事件的相符性和典型干旱事件的甄别能力等方面评估了1960～2014年天山西部山区喀什河流域的干旱特征。结果表明,区域水文干旱指数监测干旱效果最为准确,能够全面识别和反映研究区的干旱特征,主要原因是该指数充分考虑了对干旱发生起决定作用的降水、径流要素。总体上,研究区干旱呈减弱趋势,尤其在1980s以后干旱缓解更为明显。     

黄土高原采矿扰动对小流域基流过程的影响

解析黄土高原地区采矿活动的水文响应有助于促进矿区生态保护和高质量发展，选取黄土高原白马河、松塔河、昕水河和州川河四个典型小流域，研究了8种基流分割方法在黄土高原的适用性，并采用基于对比流域的距平累积差值曲线法(DACP)分析了采矿扰动对流域基流过程的影响。结果表明，Chapman-Maxwell滤波法和Eckhardt滤波法在黄土高原典型小流域中适用性最佳，分割基流量相对稳定，基流过程线符合流域的降水产流机制和退水过程；1956～2012年四个小流域的基流量整体呈显著下降趋势；随着采矿扰动强度增加，基流的DACP指数上升，采矿扰动增加了流域基流量。     

组合预报方法在洪水预报模型中的应用

针对流域水文模型预报中的不确定性问题,采用简单平均、最优线性组合、最优非线性组合三类4种组合方法构建了新安江模型、垂向混合产流模型和Tank模型相结合而组成的组合预报模型,以日照水库和东张水库入库洪水的各种实测特征值作为评价各种组合预报模型计算结果精度的指标,进而优选出相对稳定且精度较高的2种组合预报方法。与新安江模型相比,该组合预报方法在降低水文预报不确定的同时,有效提高了洪水预报精度。     

三个水文模型在沂河洪水模拟中的分析

为探讨半干旱半湿润流域的产流机制,以沂河高里流域为例,采用HEC、TOPMODEL和新安江三个水文模型进行洪水模拟计算.在TOPMODEL模型中初步引入了初始土壤缺水量与地形指数间的经验关系式,结果表明在半干旱半湿润流域三个模型模拟效果良好.在洪峰及峰现时间,以超渗产流为机制的HEC模型比以蓄满产流为机制的新安江模型和TOPMODEL模型的模拟效果更好.     

三种干旱指数在西南地区的应用及相关性分析

基于西南地区实测的降水、气温及水文模型模拟的土壤含水率和径流资料,分别选取反映气象、农业、水文干旱的标准化降水蒸散指数(SPEI)、土壤含水率距平指数(SMAPI)和标准化径流指数(SRI),分析了三者之间的时空相关关系及其对干旱过程的反映特征,探讨了三种类型干旱指数的联系与差别。结果表明,SPEI对干旱识别敏感,干旱过程等级变化频繁,SMAPI对干旱过程刻画稳定,起止时间合理,SRI过程最为平缓,表现出水文干旱滞后于气象、农业干旱的特性;SPEI揭示的干旱等级和范围较SMAPI、SRI大,表明气象干旱的发展较农业、水文干旱严重,不同时间尺度的SPEI或SRI的干旱空间分布存在差异;三种指数之间具有较好的相关性,SMAPI与SPEI3和SRI3相关性最高,表明其具有3个月时间尺度的特征。     

基于相对湿润度指数的河南省干旱易发区预测

鉴于河南省干旱灾害时有发生,严重影响了其农业生产,选择能够反映农作物水分供需平衡的相对湿润度指数作为干旱评价指标,以春、初夏、伏、秋季为时间尺度评价了河南省典型年份的干旱事件,并与历史干旱记载进行对比,发现以春、初夏、伏、秋为时间尺度的相对湿润度指数在河南省具有较好的适用性。在此基础上,预测了不同气候变化情景下河南省的干旱易发区。结果表明,春和初夏季是河南省最容易发生干旱的两个季节;空间分布上,未来干旱易发区主要分布在河南省北部,在两种气候情景设置下,安阳、新乡、郑州、商丘、开封、宝丰、三门峡、许昌等地市均发生干旱事件,因此应重视以上地市的防旱抗旱工作。     

HEC-HMS水文模型在圪洞流域洪水模拟中的应用

随着3S技术的发展,基于DEM的分布式水文模型的应用和研究已成为现代水文模型研究的热点内容之一。将流域性洪水模拟系统(HEC-HMS)应用于山西省吕梁市三川河一级支流—北川河上游圪洞水文站控制流域,利用圪洞水文站2005~2014年的实测资料进行洪水模拟,并分析了参数敏感性。其中产流计算选用Green and Ampt损失法、直接径流计算选用SCS单位线法、河道洪水演进选用Muskingum法,地下径流计算选用消退基流法。模拟结果显示,洪峰流量合格率为80%,洪量的合格率为90%,DC均值为0.71,洪峰出现时差均值为0.69h;模型参数中树冠截流量、地表截流量、土壤稳定下渗率、流域滞时及蓄量常数等较为敏感,而土壤湿润锋吸力和土壤饱和含水率等参数相对不敏感。研究结果表明HEC-HMS模型在我国干旱半干旱黄土丘陵地区具有较好的适用性,可为北方干旱半干旱黄土丘陵地区防洪预警提供依据。     

近50年中国气象干旱危险性的时空格局探讨

以降水量距平百分率作为气象干旱指标,通过对1961~2010年中国585个气象站逐月降水资料进行干旱过程识别,得到由干旱频次、干旱历时和干旱烈度构成的用于衡量气象干旱危险性的综合指数,并以此分析了中国近50年气象干旱危险性的时空格局特征。结果表明,近50年来,中国气象干旱危险性整体呈现南北分异的格局,北部地区远高于南部地区;1961~1970、1961~2000、2001~2010年三个时段所呈现的南北分异、北高南低的总体格局基本保持不变,但2001~2010年较其他两个时段的危险性高值区域变化显著,主要向华北中部、东北西部、内蒙古东部扩展,而向西北西部收缩,为全国干旱区划以及旱灾风险管理提供了科学依据。