基于SWAT模型的气候变化对唐河上游径流影响研究

为研究降雨变化对唐河径流的影响,通过构建SWAT模型,设置3种情景方式,定量分析了气候变化对唐河上游流域径流变化情况,结果表明:(1)SWAT模型在唐河上游流域具有较好的适用性,可以通过SWAT模型对该流域进行径流模拟,模型率定期的ENS和R2分别为0.65和0.73,验证期分别为0.7和0.76,满足模型精度要求;(2)降雨量增加20%和10%时,月均径流对应增加了7.65m~3/s(8.9%)和4.37m~3/s(5.1%);降雨量减少20%和10%时,月均径流对应减少了5.2m~3/s(6.1%)和2.03m~3/s(2.4%),气温分别增加1℃和2℃时,流域月均径流分别减少0.73m~3/s(0.09%)和2.18m~3/s(2.5%),表明流域内的径流量变化与降雨量变化呈现正相关关系,与气温变化呈现负相关关系。通过预测唐河上游流域未来气候情景下径流量变化规律,可以给决策部门在未来水资源合理配置等方面提供科学的参考依据。     

SWAT模型中集水面积阈值对径流模拟的影响

选择滁河汊河集水文站上游流域为研究区,应用适度指数法获取最优集水面积阈值,并在此基础上设定阈值序列。应用SWAT分布式水文模型,进行不同集水面积阈值条件下的流域径流模拟,进一步分析集水面积阈值对流域径流模拟结果的影响。研究结果表明：适度指数法能够满足径流模拟中集水面积阈值的确定;径流量对集水面积阈值的变化不敏感,最大相对偏差不超过6％,但仍存在适用范围的上下限。     

基于情景分析法的流域径流特性研究

流域径流的变化受控于自然变化和人类活动两组向量.以渭河流域陕西片为例,采用基于分布式水文模型的流域径流变化规律情景分析方法,选取降雨和土地利用作为径流的主要影响因子,进行情景设定,借助分布式水文模型进行模拟计算,有效揭示渭河流域陕西片的径流变化特性.结果表明:年降雨总量对年径流总量影响显著,月径流量的峰值大小及出现时间呈现较大随机性;由于流域片降雨量较少而蒸发量较大,土地利用情景对径流的影响不显著.     

贡嘎山冰川森林区径流过程模拟

山地冰川森林的水文效应是陆地生态系统中森林和水的相互作用及其功能的综合体现。在不同的地区,由于气候、地势、地质条件、土壤和地形等因素的综合影响,山地冰川森林的存在和变化呈现出不同的水文生态响应。针对山地冰川森林区的水文特点,建立了了具有物理机制的山地冰川森林流域分布式DGF-SLEHM（Distributed Glacial Forest Space-Land-Ecology Hydrology Model）水文模型,它在一般模型的基础上,增加了反映山地冰川森林植被截留和植被蒸散发结构、森林土壤结构以及积雪融雪计算处理的模块。并以贡嘎山典型的山地冰川森林区———黄崩溜沟流域为例,对山地冰川森林影响水文作用的复杂过程及其水文生态效应展开模拟分析。从总径流量和年径流过程模拟的统计特征来看,该模型大体上反映出山地冰川森林区的径流过程,能够对地面水文过程进行系统仿真。     

基于CMADS驱动的SWAT模型在辽宁浑河流域的应用研究

我国气象观测资料较为匮乏,尤其在高山寒区,使得高寒地区的水文建模研究未能很好地开展。流域水资源研究对区域经济社会发展、水资源管理、生态平衡及环境保护等均具有重要意义。研究选取浑河流域沈阳水文控制站以上区域构建SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式水文模型,并采用中国大气同化数据集(China Meteorological Assimilation Datasets,CMADS)作为大气输入数据驱动SWAT模型,通过对区域内4个水文站的月尺度径流和日尺度径流的率定与验证,来评估CMADS+SWAT模式在高寒山区的适应性。此外,在SWAT模型参数敏感性分析的基础上,应用SWAT模型优化率定工具——SWAT-CUP中自带的SUFI-2优化率定方法对模型参数进行校准与验证。研究发现:在率定期,模式Nash-Sutcliffe效率系数NSE和决定系数R~2均在0.74以上;在验证期,NSE和R~2也均大于0.58。结果表明:CMADS+SWAT模式在浑河流域取得了较好的模拟结果,CMADS数据集可很好地体现浑河流域下垫面地表大气特征。研究总体认为:CMADS数据集可为我国气象观测资料匮乏的地区提供重要的基础数据支持;同时,利用CMADS+SWAT模式可为我国气象无站或缺测区的水资源利用、水土保持及非点源污染防治等研究提供重要的科技支撑。     

基于水热平衡的抚河流域地表径流长期预估

预估气候变化背景下流域地表径流的变化是水资源合理开发与利用的前提。以抚河流域为研究区,从地表径流形成的宏观机理出发,基于水热平衡构建可描述大尺度上气候要素、下垫面要素和地表径流3者之间定量关系的流域尺度水文模型。结合假定的气候变化情况和CMIP5气候变化预估成果,评估抚河流域对气候变化的敏感性,并预估2020—2050年期间抚河流域地表径流的变化。结果表明：1）所构建的抚河流域水热平衡模型对年尺度径流模拟效果较好,且模型参数少,计算简单。2）抚河流域对气候变化敏感性相对较低,气温每升高1.0℃,地表径流减少3.6%～6.3%;降水每增加1%,地表径流增加1.7%～1.9%。3）未来抚河流域表现出增温的特点,2020—2050年多年平均气温相对于1961—1990年增加1.1～2.6℃,多年平均降水量的变化存在较大不确定性。在不考虑与其他模式差别较大的GFDL-ESM2M条件下,未来地表径流将减少10%～11%。     

流域站年,月径流系列随机生成模型及应用

本文从研究流域水资源出发，阐述了流域多站年、月径流域生成模型建立的方法步骤，并用实例验证了模型的可靠性。     

基于DEM的分布式流域水文物理模型

在全面综述分析国内外文献的基础上,提出和建立了一个基于DEM的分布式流域水文物理模型,并用来模拟小流域的降雨径流时[空变化过程,得到了较好的模拟结果,论文分为模型结构和应用检验两部分,本文论述模型结构和数值解法,详细分析植物截留,蒸散发,融雪,下渗,地表地下径流方向和洪水演进等水文物理过程。     

基于DEM的分布式流域水文物理模型

在全面综述分析国内外文献的基础上 ,提出和建立了一个基于DEM的分布式流域水文物理模型 ,并用来模拟小流域的降雨径流时空变化过程 ,得到了较好的模拟结果 .论文分为模型结构和应用检验两部分 .本文论述模型结构和数值解法 ,详细分析植物截留 ,蒸散发 ,融雪 ,下渗 ,地表地下径流方向和洪水演进等水文物理过程     

基于SCS模型桥河流域不同时期的水文特性

选取我国南方湿润地区——湖北省漳河灌区桥河流域作为研究对象,并根据1966—2010年土地利用的变化划分为4个阶段.将SCS模型改进后应用于流域的产汇流计算,并分析该流域不同阶段的降雨-径流关系和洪峰流量变化.分析结果表明,在相同频率下,年径流量和洪峰流量随着时间的推移有减少的趋势.这说明了土地利用的变化对流域水文特性具有一定的影响,也说明了加强人类活动影响研究的重要性.     

基于小波变换的径流周期与ENSO事件响应关系研究

在气候变化和人类扰动下,河川径流过程变化日益复杂,探索径流变化对气候因子(ENSO事件)的响应规律,掌握区域水资源发展动态,对科学制定区域水资源规划和管理策略及满足人类需求与生态系统的水平衡要求极为重要。通过交叉小波变换法与凝聚谱方法,分析陕西省渭河咸阳站、无定河丁家沟站、汉江安康站河川径流规律与ENSO事件的相关性,从物理驱动因素层面探讨径流周期变化的潜在机理。分析结果显示:20世纪70年代以前,各站径流与ENSO指数(MEI指数)在小尺度2~4 a周期上均存在着显著的负相关;从20世纪70年代开始,径流与ENSO指数的相关性变得复杂,这与研究区内人类活动影响增强并成为径流驱动的主因有关。研究表明:交叉小波变换法与凝聚谱方法适用于水文和气象要素间响应关系的分析,可深层次地揭示两者之间的相关性和响应时滞方面的联系,可反映气候因子对径流过程影响的时域变化特征。案例结果表明:陕西省河川径流变化在20世纪70年代以前主要受气候因子驱动,响应较为紧密;20世纪70年代以后,人类活动影响逐渐超越气候因子影响,径流变化表现为人类与气候双驱动模式,且以人类活动为主。     

ANN统计降尺度法对汉江流域降水变化预测

研究和探讨了基于ANN的统计降尺度法,通过ANN建立大尺度气候观测资料和实测降水之间的统计关系,并同多元线性回归降尺度法进行了比较.结果表明,基于人工神经网络的统计降尺度法模拟精度优于多元线性回归法,可以应用其研究未来气候情景下汉江流域降水变化情况.通过对A2气候情景下全球气候模式HadCM3的尺度降解,预测未来2011-2100年汉江流域降水变化情况,最终发现汉江上游未来降水在2020s(2011-2040年)和2050s(2041-2070年)时期比基准年减少,2080s(2071-2100年)时期则比基准年增加;中游未来降水在2020s时期比基准年减少,2050s和2080s时期比基准年增加;下游未来降水变化趋势不明显.     

二元演化流域水文模型对流域下垫面的考虑

对于基于二元演化匠流域水文模型,把重点放在考虑人类活动对流域下垫面状况改变的条件下,流域产流特性的演变情况。提出一个假设：对任何一类流域下垫面,其水文响应（降雨径流关系）是固定的,不会因其面积,位置等因素而发生变化。在这个假设的基础上所有的问题归结到寻找每一种下垫面的水文响应。根据这个假设,提出建立基于二元演化模式的流域水文模型的3种方法：实验法,统计法,水文模型法。     

基于改进SWAT模型的区域蒸发蒸腾量模拟

运用改进的SWAT模型,以漳河灌区三干渠内杨树垱小流域为研究对象,针对"间歇灌溉"、"淹灌"、"薄浅湿晒"3种不同灌溉模式下的流域内ET模拟分析,结果表明该区域ET从大到小的顺序依次为"淹灌"、"间歇灌溉"、"薄浅湿晒",同种灌溉模式下ET随水稻种植面积比的增加而增大.对3种灌溉模式下的稻田ET分项(植株蒸腾、稻田水面蒸发、稻田土壤蒸发)模拟分析表明,3种模式下植株蒸腾比较稳定,维持在37%~40%;"间歇灌溉"和"淹灌"模式下的稻田水面蒸发占稻田ET的55%以上,而土壤蒸发只占6%和0.4%;"薄浅湿晒"灌溉模式下稻田水面蒸发和土壤蒸发分别占33%和27%.     

论桥上测流法的若干问题

根据桥梁水力学原理及实际经验，论述了桥上测流法的若干技术、效益、安全问题及适用条件，提出了一些可供实际工作参考的意见。     

图们江下游流域近50年径流变化研究

本文利用1960—2005年河东、珲春、圈河3个水文站的径流监测资料,对图们江下游流域近50年径流的年际、年代、年内变化进行了分析.结果表明:从年际变化上看,河东站年际径流变化最剧烈,其次是圈河站,珲春站相对较稳定;从年代变化上看,河东和圈河水文站有很大的相似性,年代径流变化趋势为"多—少—少—少—多",而珲春水文站的年代径流变化趋势则为"多—少—多—少—多";从年内变化上看,珲春水文站各月径流变差系数最大,河东、珲春、圈河3个水文站年内径流主要集中在5—9月份,这5个月的径流总量占年径流量的百分比分别为79.57%,75.91%,78.65%.