气候变化影响下的赣江流域水资源变化趋势与幅度分析

利用全球气候模式输出结果,经统计降尺度模型降解后得到流域尺度的降水和气温要素,根据实测资料建立气温—蒸发回归关系以及新安江水文模型,使用耦合模拟和MK趋势分析评估未来气候变化情景下赣江流域水资源量的变化趋势和幅度。研究结果表明:未来不同排放情景下的年降水量、年蒸发量和年径流量等水文气候要素变化趋势以显著增加为主。未来年降水量、年蒸发量和年径流量的多年平均值相对基准期有较小幅度增加,最大增幅为年径流量的13.81%。降水、蒸发和径流的年内变化有明显的季节性特征,汛期径流增加、非汛期径流减少的不均匀情况加剧,在一定程度上可能增加赣江流域未来的防洪压力和枯水期供水压力。     

晋江西溪流域气候变化下的水文响应研究

气候变化的水文响应研究主要集中在气温和降水的变化对流域各水文要素的影响,选用分布式水文模型SWAT模型,采取直接设定气候情景的方法,定量的评估晋江西溪流域在不同气温和降水条件下产流量、产沙量及蒸发量的变化情况.模拟结果表明气温升高或降水减少都会使产流量减少,气温升高4℃,降水减少20 %,产流量减幅最大,为33.34 %,气温升高或降水增加会使产沙量及蒸发量增加,气温升高4℃,降水增加20 %,产沙量及蒸发量增幅最大,分别为106.73 %和25.12 %,且降水对产流、产沙的敏感性要大于气温.     

三峡水库蓄水后库区气候要素变化趋势分析

为获取三峡水库建成蓄水后各种水循环要素的变化情况,基于2004～2016年库区12个沿江代表站的气象数据,采用趋势分析法和相关分析法研究了三峡库区相关气候要素的变化情况,并与前人的相关研究成果对比,探讨其变化趋势及变化原因。结果表明:水库蓄水后,由于下垫面的改变,水库年均气温呈弱的下降趋势,年均降水量与降水日数增加,年均相对湿度减小,风速增加,蒸发量下降;影响蒸发量的主要因素是年均气温、年均相对湿度与日照时数。研究成果可为气候变化背景下三峡库区水分、能量循环研究提供理论依据和参考。     

南四湖流域水循环要素的时空变化特征

选取南四湖流域鱼城、孙庄等8个监测站点,利用其1952-2015年的实测水文数据,采用Mann-Kendall非参数检验和Morlet小波变换等分析方法,分析了流域降水、径流、蒸发等水循环要素变化时空特征,研究结果表明:(1)流域降水量呈现增加趋势,径流量和蒸发量呈减少趋势;各水循环要素的年际变化周期都有多种时间尺度相互嵌套,降水量和蒸发量的主周期为25a,径流量的主周期为31a;水循环要素的年内分配不均匀,降水量集中在6月-8月,径流量的峰值较降水量滞后1个月,蒸发量的最大值出现在6月份;(2)空间分布不均匀,表现为降水由东南向西北方向递减趋势,径流深的空间分布格局吻合于降水;湖东区域水循环要素的变化大于湖西区域;(3)流域水循环要素的时空变化特征受到气候变化和人类活动的共同影响。     

景泰川灌区水循环要素变化特征研究

为了深入研究景泰川灌区变化环境下水资源形成及水循环演化规律,实现高扬程引黄灌区水资源高效合理利用与生态环境保护,研究选用Mann-Kendall趋势检验法和非参数Mann-Kendall突变检测法对景泰川灌区1960-2008年的降水量、蒸发量等水循环要素进行时间变化特征分析。结果表明:灌区多年平均降水量为185. 49mm,49 a中,多年降水量的正负距平幅度大致相同,降水偏多与偏少期呈周期性交替出现;蒸发量多年平均值为2 554. 25 mm,其中有31a蒸发量低于此值;灌区夏季降水量占全年降水量的57. 4%,为四季最大,其次是秋季、春季,冬季的降水量为最小;夏春两季蒸发量分别占全年蒸发量的40%和33%,为主要蒸发集中时间,秋季的蒸发量次之,冬季蒸发量仅占全年的8%,为全年最少;在研究时段内,灌区年降水量没有发生突变现象;年蒸发量1972年出现降低的突变,1974年开始剧降,下降幅度大约为481. 4 mm。     

气候变化对滦河流域径流量的影响预测

利用近50 a水文、气象观测数据分析了气候变化对滦河流域径流量的影响,建立了径流量与气候要素的对数型回归模型,并根据降水量、气温、蒸发量的变化对其进行了灵敏度分析.根据2030,2050年气候情景预测数据预测未来气候变化对滦河流域径流量的影响,与标准气候值相比,2030年降水量将增加3％ ～5％,气温升高1.0℃～1.3℃,径流量变化为49.97～52.9亿m3;2050年降水量增加3％ ～7％;气温升高2.0℃～2.2℃,径流量变化为48.7 ～53.97亿m3.     

若尔盖湿地流域径流变化及其对气候变化的响应

为探索未来气候变化情景下若尔盖高寒湿地水文过程和水循环演变规律,利用分布式水文模型,研究2020—2050年不同气候变化情景下若尔盖湿地流域径流变化趋势以及气候变化对湿地径流的影响。结果表明:在未来气候变化情景下,若尔盖湿地流域径流呈减少趋势,玛曲站径流减少比率最大,其次为若尔盖站,最后为唐克站;非汛期径流量减少幅度明显高于汛期,若尔盖湿地2020—2050年非汛期径流在未来气候变化情景下径流减少比率大部分在25%以上。非汛期径流的锐减可能会进一步加剧若尔盖湿地的退化和萎缩,导致黄河中下游区域的可利用水资源量减少。     

渭河径流对LUCC和气候波动的响应研究

40年来渭河流域降水量和产流量持续下降,20世纪90年代与80年代相比,年均降水量减少了14.86%,年均径流深减少了42.4%.基于分布式水文模型SWAT的研究表明:气候波动对年均流量变化的贡献率约为85%,LUCC对年均流量变化的贡献率约为15%;非汛期流量的变化,气候波动的贡献率约为70%,LUCC的贡献率约为30%.     

焦作市1951—2010年气候变化特征分析

根据河南省焦作市1951—2010年的年、季平均气温、蒸发量和降水量气象数据资料,采用水文序列中常用的线性趋势拟合、Kendall秩次相关检验、t检验法和Mann-Kendall突变检验方法,分析研究焦作市近60 a来气候变化特征。结果表明:1951—2010年焦作市年平均气温呈显著上升趋势,在1993年发生突变,四季平均气温持续升高,春、冬两季升温幅度最大;年蒸发量呈显著减少趋势,在1971年发生突变,四季蒸发量呈波动式减少趋势,夏季蒸发量减少幅度最大;年降水量呈不显著减少趋势,分别在1960年和2002年发生两次突变,四季降水量持续减少,夏季降水量减少幅度最大。     

气候变化下汤河流域的径流响应的定量模拟分析

本文运用分布式水文模型VIC模型为模拟平台, 定量分析气候变化对汤河流域水量的影响. 研究结果表明: 在气候变化方案1 (平均气温升高2.5℃) 和方案2中 (平均气温降低2.5℃), 相比于气候变化前流域水量平均分别减少6.32%%和增加6.27%, 在气候变化方案3 (平均降水量增加8%) 和方案4 (平均降水量减少8%) 中, 相比于气候变化前, 流域平均水量分别增加9.66%和减少9.32%, 气温变化对流域径流影响敏感度小于降水量变化下径流变化的敏感度. 研究成果对于汤河流域水资源保护和可持续发展提供参考价值.     

郑州市贾鲁河流域水循环模拟

以郑州市贾鲁河流域为研究区,在地理信息系统技术支持下,使用DEM、土地利用、土壤、气象、人工取用水数据、农业管理措施等资料构建了基于分布式水文模型SWAT的流域水循环模拟模型,应用改进的SWAT模型进行了流域水循环模拟,并利用实测数据对模型进行了参数率定和模型验证,采用相对误差、NASH效率系数、相关系数作为模型适应性评价指标,结果表明模型在研究区有较好的适应性。可以为流域水循环演变规律的系统揭示和区域水资源的综合调控提供了技术支撑。     

白洋淀流域分布式水文模型开发与验证

针对白洋淀流域水资源保护工作开发了分布式水文模型WEP-L模型。WEP-L模型是对流域水循环过程与能量循环过程的综合模拟,具有较高的模拟精度。对白洋淀流域1956 } 2000年的径流模拟计算表明:主要水文站的相对误差在5%以内,Nash-Sutcliffe效率系数在0. 8以上,可以用于白洋淀流域的水文循环分析。     

基于分布式水文模型的水库生态调度方案 修正研究——以双峰寺水库为例

结合下游生态环境用水要求,使用分布式水文模型模拟双峰寺水库调度前后坝址下游的水文循环过程,指出了规划阶段水库调度存在的生态问题,进而修正调度方案并分析采用生态调度修正方案后对武烈河下游水文情势及坝址下游河流生态环境需水的影响。模拟结果表明：在修正后的水库生态调度方案下,双峰寺水库建成运行后,库区段流速从库尾至坝前断面不断减小;水库下泄流量大于坝址处多年平均流量的10%。而且,水库建成后防洪能力提高;75%保证率年份和特枯年份均可保证地下水位。     

基于MIKE SHE模型率定在地下水分析研究中的应用

分布式水文模型是通过水循环的动力学机制来描述和模拟流域水文过程的数学模型。MIKE SHE作为一种分布式水文模型被越来越多地运用到流域规划、水资源管理、水资源评价等方面。要成功地建立起一个MIKE SHE模型除需要有充分的基础资料收集和前期准备工作外,后期的模型率定也是至关重要的一环。本文就渗透系数和给水度在MIKE SHE模型率定阶段的作用进行了分析。     

基于水循环的分布式水资源调配模型开发与应用

自以水循环为基础的水资源动态配置模式提出以来,一批基于耦合分布式水文模型的水资源配置模型被先后提出,但其采用的耦合方法往往忽视了经济社会用水过程与天然水文过程之间的动态反馈作用。本文通过改进SWAT模型,并嵌合水资源配置模块,开发了基于水循环的分布式水资源调配模型（Water resources allocation and regulation model based on the SWAT,SWAT-WARM）,从模型结构、耦合方法、配置规则等方面系统描述了模型的双向耦合原理。以唐河流域为例开展模型的构建与应用研究,采用包含河道流量过程、特征频率径流总量、国民经济用水量和水资源开发利用量的多指标校验方法验证模型的性能,在此基础上,分析了不同时空尺度的水资源配置结果以及全流域年度水循环转化情况。分析结果表明,该模型通过分布式水文模拟和水资源配置模拟的动态结合,能够描述“自然-社会”水资源复杂系统的实时互馈过程,可为流域水资源精细化管理提供技术支撑。     

基于SWATMOD的井渠结合灌区水资源可利用量评价

针对井渠结合灌区水文过程以地表水的人工控制和抽取地下水灌溉一蒸散为主的水文循环特点，应用S1w'ATMOD模型，以某渠灌区为例，对构建的藕合模型进行了率定和验证，并进行了灌区水资源量计算和水资源可利用量评价。模拟结果合理，丰富了井渠结合灌区水资源可利用量评价方法     

基于分布式水文模型SWAT 的缺资料地区水资源评价方法

气候变化和人类活动对流域水资源演变的影响程度不断加剧,对传统水资源评价技术方法提出了挑战。针对变化环境下缺资料地区传统水资源评价方法水量"还原"失真、水质水量评价分离、地下水和地表水评价分离等问题,本文采用了基于分布式水文模型SWAT的水资源评价方法,探讨了其评价原理、关键步骤和在缺资料地区的适用性等,并以西北内陆河玛纳斯河流域山区为例,比较了传统水资源评价方法和本文所用方法评价结果的差异。结果表明,本文所用方法在流域水资源评价精度、评价对象和水文要素的完整性、评价时段的灵活性上具有显著的优越性,证明利用具有物理机制的分布式水文模型有望实现水资源的动态、高效和快速评价,其评价原理可为水资源评价方法的改进提供一种新思路和技术支撑。     

西南岩溶灌区水文特性及其模拟模型的构建

从岩溶水文和灌区水文两方面分析了西南岩溶灌区水文的特殊性和脆弱性。针对西南岩溶灌区水文特点,在对自然流域水文模型SWAT改进的基础上,构建岩溶灌区分布式水文模型。建立的岩溶灌区分布式水文模型主要添加了表层岩溶带水循环模块、岩溶地下河汇流过程,改进浅层岩溶水计算方法、稻田水分循环模块、渠系渗漏计算模块,增加塘堰的灌溉功能等,并介绍了模型的流域离散方法和水循环结构。岩溶灌区分布式水文模型的构建可为西南岩溶灌区水文特性及其对变化环境的响应等研究提供有效的工具和手段。     

Wetspa模型在流溪河水库入库洪水模拟中的应用

Wetspa模型是一个基于GIS技术的分布式物理水文模型。引进Wetspa模型,以广东省流溪河水库流域为例,利用流域的DEM、土地利用、土壤等数字化资料, 以ArcView3.2为操作平台,经过模型预处理, 建立了流溪河水库流域的Wetspa模型框架。从流域出口断面1980-2004年的流量资料中选取有代表性的大中小洪水20场,其中15场用来率定参数,另外5场用来验证模拟结果。研究结果表明,Wetspa模型适用于流溪河水库入库洪水的模拟。     

青岛大沽河流域防洪决策支持系统

将水文学与水力学相关模型结合起来,采用VB语言和MapX控件,开发了集数据采集、属性查询及结果显示等功能于一体的大沽河流域防洪决策支持系统。具体的技术路线是:用分布式概念性水文模型模拟流域内支流汇入水库和河道的流量,用一维水力学模型模拟洪水传播过程中河道内水位、流量的变化,用二维水力学模型模拟堤坝漫溢处的淹没范围。该系统的应用对青岛大沽河区域的防汛工作起到了积极作用。