雨量站网密度对不同气候区月径流模拟的影响

降水资料的收集是流域水文模拟中非常繁重的工作,流域内雨量站点的适当选取对开展大尺度水文模拟及气候变化影响评价研究具有重要意义。根据分别位于干旱半干旱气候区和湿润半湿润气候区的两个流域的资料,利用月水量平衡模型分析了雨量站网密度对月水文过程模拟的影响。结果表明:雨量站密度对面平均降水量的计算有一定影响。对于湿润地区,月水文过程模拟精度随雨量站网密度减小而降低,但若站网密度高过某一阈值（淮河息县以上约1 000 km2/站）,模拟效果并不会显著提高。但对干旱半干旱地区,站网密度与水文模拟精度没有明显的关系,而主要暴雨产流区的雨量站点资料对水文模拟非常重要。由不同站网密度计算的面平均降水量差异对水文模拟的影响可以通过参数优化在一定程度上得到改善。     

融雪的水量平衡模型在内蒙古锡林河流域水文模拟中的应用

水量平衡模型是目前水文及环境分析中最常用的工具和手段之一,半干旱地区的水文模拟是目前水文科学研究中的难点.以内蒙古地区的锡林河流域为研究对象,开展了考虑融雪的水量平衡模型(Snowmelt-based Water Balance Model,SWBM模型)的拓展性应用研究.结果表明:锡林河流域气候干旱,产流受降水和融雪驱动,流域降水量及实测径流量均呈现弱减少趋势.SWBM模型对对月径流过程具有较好的模拟效果,率定期和检验期的模型效率系数均可超过60％,相对误差小于8％,说明该模型可以用于研究气候变化对半干旱地区的影响评价.     

SCS月水文模型构建及其应用

以SCS水文模型为基础，建立了SCS月水量平衡模型，该模型结构简单，模拟结果说明模型具有较高的模拟精度。最后以赣江流域为例，应用SCS月水量平衡模型分析了气候变化对赣江流域水资源的影响。     

漳河流域径流演变规律及月径流预报模型研究

采用20世纪50年代以来的长系列水文资料,通过统计方法对漳河流域径流量进行趋势性及突变性分析,发现漳河流域总体年径流量呈现减少的趋势,1980年前后为该流域的突变年份,20世纪80年代以来流域人类活动影响较大。通过对径流演变的分析,采用三参数月水量平衡模型对流域月径流量进行模拟预测,通过遗传算法进行模型参数率定,并采用神经网络对预测结果进行实时校正。结果表明,该方法对漳河流域月径流预测有比较好的效果,可以应用于该流域的模拟预测研究。     

月水量平衡模型在窟野河流域的水文模拟

在黄土高原生态脆弱区,水文模拟是一个巨大的挑战,特别是水文模型的应用是一个关键的问题.窟野河是黄河中游河龙区间重点支流,也是典型的黄土高原生态脆弱区,并且是我国重要的煤炭基地.人类活动比较频繁,在气候变化情景下,水资源问题比较突出.本文旨在收集窟野河流域降雨、蒸发、径流资料,资料系列1956-2008年,将月水量平衡模型对窟野河流域径流进行模拟,通过水文要素趋势分析,选取模型率定期和验证期确定参数,计算模拟径流.结果表明:Nash-sutcliffe系数在70％以上.可见,集总式月水量平衡模型具有结构简捷、参数少的优点,对窟野河流域均具有较好的模拟效果.为开展未来气候变化对水资源的影响作铺垫.     

汉江流域半分布式两参数月水量平衡模型

为了评价气候变化对丹江口水库水资源的影响,在两参数月水量平衡模型的基础上,建立了汉江流域半分布式两参数月水量平衡模型.模型应用GIS技术分析流域土壤类型、土地利用、植被类型、流域划分、河流水系和测站位置共六大类地理特征,并建立模型参数与地理信息的相关和经验关系,进而对流域模型参数进行网格化.实例研究结果表明,两参数月水量平衡模型具有较高的模拟精度,其中半分布式模型模拟结果又优于集总式模型.     

基于分布式水文模型GBHM的河流闸坝调控研究

以秦岭北麓半干旱区城市河流为例,构建分布式水文模型与河段水量平衡模型,分析区域气候变化、河流上游水利工程蓄水运行及下游城市段橡胶坝蓄水调度对河流水量水质的影响,并依据不同水平年的水文模拟计算结果,制定变化环境下河流下游闸坝水量水质调控方案。研究结果表明:通过构建分布式水文模型,研究流域水文与气象要素、水库建设运行与灌溉取水等人类活动对河流水文过程的综合影响,是降低河流水资源管理风险及不确定性的有效途径之一;以下游河段水量、水质监测等数据为基础,开展变化环境下橡胶坝水量水质随机模拟与调控,制定的水量水质优化调控方案可以有效缓解河流水污染状况。     

城西试验流域水文特性及水文过程模拟

水文试验是认识水文规律的重要基础工作。根据我国东部低山丘陵区城西试验流域的实测资料,分析不同尺度降雨径流之间的响应关系,再利用新安江流域水文模型进行径流模拟,进一步探讨该模型在我国东部低山丘陵区的适用性。结果表明:在试验流域空间尺度(几十平方公里)的暴雨洪水过程中,洪水峰现时间一般滞后雨峰3～4 h;场次和月尺度上的降雨径流具有较好的正相关关系;在日尺度上,降雨径流关系散乱,以10和70 mm降雨量为阈值呈U型分布; 3种时间尺度上,径流均受到前期退水过程的影响,其中,时间尺度越短,受前期退水过程的影响越显著;新安江流域水文模型在我国东部低山丘陵区具有较好的水文模拟能力,且月尺度水文过程的模拟效果优于日尺度,对天然流域的模拟效果优于人类活动扰动的流域。     

HBV模型在逊毕拉河流域的适用性研究

流域水文模型是水资源评价和管理的重要工具之一,以我国北方的逊毕拉河流域为研究对象,评估了HBV模型在不同资料条件下的区域适用性。结果表明:HBV模型对逊毕拉河流域模拟效果总体较好,Nash系数多在0.6以上;雨量资料的质量对水文模拟效果具有较大的影响,在雨量资料较为充分的条件下模拟效果更好,Nash效率系数超过0.8(吴家堡站);HBV可以较好地适用于资料较好的我国北方寒冷地区进行环境变化影响评估等方面的研究。     

降水径流特征变化对月水量平衡模型模拟精度及参数的影响

为评估水文模型在变化环境下的可靠性,以两参数月水量平衡模型为例,采用Mann-Kendall法分析降水径流资料在MOPEX数据集中美国本土的104个典型流域的一致性,基于可变模糊理论评价降水径流资料一致性对两参数月水量平衡模型模拟精度的影响,并探讨降水径流资料一致性和流域的气候特征对模型参数的影响。结果表明:研究流域中,92.31%流域的降水或径流资料的一致性遭到破坏;通过可变模糊集评价模型模拟效果,发现降水、径流趋势变化均会削弱水文模型的模拟能力,其中降水一致性破坏是水文模型模拟能力减弱的主要原因,并且该方法能够准确地识别影响模拟能力的次要因素;模型参数C和参数SC均随着流域多年平均径流系数增大而增大,参数C反映了流域的湿润程度,参数SC表征了流域的调蓄能力。研究成果可为防洪、抗旱、水资源规划和管理提供技术支撑。     

土地利用变化和气候波动对东江流域水循环的影响

研究土地利用变化和气候波动对东江流域水资源及水循环的影响，将为东江流域国民经济的可持续性发展、水资源的有效利用和调配等提供决策依据。以SCS模型为基础，建立适用于东江流域的月水量平衡模型，并利用8个代表流域的资料进行检验，模型结构简单，模拟结果说明所建模型具有较高的模拟精度。     

大尺度分布式水文模型VIC在嘉陵江流域径流模拟中的应用

大尺度分布式流域水文模型是目前评价流域环境变化的重要工具,以嘉陵江流域为研究对象,构建了嘉陵江流域大尺度分布式VIC模型(Variable Infiltration Capacity,VIC model),利用Maryland大学的全球1 km×1 km土地覆盖数据,同时参考LDAS(Land Data Assimilation System)成果,建立了嘉陵江流域VIC模型的参数库,通过4个水文站以上流域的水文模拟试验,结果表明建立的VIC模型能有效地模拟嘉陵江流域各典型站的日、月径流过程,模拟的水量平衡误差在5%以内,日径流过程模拟的确定性系数均在70%以上,月径流过程模拟的确定性系数超过90%。该模型可以用来分析环境变化对嘉陵江流域水资源及洪水过程的影响。     

Terrestrial hydrological features of the Pearl River basin in South China

This paper presents the terrestrial hydrological features of the Pearl River basin in South China by using a macro-scale hydrological model, the Variable Infiltration Capacity (VIC) model, and a routing scheme. Without calibration, the VIC model is used to simulate streamflow, evapotranspiration and soil moisture change at a daily time step for the period 1951–2000. After aggregation of daily output, it is observed that the VIC streamflow simulation is comparable to the observation at a month step. Moreover, from the model simulation, the study reveals that the monthly soil moisture change varies dynamically for maintaining the basin water balance, and both of the streamflow and evapotranspiration are dominant hydrological processes over the basin. With the routing scheme, the hydrological simulation from the VIC model is investigated at a daily step. It is observed that the scheme can improve the simulation of the timings and magnitudes of the daily streamflow peaks significantly, and the temporal scale of the influence of the routing on the streamflow simulation is less than 2–3 weeks in the Pearl River basin.     

The Influence of Model Structure on the Efficiency of Rainfall-Runoff Models: A Comparative Study for Some Catchments of Central India

The paper examines relative performance of six monthly rainfall-runoff models on 12 catchments located in different agro-climate zones of Central India. Study indicates that a water balance type model can reproduce the catchment behaviour in a better manner as compared to a statistical model and it is easier to model runoff for catchments with higher runoff factor. Also, a two-parameter model is found sufficient to represent the rainfall-runoff relationship of the catchment on a monthly scale.     

黄河上游河道一维河道水温模型和经验公式法对比

为对比不同方法在黄河上游水温模拟中的适用性,分别用一维河道水温模型和经验公式法(四次多项式、三次多项式和幂函数)对兰州以上的黄河上游干支流共8个主要水文站日平均水温和月平均水温进行模拟,并采用平均绝对误差、均方根误差和纳什系数对模拟的精度进行检验。结果表明:四次多项式在黄河干流(除黄河沿站)日平均水温模拟中精度最高,幂函数在支流湟水的日平均水温模拟中精度最高;四次多项式适合黄河干流水文站的月平均水温模拟,幂函数更适合于支流湟水的月平均水温模拟;经验公式法在黄河干流日平均水温模拟中精度高于一维河道水温模型,更适合黄河上游干流段的日平均水温模拟。     

考虑人类活动影响下的密云水库来水量和水质摸拟

以流域土地利用变化、非点源污染、水利水保措施、旅游业发展以及矿山开发等人类活动作为影响因素,运用SWAT模型对密云水库1990-2005年的入库径流量及水质变化过程进行模拟。选用月径流模拟的效率系数、相对误差、相关系数作为模型适用性的评价指标。模拟结果表明,在考虑人类活动的影响下,对密云水库来水量及水质进行模拟更加符合当今复杂下垫面情况下的实际径流过程。研究结果对人类活动影响下的密云水库入库径流量及水质变化过程提供新的思路。     

Regionalisation of physically-based water balance models in Belgium. Application to ungauged catchments

More than 60 catchments from Northern Belgium ranging in size from 16 to 3160 km² have been studied by means of a physically-based stochastic water balance model. The parameter values derived from calibration of the model were regionally mapped for the study region. Associations between model parameters and basin lithological characteristics were established and tested. The results show that the simple conceptual monthly water balance model with three parameters for actual evapotranspiration, slow and fast runoff is capable either to generate monthly streamflow at ungauged sites or to extend river flow at gauged sites. This allows a fairly accurate estimation of monthly discharges at any location within the region.     

衡水湖渗漏损失量计算分析

湖泊渗漏量是湖泊水量平衡的一项重要因素。湖泊渗漏量计算方法采用水量平衡法,以湖泊月平均水位相应水面面积落差计算蓄水量变化,再考虑引水、用水、蒸发、降水等水量变化,其差值为湖泊渗漏量。采用2003-2012年衡水湖水位、降水量、蒸发量、引水量、用水量等观测资料,筛选出对渗漏量较小的月份,建立月平均水位与月平均渗漏量相关关系,计算出衡水湖年平均单位面积渗漏量为13.1万m^3/km^2。准确计算湖泊渗漏量,对合理开发利用水资源、制定水资源调度方案由重要作用。     

基于用水效益函数的城市干旱损失评估方法

为定量评价干旱对城镇地区缺水和产业损失的影响,选取以地表径流为供水水源的湘江干流株洲段为研究区,基于水量平衡原理构建城市干旱指标(CWSI),以月为尺度,计算不同来水频率下区域可供水量、不同产业类型需水量。分别从水量短缺、水位取水困难两种角度,计算湘江株洲段1960—2018年历史来水情景下月尺度区域缺水量和干旱指数(CWSI)。采用经济学领域HARA函数反映经济效益随用水量的变化关系,进而得到缺水量-干旱损失响应关系。在此基础上,构建基于效益最优的缺水量配置动态优化模型,计算不同干旱程度下不同类型产业缺水配置规模,并采用抗旱定额法对配置成果进行验证,进而计算缺水量对应的干旱损失。依据CWSI指数变化,计算不同干旱等级下不同类型产业缺水损失;在多年平均缺水损失曲线基础上,依据当前月来水变化和前期来水亏缺,绘制典型年干旱动态损失变化曲线。研究结果表明:城市干旱具有边际损失高、发生频率低的特点,符合基于HARA用水效益函数构建的缺水损失变化规律,研究成果可为城市干旱风险评价、预警及抗旱定额管理提供理论依据。