气候变化情景下黑河流域极端水文事件的响应

基于气候变化情景数据和VIC模型,选取黑河流域重要控制断面莺落峡为例,利用频率分析法研究了气候变化情景下黑河流域极端水文事件的变化趋势.结果表明,在SRES A2和SRES B2情景下,黑河莺落峡以上流域未来降水、最高气温、最低气温和蒸发均可能较基准年有所增加,但多年平均径流量却呈减少趋势;气候变化将导致水文循环和水资源分配的时程不均性加剧,莺落峡断面洪水事件和枯水事件的发生将更加剧烈;灌溉用水不足的风险将可能进一步加大.     

基于MMS/PRMS的分布式水文模型构建及其应用

介绍了MMS的建模思路,探讨了MMS模型库中PRMS模型的基本结构和水文学原理以及模型的运行控制方式.基于MMS中的PRMS模型构建了一个分布参数的流域水文模型,并应用于黄河流域洛河水系卢氏以上流域的日径流模拟.研究结果表明,构建的模型能较真实地模拟卢氏以上流域径流量,能满足水资源管理的应用之需.     

面向生态的水资源协调优化配置模型

针对宜昌市黄柏河流域和东风渠灌区水资源状况,建立了大系统递阶水资源协调优化配置模型。该模型以系统综合经济效益为目标函数,在水资源优化配置机制中强调河道内生态环境需水量和灌区环境需水量对研究区域可持续发展的重要意义,并运用优先用水权理论对不同用水户的取水先后顺序做了限定。模拟计算结果表明,优化水资源配置不仅能保证城镇供水、灌溉用水以及生态环境用水量需求,而且能有效地增加水电站群的发电量,促进社会经济的协调发展。     

变化环境下北京清水河流域径流响应研究

为辨析北京市清水河流域在变化环境下径流量的变化情况,利用分布式水文模型(WEP-L)模拟流域水文过程,利用模型计算结果分析气候(气温、降水)和土地利用类型发生变化的情况下清水河流域径流响应情况。结果表明,汛期降水减少和气温升高导致年径流量显著减少;气候变化是流域径流量减少的主要原因;在气温不变的情况下,随着降水的减少,径流量减少的量逐渐变小,但减少率增大;降水不变的情况下,径流量随着气温升高先增加后减少,减少率变化不明显;降水减少是径流量减少的主因。研究成果可为水资源开发管理和土地利用的合理规划提供依据。     

水文-水力耦合法河流生态需水量计算方法研究

结合汉江中下游这类南方河流面临的水资源紧缺与水环境恶化问题,建立了分别基于水文学与水力学的河流生态需水量计算模型,提出了水文-水力学耦合生态需水量计算方法。经汉江中下游河道多个不同河段、不同典型年、河流生态需水量计算研究,得出了该河流分段生态控制流量。本研究为河流生态需水量计算理论的发展,和南水北调中线工程实施后丹江口水库的合理调控以及汉江中下游地区水资源科学管理提供了依据。     

苕溪流域控制断面河网概化水质订正方法

大型复杂河网河道众多,水系复杂,加上模拟方法存在理论缺陷及概化河道产生误差,在模型运算中对规模较小的河道进行概化处理会导致水质模拟精度降低。为提高水质模拟精度,以杭嘉湖平原苕溪流域控制断面为例,通过引入陆域宽度概念,对河道概化前后流量及水质浓度进行修订。结果表明,苕溪流域控制断面COD、氨氮订正系数为0.96~1.11,订正后COD、氨氮浓度平均误差分别减小了3.58%、5.36%,水质精度有所提高,可见该方法在模型应用中具有较好的适用性。     

基于生态需水的永定河水资源调配研究

永定河作为京津冀区域重要的水源涵养区、生态屏障和生态廊道,目前存在水资源过度开发、环境承载力差、污染严重、河道断流等突出问题,严重制约了京津冀地区经济社会的健康发展。为改善永定河的生态,打造绿色生态河流廊道,对永定河的生态需水量进行分析,建立了水资源供用耗排模拟模型,模拟了永定河上下游和不同用户之间的供用水关系;分析了现状生态需水的亏缺情况,提出了控制河道外经济社会用水和增加外流域调水的水量调配构想,为永定河绿色生态廊道建设提供了理论依据。     

环北部湾地区水资源优化配置研究

针对环北部湾地区水资源利用存在地下水超采、挤占河道生态用水、局部水污染等问题,为合理开发利用水资源,通过水利工程节点网络图构建水资源优化配置模型,经模型分析计算并综合考虑水系河网结构、水资源特点、缺水地区分布、水源解决方案及行政区划的空间位置,统筹本地水与外调水等关系,初步提出环北部湾地区水资源配置方案和总体布局,为构建环北部湾地区供水安全保障体系提供依据。     

基于ASTER GDEM数据精度的流域尺度河道水面线推求方法

以水力学基本原理为理论基础,基于ASTER GDEM数据和实测控制水文站点及其大断面数据,采用MIKE11水动力模型进行水面线推求。通过不同流量对糙率取值影响分析,确定流量和糙率取值相关关系,进行糙率参数优化;针对ASTER GDEM精度导致断面不确定性问题,通过调整断面使得河道床面剪应力和流速,控制在合理范围之内,对计算断面进行调整与修正;在参数率定和断面修正基础上,控制计算水面比降与河道比降一致,从而检验了计算结果的合理性,为无地形测量资料地区规划可研阶段的水面线推求提供了可行方法。     

新安江模型在土壤侵蚀模拟中的应用

以淮河上游大坡岭水文站以上为研究流域,将新安江模型与修正通用土壤流失方程耦合,构建基于网格尺度的流域坡面泥沙负荷计算模型,结合河道泥沙输移计算模型,实现流域径流量、泥沙负荷时空变化全过程模拟.应用2000～2008年实测日降水、日蒸发、日流量和日含沙量等资料,以日为时间尺度模拟计算了大坡岭站的径流量和泥沙负荷.结果表明,新安江模型可成功应用于淮河流域水土流失预报,扩展了新安江模型的应用领域,对从源头控制淮河流域上游水土流失和面源污染、水土资源的可持续开发和利用具有一定的指导意义和参考价值.     

SWMM模型在感潮河网城市排水防涝计算中的应用

针对感潮河网城市地区产汇流特性,考虑河道排涝和管道排水的相互影响,采用SWMM模型对某研究区域内管渠系统进行概化。利用无因次潮位单位线法确定该区域沿江潮位过程,将区域防洪计算结果作为外河水位计算边界条件,输入经过同频率缩放的短历时设计暴雨过程,模拟计算了城市排水防涝过程。结果表明,水闸工程可有效控制各防洪分区的水位,河网水面率对防洪高水位具有一定的调节作用,管道排水和地面积水会因河道初始水位过高而受到影响。     

灌区地面水与地下水联合配置模拟模型研究——以泾惠渠灌区为例

考虑了灌区的社会、经济和水资源等系统,采用模拟技术,建立了灌区地面水与地下水联合优化调度的模拟模型,并以泾惠渠灌区为实例,预测了灌区的需水量、来水量、供水量,并通过模拟模型计算及灌区水量供需平衡分析,得出在一般干旱年,河流径流比较丰沛,地下水供水量占总供水量的25%左右,地下水可以得到补充涵养;在干旱年或特旱年,地下水供水量占总供水量的30%左右,可以利用地下水库进行水量调节,地下水主要依靠丰水年的地面水及灌溉渗水进行补充涵养,以确保灌区水资源的可持续利用。     

基于水量水质联合调控系统的宁波市三江平原河网引配水研究

引配水工程可显著提高平原河网水资源水环境的承载能力。针对宁波市区三江平原河网水系特点,以姚江干流为配水水源、以区域引排工程为手段,构建其水量水质联合调控模型系统,在计算引曹南线工程实施前后姚江干流向河网可配水水量的基础上,考虑河网的水动力及水环境改善效果,优化三江平原河网引配水格局,进而为宁波市区三江平原实施河网引水工程、优化配水调度提供技术支撑。     

基于SDSM-SWAT模型的汉江上游径流变化模拟

为分析汉江上游流域径流对气候变化的水文响应过程,耦合了SWAT水文模型和SDSM降尺度模型,选用石泉和黄家港水文站1990～2005年历史月径流资料,对水文模型进行率定和验证,并将2011～2100年CanESM2模式下低等排放情景(RCP2.6)和高等排放情景(RCP8.5)两种情景输出因子降尺度到汉江上游流域各站点,生成未来气候情景数据,模拟流域未来气候变化下的径流响应过程。结果表明,SWAT模型在该流域径流模拟中具有很好的适用性;未来流域径流会呈现增加态势,RCP8.5情景较RCP2.6情景变化剧烈,且未来各月径流相对基准期变化更加剧烈,这为流域水资源管理与保护提供了参考与支持。     

渤海湾滨海平原河网地区降雨径流模拟

渤海湾滨海平原河网地区河道纵横交错,流态多样,降雨径流过程复杂。为准确模拟其降雨径流过程,在水文特征数据矢量化的基础上,将以二维非恒定浅水运动方程为控制方程的二维水动力模型与以河道汇流关系及水文方法为基础的一维河道拟序汇流模型相耦合,建立了适用于平原河网地区的降雨径流模型。经实测数据验证,模型可靠。研究表明,该模型可模拟计算渤海湾滨海平原2015年各时刻各处产流量、水位、流速及其变化过程;计算得出各河道的入水、出水水量及主要河流的入海水量,实现了对平原河网地区的降雨径流模拟。     

平原河网城市雨水系统排水能力及内涝风险评估浅析

以苏州市相城区某圩区为例,采用Mike系列模型建立排水防涝系统耦合模型,同时考虑平原河网地区城市排水防涝特征,将恒定均匀流推理公式法、水量平衡法等传统推理公式法与数学模型法相结合,评估多种情景下的雨水系统排水能力、内涝风险。结果表明,研究区域现阶段排水防涝系统主要问题在于管网排水能力不足导致涝水无法排入河道引起地面积水,排水防涝措施应首先提升管网排水能力,同时也要注意适当提升河网蓄泄能力,使市政排水和水利排涝标准相匹配,最大程度地发挥平原河网区二级排水系统的综合效益。     

基于水资源配置方案的淮河流域水工程系统模拟研究

为模拟淮河流域主要水工程运行情况及水资源供需保证程度,基于"多水源—多用户"的水资源配置方案,采用了一种水工程系统模拟模型,通过编写可视化软件对规划年份和实际运行年份两种工况进行水工程系统联合运行模拟及多个参数的设定,提高了模型的可调节性。模拟结果表明,该模型模拟效果良好,适用性强,区域各需水部门供水保证程度均在80%以上,其中城乡生活需水保证程度基本达到100%,各类水工程运行状况良好,其作用得到了充分发挥。     

基于多方法优选预报因子的天山西部山区融雪径流中长期水文预报

为实现天山西部山区喀什河流域冰川融雪区域的水资源可持续开发利用,更好地支撑所在区域工农业生产发展,有必要开展融雪径流中长期水文预报研究。基于相关系数法、主成分分析法及两种方法相结合的综合方法优选预报因子,采用BP神经网络模型和组合小波BP神经网络模型预报径流。结果表明,采用综合方法筛选出的预报因子集合可以得到更好的预报结果;组合小波BP神经网络模型在3个不同方案中的预测效果均优于BP神经网络模型的预测结果,其预报精度更高。研究成果可为该区域融雪径流模拟研究及洪水预报提供参考。     

河北平原区农田地表径流输入河道中的氨氮量确定

鉴于农田地表径流的面源污染是在河道两岸以线性的形式汇入受纳河体,在符合应用零维河道水质模型的水体中,建立一个估算河道出口断面农田地表径流的面源污染的输出模型,选取河北平原区府河中游的1 000m河道进行试验分析来验证模型。结果表明,模型估算值与实际测量值较为接近,估算产流后的3 333s内农田地表径流中氨氮污染物向试验区出口输出量为13.6g。     

煤矿对水源地的影响与保护——以尹灵芝镇集中供水水源地为例

以尹灵芝镇集中供水水源地为例,探讨了煤矿开采活动对水源地的影响与保护,结合水源地补、径、排条件,提出煤矿开采对水源地保护应采取的防治措施。