海河流域水循环特征及人类活动的影响

受人类活动的影响,海河流域水循环过程发生了变化。文中通过对降水量、径流量、蒸散发量和入海水量等水文要素的特性分析,揭示了海河流域水资源的形成和消耗规律以及人类活动对水文循环的影响作用。     

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。     

抚河流域水文要素演变特征与驱动因素分析

气候变化和人类活动导致流域水循环过程发生改变,对水文过程的变化进行检测与归因,能够为流域水资源开发利用、防洪减灾等提供技术支撑。以抚河流域为研究区,利用非参数检验、回归分析等方法,分析了1955—2008年流域降水、径流等水文要素的演变特征与突变节点,定量分析了气候变化和人类活动对径流影响的贡献率。结果表明:近60 a来,抚河流域年均降水量呈弱增加趋势,年径流量呈弱减少趋势;1967年之前,人类活动扰动较小,年径流量相对比较稳定;1968—2002年间,年径流量呈弱上升趋势,该阶段人类活动对径流量的改变占主导作用,贡献率为78.6%;2002年以后,径流量呈减小趋势,该阶段气候变化对径流量的改变占主导作用,贡献率为76%。     

水文水质综合模型与城市小流域河流污染分析

针对城市小流域的特点,以西安市的皂河为例,考虑自然、水文特性以及人文社会各因素对流域产、汇流及河流水质的影响,构建了适合城市小流域的三层串联水箱模型、运动波模型以及一维河流水质模型相结合的一体化水文水质综合模型,模拟流域的径流过程及河流主要水质变化趋势.各项指标的模拟值与实测值趋势吻合较好,说明构建的综合模型可以较好地模拟城市小流域河流的水文水质变化趋势.借助模拟结果探明了皂河污染对渭河的影响,可为皂河最终排入渭河西安段的污染控制及管理提供依据.     

LL-Ⅲ分布式水文模型在宁蒙灌区水资源研究中的应用

采用由武汉大学李兰教授开发的LL-Ⅲ全分布式水文模型来研究流域水资源．在模型中，利用了大量的GIS和RS数据及信息研究流域水资源的时空变化，分析气候变化和人类活动带来的影响．模拟结果表明，LL-Ⅲ分布式水文模型适用于干旱半干旱地区的水资源模拟研究．     

LL-III分布式水文模型在宁蒙灌区水资源研究中的应用

采用由武汉大学李兰教授开发的LL-III全分布式水文模型来研究流域水资源.在模型中,利用了大量的GIS和RS数据及信息研究流域水资源的时空变化,分析气候变化和人类活动带来的影响.模拟结果表明,LL-III分布式水文模型适用于干旱半干旱地区的水资源模拟研究.     

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.     

气候变化和土地利用变化对水文过程影响研究进展

气候变化及强人类活动已经对区域水资源情势造成了一定的影响。变化环境对水文过程的影响是国际水文十年Panta Rhei计划强调的核心主题。环境变化使流域水文过程变得复杂,区域水文循环对变化环境的响应机理和不确定性研究是未来水文科学研究的重要内容。文中系统综述了气候变化、土地利用变化对区域水文过程的影响以及分布式水文模型在中、大尺度流域应用等方面的研究进展;在此基础上,进一步讨论了变化环境下水文科学领域需要强化研究的方向。     

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.     

灌区水资源循环转化研究进展

灌区水资源循环转化研究在理论和方法上都取得了显著的进展,研究方法由单一的数学规划模型发展为数学规划与现代模拟技术等的耦合模型;研究目标上由注重灌区水源水量的研究发展为灌区水源水质水量并重的研究;研究尺度由田间尺度的水文循环研究发展为大尺度跨流域水资源循环研究.但由于水资源循环转化关系的复杂性,当前研究仍存在不足,主要表现为分布式水文模型在应用上的局限性、"人工-自然"二元水循环模型存在较大不确定性和水质水量联合评价研究较少.由此提出了水资源循环转化研究的发展趋势:考虑多种水资源之间的循环转化,考虑人类活动的影响,研究各种协调关系以及多种方法的耦合.     

分布式水文模型在渭河流域水环境分析中的应用

在基于数字高程模型(DEM)的分布式水文物理模型基础上,将大流域划分为若干子流域,利用流域的地貌特征参数将子流域划分为汇流区间和山坡,模拟渭河流域的径流过程,分析径流形成机理,描述了网格单元的截留、蒸发量、下渗、地表径流、地下径流、融雪等水文物理过程,在每一个网格上用地形高程建立地表径流之间的关系.并与一维对流扩散水质模型相结合,根据已有年的相关资料进行了日径流过程及主要水质指标的模拟分析.结果表明,分布式水文模型与水质模型在渭河流域的耦合应用取得了良好的模拟效果.     

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。     

Development of Hydro-Informatic Modelling System and its application

The understanding of hydrological cycle is the core of hydrology and the scientific base of water resources management. Meanwhile, simulation of hydrological cycle has long been regarded as an important tool for the assessment, utilization and protection of water resources. In this paper, a new tool named Hydro-Informatic Modelling System (HIMS) has been developed and introduced with case studies in the Yellow River Basin in China and 331 catchments in Australia. The case studies showed that HIMS can be employed as an integrated platform for hydrological simulation in different regions. HIMS is a modular based framework of hydrological model designed for different utilization such as flood forecasting, water resources planning and evaluating hydrological impacts of climate change and human activities. The unique of HIMS is its flexibility in providing alternative modules in the simulation of hydrological cycle, which successfully overcome the difficulties in the availability of input data, the uncertainty of parameters, and the difference of rainfall-runoff processes. The modular based structure of HIMS makes it possible for developing new hydrological models by the users. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 40671031), National Key Basic Research Development Program of China (Grant Nos. G1999043601 and 2006CB403407) and National Key Technology R&D Program (Grant No. 2006BAB06N07)     

黄河流域时变增益分布式水文模型(Ⅱ)——模型的校检与应用

针对分布式水文的应用问题,结合黄河流域时变增益分布式水文模型,在黄河流域进行了实例研究.对黄河干流17个主要流量控制站进行了连续径流模拟.模拟总水量同实测总水量的相对误差在5%以内,其中有11个站效率系数(确定性系数)在0.8以上,其余的也在0.7以上.最后,运用模型分析了气候变化与人类活动对黄河流域降雨产流的影响.     

水箱模型在小流域水文水质模拟中的应用研究

水箱模型也称Tank模型,是应用较为广泛的流域水文模型.模型将复杂的降水径流过程简单概化为流域的蓄水与出流关系进行模拟.针对皂河小流域的降水、径流和水循环等水文特性,建立了4层串联水箱模型,模拟流域的降水径流过程,计算流域径流量,并结合河流水质模型,综合模拟河流流量及主要水质指标变化.结果表明:各项指标的模拟值与实测值吻合较好,说明水箱模型用于小流域的径流模拟较为准确,可与水质模型耦合使用,综合模拟小流域的水文水质变化.     

长江水文测验体系创新实践与方向性问题探讨

为了满足大规模新增水文站网运行管理和"大水文"发展的需求,及提高人力资源配置效率,结合长江水文多年发展和改革创新的经验,提出了构建水文监测创新体系的四大体系,即水文监测管理体系、水文监测服务体系、水文监测技术支撑体系、水文监测质量控制体系。同时,分析了在当前新常态背景下,水文行业在水环境水生态监测、水资源中长期预测预报、水文信息化建设、海绵城市与城市发展等方面面临的新问题和发展方向。     

SCS模型在流域尺度水文模拟中的应用

流域的产汇流是很复杂的水文过程,也是水文水资源领域的主要研究对象,采用SCS模型对我国湖北省漳河灌区新埠河-桥河流域的水文过程进行模拟研究,并根据该流域实际水文情况和下垫面条件,对模型进行改进.通过对SCS产汇流模型参数和结构进行调整,可以大大提高模型效率.将改进后的模型应用于该流域水文模拟,模型应用结果表明:率定期产流合格率可以达到75%,汇流合格率达到87.5%;检验期产流合格率达到80%,汇流合格率能够达到75%,大大改善了模型模拟效果.     

公众科学在水文领域的应用现状与未来

水文数据对水资源可持续管理与利用至关重要，但受到监测成本和技术的限制，给水文数据的获取和长期监测网络的搭建带来压力。公众科学是一种新兴且具有成本效益的数据获取手段，可有效缓解数据短缺、时空分布不均、分辨率低等数据瓶颈，在国际的水文学领域已有了一定的应用研究，但目前国内研究甚少，且未对该研究成果和未来发展前景进行汇总分析。因此，本文开展了公众科学在水文领域的应用现状和未来的综述分析，首先，从定义、公民参与的形式和涉及水文研究阶段、与水文学发展相互作用方面对公众科学进行了概述。其次，通过文献计量和项目统计的方法分析了水文背景下公众科学的现状，研究表明：公众科学在水文学中的研究呈上升趋势，尤其是近5年快速发展，研究涉及地表水、地下水、饮用水、生态环境等方面，且覆盖全球范围；研究主要集中于欧美国家发达国家，而我国仍处于初步发展阶段；公众科学对水文学的贡献主要是数据获取和补充，在公民深入参与多阶段水文研究仍具有很大的潜力。同时，回顾了公众科学在降雨、流量/水位、水质、土壤湿度等领域的应用情况，其中传感器、物联网、新兴技术的发展可更好地服务水文研究。最后，从水文数据市场、水文分析技术和水文知识探索三方面探讨了公众科学在水文学应用中的前沿问题与未来展望，以期为未来公众科学在水文领域的发展指明方向。