下垫面要素变化对径流影响的多元统计分析

为提高流域径流预报精度,增加水电站运行效益,选取小湾水电站控制流域为研究对象,根据卫星遥感资料提取的研究区域的1986、1995、2000年土地利用资料和小湾水电站多年入库流量资料,以径流系数为因变量,耕地、林地、建筑用地等下垫面要素为自变量,用SPSS回归模型、非线性回归模型分析径流系数和下垫面要素的回归关系;同时考虑到前一年降雨对下一年径流有一定的影响,加入降雨径流方法,采用3种方法分别对径流系数进行模拟。结果表明:非线性回归模型对径流系数模拟程度较好,可应用于径流预测工作中,提高中小流域的水能利用程度。     

下垫面变化对永定河流域降雨产流的影响

近年来,因永定河生态建设和地下水开采等多种原因,永定河北京段流域下垫面发生很大变化,结合1956年降雨记录和2016年7·20降雨实际情况,分析流域内各重要断面径流变化,对比1956年降雨资料以及降雨对永定河流域产生的影响,总结出下垫面变化对永定河流域降雨产流的影响和存在问题。     

降雨因素对大清河流域洪水径流变化影响分析

选择海河流域大清河水系的两个子流域,对其洪峰和洪量的变化趋势进行了分析,统计了1956—1980年和1981—2005年两个时段一定频率洪水发生的次数,发现两个子流域洪水次数和量级呈减小的趋势。分析了降雨因素对洪水变化趋势的影响,结果表明,次降雨量和降雨强度均有减少趋势,一定频率降雨发生的次数在1981—2002年比1956—1980年有明显的减少,汛期降雨量也呈减少趋势,暴雨空间分布发生了一定的变化,这些降雨因素对洪水次数和量级的减小具有一定的影响。此外,流域土地利用变化和土壤最大蓄水容量增加也是导致洪水量级减小的主要因素。     

浑河流域下垫面变化对径流系数影响的分析

根据浑江流域内下垫面的变化情况,采用趋势变异识别分析法,分析浑河流域内下垫面变化对径流系数系列的影响,分析出下垫面变化前后径流系数系列变化规律,对浑河流域科学制定水资源长期规划和保护流域水资源等具有重要的参考价值     

忻州市不同水文下垫面降雨径流关系特性分析

河川径流是降水与水文下垫面共同作用的结果。但在同量级的降雨量和降雨强度下，不同的水文下垫面条件，其产流机理是截然不同的，甚至会差异很大。通过对山西省忻州市各类水文下垫面代表站降雨径流关系的分析，来探讨其产流机理及其变化规律。     

城市不同下垫面条件的降雨径流模拟试验研究

城区降雨径流过程主要受降雨过程和下垫面变化的影响。开展城区降雨径流观测试验,对不同下垫面条件的降雨入渗—径流关系进行研究,引用分布式水文模型,对4种下垫面条件的降雨径流关系进行摸拟,取得了较好的模拟效果,提出了科学化生态化城市建设的建议。     

邯郸市区不同下垫面降雨径流水质变化特征研究

为缓解邯郸市城区水资源供需矛盾,合理利用雨洪资源,在对生活区屋面、城区道路、公园绿地降雨径流水质进行检测的基础上,分析了雨水径流中主要污染物的变化过程,探讨降雨径流水质受环境条件影响情况。通过研究得出城区初期雨水径流污染最为严重,随降雨历时的延长,污染物浓度逐渐下降并趋于稳定。不同城区下垫面雨水径流污染物含量差异明显,城区主干道路降雨径流水质最差。     

基于SWAT分布式流域水文模型的下垫面变化和水利工程对径流影响分析

近年来随着人类活动的加剧,兴建了许多中、小型水利和水土保持工程,迅速改变着流域的自然面貌,因而改变了径流的原有规律。选取1960以前水利工程较少的时期作为人类活动不明显期来率定SWAT模型参数,对于1990以后人类活动稳定期的径流分别设置3个情景:应用原SWAT模型、应用只考虑下垫面变化的SWAT模型和应用考虑下垫面变化和水利工程影响的SWAT模型分别进行模拟。对于五道沟以上流域和流域内东丰、磐石、样子哨3个子流域模拟结果显示:考虑下垫面变化和水利工程影响后的径流模拟相关系数R2和纳什效率系数NSE分别从0.82、0.56提高到0.91、0.79,分别提高了11.0%和41.1%。其中模拟精度的提高量中91.3%是由于考虑水利工程作用所引起的,剩余部分是由考虑下垫面变化引起的。相比下垫面变化,水利工程运行对该流域径流变化占据主导作用。     

九江市中心城区下垫面变化及其径流响应

在快速城市化的大背景下,城市地区下垫面变化是影响径流过程的重要因素。以江西省九江市中心城区为例,解译并分析1987—2018年土地利用/覆被变化(land use and cover change, LUCC)特征,利用城市时变增益非线性模型研究不同下垫面条件下的径流特征。结果表明:1987—2018年九江市中心城区(浔阳区、濂溪区、柴桑区)不透水面比例从0.49%上升为10.58%;典型年降雨条件下径流系数从0.31增长到0.38;场次洪峰流量增加了10%。不透水面比例是研究区流量变化的主导因素,其他下垫面类型及降雨条件的变化加剧了产汇流过程的时变性和复杂性,而绿地和水体的调蓄作用将抵消一部分由不透水面扩张引起的径流增大效应。     

黄河主要产沙区近年降雨及下垫面变化对入黄沙量的影响

近几年,黄河来沙量锐减原因成为人们普遍关注的热点问题。本文以天然产沙量约占流域入黄沙量90%的黄河潼关以上主要产沙区为研究范围,优选了降雨因子和模型的函数型式,改进或构建了各支流在天然时期的降雨~产沙相关模型,进而分析了该区近35年不同时段的降雨和下垫面因素的减沙作用。研究表明,若以各支流1956—1975年前后的降雨-产沙响应关系为基准,1980年以来下垫面减沙作用越来越大,近十多年最为突出。近10年研究区降雨总体偏丰、其中近5年明显偏丰,因此降雨变化不是黄河该时段来沙锐减的原因;2005—2014年和2010—2014年,下垫面因素的实际总减沙量分别为13.87~15.45亿t/a和15.70~18.70亿t/a。     

一种基于下垫面变化的产汇流模型及其应用

为土地利用变化较大的流域构建产汇流模型时,下垫面的变化是一个极其重要的因素。利用中国科学院土地资源分类系统将流域分为不同的下垫面类型,在每一种下垫面上分别考虑蒸发和下渗要素的影响,运用超渗-蓄满耦合产流模式进行产流计算,并采用单位线汇流和线性水库模型演算至流域出口断面,从而构建了基于下垫面变化的产汇流模型。在模型率定和验证时,对大清河水系紫荆关流域的洪水序列作频率分析,以不同重现期的洪水序列分别对模型进行率定和验证。从模拟结果来看,模型结构基本反映了流域产汇流的各个环节,模拟结果能够满足研究精度要求。     

河川径流与水文下垫面关系分析

通过对不同水文下垫面类型代表站降水与径流的关系分析，论述了不同下垫面条件对河川径流变化的影响。     

降水和下垫面对流域径流量影响的定量研究

定量分析降水和下垫面变化对径流的影响,对流域水资源规划管理具有重要的意义。以北京市漫水河流域为研究对象,对漫水河1956-2016年年降水量、天然径流量的变化趋势及突变性进行了分析,以径流变异前1956-1979时间段为基准期,建立降水径流双累积曲线关系,识别与基准期相比不同时期降水和下垫面条件变化对天然径流的贡献率。结果表明:2000年以后流域内耗水、水利工程调蓄水等人类活动的直接影响有所减少,与1956-1979年基准期相比,1990-1999年降水量的影响程度大于下垫面,为63. 9%; 1980-1989、2000-2009、2010-2016年3个时期下垫面对径流量减少的影响程度均大于降水,降水量和下垫面对径流量减少的贡献率分别为44. 9%和55. 1%、47. 9%和52. 1%、44. 5%和55. 5%。     

基于雨洪利用的不同下垫面降雨产流规律研究

选择北京城区某楼房小区作为20世纪90年代以来新建成小区的代表,在其原有排水系统的基础上进行改造,纳入雨洪利用系统单元,通过对研究区内降雨量,屋顶、道路等系统的产流量进行实际观测,运用统计分析、回归分析等方法对观测数据进行整理,从雨洪利用的角度出发对不同下垫面降雨产流规律进行研究,并分析了因雨洪利用措施而导致的下垫面变化对降雨产流规律的影响。研究结果对城区建设的规划设计工作,以及城区综合雨洪利用的研究工作都具有着十分必要的现实意义。     

河北4座水库降雨径流一致性分析

降雨径流关系是否发生变化,即不同时期降雨径流关系有无显著差异是水文演算中迫切需要解决的问题.以河北省海河流域四座水库的降雨径流系列为基础,通过降雨径流双累积曲线的特性分析、年径流系数的变化过程分析、秩和检验、回归方程的差异分析等,对四座水库的1980-2008年入库径流水文系列一致性进行研究.结果表明:AGZ水库、GN水库、HBZ水库1980-2008年的入库径流资料具有一致性,虽年径流深、年径流系数有差异,但降雨径流关系并无显著差异.而WK水库1980-2008年的入库径流资料则不具有一致性,降雨径流机制发生变化,分析了下垫面变化的影响,并对其天然径流资料进行修正.     

土地利用变化对潘家口水库控制流域径流影响

以潘家口水库控制流域为研究对象,利用1970、1980、1995和2010年4期土地利用数据分析土地利用时空变化特征,并结合SWAT模型从水文响应单元的角度,分析土地利用变化对流域径流变化及其空间分布的影响。结果表明:土地利用类型变化主要表现为水域减少,林地增加及草地、耕地减少,以及建设用地的扩张;2010年土地利用情景下研究区域中滦河、伊逊河、武烈河与老牛河4个子流域多年平均径流量平均减少6.36%。耕地及草地向林地的转化导致产流量减少,蒸发量增加是径流量减少的主要原因。单纯土地利用变化对潘家口入库径流影响并不大,上游中小水库、塘坝等工程的修建,及工农业和城市用水量的增加等是影响径流变化的主要原因。     

城市地面产流的试验研究

采用室内模拟降雨试验，对各种城市地面，如土地面，草地，混凝土地面及其多种组合的产流特性作了系统试验，分析了降雨强度与历时，土壤湿度与密实度，地面覆盖，不透水面积比例与位置等因素对径流系数和产流过程的影响，为城市水文规律的研究和模拟计算了提供了可靠依据。     

人类活动对海河流域地表径流量影响的研究

由于剧烈的人类活动,海河流域水文下垫面条件变化已对流域径流形成产生了巨大影响.通过降雨径流一致性修正法和分布式水文模型法,研究了海河流域下垫面条件变化对径流量的影响和不同下垫面条件下的径流量及其变化趋势.