基于TOPKAPI模型的黑河上游径流模拟研究

为了进一步完善黑河上游区域近几年的水文循环研究,采用基于物理基础的分布式水文模型TOPKAPI模型,对1998年~2007年的日径流、月径流过程分别进行模拟研究;并使用径流深误差Re、Nash-Sutcliffe效率系数及决定系数R~2三种评价指标对结果进行分析。黑河上游流域的日径流过程模拟径流深误差合格率在率定期和验证期合格率均为100%;Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.82、0.77;相关系数R~2分别为0.84、0.81。月径流过程率定期和验证期的径流深误差Re均为-0.36%,模拟径流量相对偏小;效率系数E也均为0.81,相关系数R~2分别为0.85、0.89。结果表明,TOPKAPI模型可以较好地模拟黑河上游流域的日径流及月径流过程,有良好的适用性。     

基于GBNP 模型的新安江上游流域非点源污染模拟

流域非点源污染的监测十分困难,因此数值模拟是定量研究流域非点源污染的主要方法。本文采用基于地貌特征的分布式流域非点源污染模型GBNP(Geomorphology-Based Nonpoint source Pollution model),模拟了新安江上游流域2001—2010年的径流过程和非点源污染物的迁移过程。模型参数的率定与验证结果显示,月径流的Nash效率系数多在0.8以上,确定性系数R2都大于0.9;渔梁和屯溪两个测站的月泥沙负荷的Nash效率系数在0.7以上,确定性系数在0.9以上;两个测站总氮(TN)和总磷(TP)Nash效率系数都在0.55以上,确定性系数都大于0.8。结果表明,该模型在研究区适用性良好。基于模拟结果,分析了研究区内TN、TP以及土壤侵蚀量的时空分布特征。结果显示,研究区多年平均TN流失量为6 706.92 t/a,TP流失量为828.45 t/a,土壤侵蚀量为166.62万t/a。模拟期内年际变化和年内变化结果显示,在其他条件不变的情况下,非点源污染的产生与降雨量大小密切相关。对各区县氮磷分布特点分析可知,TN的空间分布主要受土地利用类型的影响,TP的空间分布主要受土壤侵蚀量的影响。     

开都河上游巴音布鲁克站冰情变化特征分析

对巴音郭楞水文水资源勘测局巴音布鲁克水文站30多个凌汛期冰情资料进行了统计分析。通过对该项资料的统计分析,充分掌握了该站冰情现象在时间分布上的变化特征,对讨论该站冰情观测任务的精简提供了有力依据。     

基于PCA-MDBN模型的开都河年径流预测

河川径流预测对于干旱区水库调度、防汛抗旱及水资源优化配置具有重要意义。由于河川径流变化影响因子众多,且各因子之间相互关联并呈现非线性变化,采用数学方法及传统神经网络很难精准预测,且在进行数据训练时存在局部收敛和计算效率差的问题。针对上述问题,本文首先通过主成分分析筛选影响径流变化的主要因子作为模型输入,利用小波阈值方法实现噪声消除。然后,提出基于粒子群优化算法并结合多变量深度信念网络(BP-MDBN),对河川径流进行预测,并与传统BP神经网络、DBN模型进行比较分析。结果表明:本文方法平均百分比误差为6.2,与BP、DBN方法进行对比,其MAPE分别降低0.077、0.10;BP-MDBN模型的RMSE和MAE值也明显小于其他两种方法。此方法具有较高的预测精度及泛化性能,研究成果可为河川径流精准预测提供理论支撑。     

浅谈开都河上游灌区发展节水灌溉的对策

水的供需矛盾早已成为制约开都河上游灌区农业进一步发展的瓶颈问题。面对这一不利局面，需要坚持科学发展观，更好地利用有限水资源，来改善农村生存条件，给农业生产和保护自然环境提供可靠的水资源保障。     

基于SWAT模型的岷江上游水文模拟及径流响应研究

选取岷江上游为研究区域,利用紫坪铺水文站1966—2009年的实测气象、水文数据,基于SWAT分布式水文模型分别对研究区年、月径流量进行模拟,并定量分析气候变化和人类活动对径流量的影响。结果表明：SWAT模型适用于研究区的年、月尺度的径流量模拟,且率定序列长更有利于率定的准确性;通过M-K检验,确定研究区径流突变年为1990年,气候变化和土地利用变化对径流量变化的贡献分别占84.69%、15.31%,气候变化影响占主导地位;各类土地利用类型调节径流的效果为：林地>高覆盖度草地>低覆盖度草地>耕地;研究区内气温每变化10%,径流量变化0.01%～3.49%,而降雨量每变化10%,径流量变化16.19%～20.42%。     

基于小波分析的日降水时空模型构建及模拟

为了获取气象水文要素的时空分布特征,将汉江上游流域55个气象站点1981年日降水量作为随机信号处理,借助于小波分析理论表达其在时间系列上的变化特征。利用Haar小波函数实现随机性较高的日降水信息的时空离散化,得到较为准确的日降水时空数据集。同时,与利用Kriging方法、反距离方法以及样条方法等3种传统内插方法所得计算结果比较。结果表明,基于小波的内插方法能够对日降水量进行精确的时空模拟,其内插精度与传统内插方法相比,有很大程度的提高。     

基于VIC-3L模型的黑河上游流域径流模拟研究

为解决我国西部地区气象水文站点稀少、分布不均匀的问题,并充分表达气象要素的空间差异性,利用VIC-3L模型对黑河上游山区流域进行了模拟研究,以检验该模型在干旱区较细网格尺度上的适用性和模型参数移植以及改造的可能性。模型所需要的土壤参数和植被参数主要通过野外实测、土壤普查数据或根据有关参考文献获得。模拟结果显示,在日、月尺度上的径流模拟变化趋势与实测径流除了在时间上有大约2~3 d的滞后外,其他方面较为吻合,在丰水年日、月尺度上的径流模拟远好于同尺度上枯水年的模拟精度,说明模型在研究区具有一定的适用性,但有待于进一步改进。     

开都河上游灌区农业水价改革与农民承受能力分析

通过表格对当地几个乡镇种植作物的生产成本与效益情况进行对比,对当地现行水价标准下水费在净效益、成本中所占比例进行分析,体现当地农民对水价的承受能力.通过数据分析,对水价改革提出各项建议.     

黄河流域年内降水过程随机模拟模型

本文首次利用一个模型概括了整个黄河流域的降水过程，其中，采用多站一阶自回归模型模拟年降水过程，采用相关解集模型模拟季节降水过程，本文结果对于长历时区域气候洪涝干旱研究具有重要的参考价值。     

气候变化和人类活动对开都河上游径流量的影响评价

开都河是新疆焉耆盆地内的重要河流,对维持焉耆盆地水土生态平衡具有极其重要的作用。近年来,开都河流域的水资源问题已经引发了较为严重的生态环境问题。根据流域内1960—2011年水文气象数据,采用小波分析法、累积距平法、累积量斜率变化率法,对开都河上游径流量和气候变化特征及趋势进行了分析,并定量评估了气候变化和人类活动对径流量变化的影响。结果表明:年降水量、蒸散发量和径流量总体均呈增加趋势;径流量的增加变幅为1.93亿m3/(10 a),具有16 a和28 a的准周期变化,且在1995年前后发生了突变;气候变化对开都河上游径流增加的贡献率达100%,人类活动对径流基本无扰动。     

黄河上游降水变化分析

黄河上游是黄河流域重要的水源涵养区,径流占流域多年平均(1956—2000年)总径流的62%,降水变化不仅是水源的主要影响因素,也关系到涵养能力的变化。本文利用黄河上游43个气象站1960—2021年逐日降水系列数据,基于小波分析划分周期,采用Mann-Kendall检验法、距平法、频率曲线法等对上游区降水变化进行分析,结果表明：(1)黄河上游降水可划分出1963—1981年、1981—1999年、1999—2018年三个明显的周期;(2)1960—2021年年降水量以4.9 mm/10a的趋势增加,三个周期时段内年降水量的倾向率分别为-0.9 mm/10a,-1.0 mm/10a,46mm/10a;(3)1960—2021年年降水量距平百分率在-15%～15%的正常年份占比74%,距平百分率在-30%～-15%的轻旱年份和15%～30%的轻涝年份分别占比15%和8%;距平百分率在30%～40%的中涝年份占3%,旱涝年份基本发生在1963—1981年、1999—2018年两个周期;(4)三个周期时段日降水量具有差异的主要是频率小于10%的降水,且随海拔变化有差异,表现为1999—2018年玛沁站25～45.4 mm/d降水量比以往增强,1999—2018年临夏站20～50 mm/d降水量比以往增强,1963—1981年乌审召站50～65 mm/d降水量比以往增强。     

黄淮海地区降水随机模拟模型及评价

利用黄淮海地区7个代表站连续42 a的实测降水资料,通过一阶马尔科夫链和伽玛分布函数的联合应用,建立了降水随机模拟模型。利用实测降水数据直接推求和回归模型间接获得的方法,分别模拟了7个代表站100 a的逐日降水过程。结果表明:模拟的降水量和降水天数均与实测值符合良好,两种方法月降水天数模拟值的平均相对误差分别为3.33%、4.01%,月降水量模拟值的平均相对误差分别为2.44%、2.36%;可以采用本文建立的回归模型估算转移概率和伽玛分布参数。     

基于不同降水等级的城区降水径流过程模拟

采用衡水市城区降水径流实测资料,建立了暴雨及大暴雨、大雨、中小雨次降水径流关系,并进行参数检验。通过对3个不同降水量等级降水径流过程模拟分析,构建了变化环境下衡水市城区降水径流预报模型。经过检验,模型预报精度较高,为城区防洪排涝及管网设计提供参考依据。     

基于改进支持向量机模型的开都河年径流量预测

针对回归支持向量机(SVR)惩罚因子C和核函数参数g的选取对模型性能有着关键性影响以及在实际应用中存在参数选取等困难,提出基于启发式算法的PSO-SVR和GA-SVR年径流预测模型,以新疆开都河大山口水文站年径流预测为例进行实例研究。首先,利用DPS软件选取年径流影响因子,确定输入向量;其次,基于粒子群算法(PSO)、遗传算法(GA)基本原理,采用PSO、GA优化SVR惩罚因子C和核函数参数g,构建PSO-SVR和GA-SVR年径流预测模型,并构建基于网格划分(GS)与交叉验证(CV)算法相结合的GS-SVR模型作为对比模型。最后,利用所构建的模型对实例进行预测分析。结果表明:PSO-SVR和GA-SVR模型对开都河1996—2012年径流预测的平均相对误差绝对值分别为2.65%、3.22%,平均绝对误差分别为1.055亿m3和1.291亿m3,预测精度和泛化能力均优于GS-SVR模型,表明PSO和GA能有效对SVR惩罚因子C和核函数参数g进行优化,具有预测精度高、泛化能力强以及稳健性能好的特点。相对而言,PSO-SVR模型性能略优于GA-SVR模型。     

基于ABAQUS的立井降水数值模拟

立井降水在立井施工中起着重要的作用,在分析疏干半径大小、抽水井井深对立井周围降水影响,抽水井抽水速度对立井周围渗流场影响,回灌井井圈半径及其井深对渗流场和应力场影响等的基础上,针对某实例立井降水工程运用ABAQUS进行建模分析,给出了抽水井与回灌井的分布和几何参数、抽水速度、降水的时间历程以及地面沉降分布,为工程实施提供了参考。     

基于油松年轮的白龙江上游降水重建及其水文意义

树木年轮因样本易获取、时间序列长、定年精确、容易保存等优点成为气候水文变化重建研究中最为重要的代用资料之一,受到国内外学者广泛关注。根据甘肃省南部白龙江上游流域油松(Pinus tabulaeformis)树轮样芯,建立区域树轮宽度差值年表,重建了白龙江上游区域近239 a来上年7月至当年6月的降水量序列,分析了1775～2013年该地区的降水变化特征,并进一步揭示了树轮序列所包含的水文信号。空间相关分析表明:差值年表重建的降水量变化能较好地代表白龙江上游流域降水变化;降水重建序列存在7.6,3.4～3.6,2.4～2.5 a和2.2～2.3 a的准周期变化,这可能与ENSO活动有关。相关分析结果表明:降水量对树木径向生长和径流量变化(r=0.699,p0.01)均具有显著影响,树木径向生长对降水量响应要早于径流量变化响应。上述研究不仅揭示了降水影响白龙江上游油松径向生长变化,还在一定程度上影响区域径流量变化,这为研究区水资源合理利用提供了参考依据。     

基于ASD统计降尺度模型的开都河流域未来气候预估

以开都河流域及周边4个气象站点1961—2000年的日降水、日最高气温和日最低气温及NCEP再分析数据为基础,采用ASD(Automated Statistical Downscaling)统计降尺度模型,对Had CM3模式下A2、B2和A1B 3种气候情景进行降尺度,获得流域未来气候情景。研究结果表明:(1)ASD模型选定的预报因子能较好地解释最高温和最低温,但对降水的模拟效果相对较差。验证期,对降水和气温各5个指标的RMSE分析显示RMSE值均较小,ASD模型在研究区具有一定的适用性;(2)未来3种情景下,相较基准期,降水年变化呈先下降后上升趋势,最高和最低温年变化则持续保持上升趋势,未来山区气温变化较大,平原区降水变化大;降水年内变化存在季节分配不均状况,5月增加最多,7月减少最多。最高和最低温变化则以夏季增温最多、冬季次之,秋季降温最多、春季次之为特点。相比较,A2(高排)情景下降水、气温变化比B2(低排)A1B(中排)情景下更为明显。     

基于MIKE3流场模型的河流上游明渠弯道水流三维数值模拟研究

通过三维有限元软件MIKE3对不同弯道进行数值模拟研究,其中包括对圆弯道、缓圆缓弯道及对称凸型弯道3种类型的水面超高、比降和平均流速分布进行分析.经过对3种弯道的比较分析得知,缓圆缓弯道和对称凸型弯道的流速大小和变化范围基本相似.在凹岸,近底流速小于圆弯道;在凸岸,弯道进口附近及过弯顶断面后这两种弯道近底流速较圆弯道明...     

SWAT模型在金沙江上游小流域径流模拟中的应用

为探讨SWAT分布式水文模型在金沙江上游小流域水文过程模拟中的适用性,选择金沙江一级支流冲江河流域为研究区,利用该小流域控制站来远桥水文站1961~2012年月径流量数据进行模型参数率定与模型验证研究。结果表明：SWAT模型对金沙江上游山区小流域径流模拟精度较高,冲江河流域率定期和验证期月径流模拟值与实测值的相关系数分别达0.97和0.81,平均相对误差分别为16%和20%,纳什系数Ens分别为0.84和0.82。