五种基流分割方法在长江螺山站的应用对比研究

基流是枯水期河川径流的主要来源,稳定可靠的基流分割方法对基流研究具有重要作用。基于螺山站1965-2012年逐日流量资料,采用基流指数法、HYSEP法(固定步长法、滑动步长法、局部最小值法)和数字滤波法3类(5种)基流分割方法进行基流分割。研究结果表明:5种方法所得年基流指数相差不大,但年内基流过程差别显著。BFI法和局部最小值法计算结果较为合理,对不同年份BFI值年际变化有较好的辨识度,是长江中游干流区较为适宜的基流分割手段。     

基于多种水文学方法的滦河典型断面生态基流研究

利用1980—2016年郭家屯水文站和三道河子水文站逐月流量数据,综合运用QP法、Tenant法、频率曲线法、典型水文频率年法、NGPRP(norther great plains resources program)法、近10年最枯月月平均流量法、TEXAS法等7种水文学方法,根据滦河丰水时段和枯水时段内不同月份径流量的特点,精细划分出相关断面每个月份生态基流取值的上限和下限,对相关断面的生态基流量进行测算和分析,得出三道河子断面生态基流取值1.10～6.06 m3/s为宜,郭家屯断面生态基流取值0.78~5.66 m3/s为宜。用上述确定的生态基流值对2个断面37年的逐月流量进行检验,结果表明:2个断面37年大部分月份生态基流都能得到保证,12月、1月和2月2个断面生态基流保证率相对较低,而对于生态基流保证率低的月份,建议通过合理划分水权、科学调度工程、建立监控体系等措施保障生态用水。     

格尔木河生态基流研究

基于格尔木河上游纳赤台水文站1968年~2018年、中游格尔木水文站1959年~2018年逐日径流、降水资料,对原始实测水文数据进行Mann-Kendall突变检验,还原修正后,采用Tennant法、Q法、近10年最枯月平均流量法和最小月平均实测径流法,结合格尔木河干旱区河流的特殊性进行分析计算。结果显示,格尔木站突变年为1965年、2009年,纳赤台站突变年为2002年;还原修正后,格尔木水文站的生态基流汛期(4月~9月)为7.26 m^(3)/s、非汛期(10月~翌年3月)为2.42 m^(3)/s,纳赤台水文站的生态基流汛期(4月~9月)为4.20 m^(3)/s、非汛期(10月~翌年3月)为1.40 m^(3)/s。     

不同基流分割方法在渭河流域的应用对比分析

基于渭河中游流域咸阳水文站典型年日流量资料,分别选取枯水年(2001年)、丰水年(2003年)、平水年(2007年)径流量过程进行基流分割。采用BFI法、直线分割法、平滑最小值法、数字滤波法4类(7种)分割方式进行基流分割。结果表明,直线分割法获得的基流量最大,BFI分割法和平滑最小值法基流量值靠近,数字滤波法中F2和F3法是渭河流域最为稳定可靠的基流分割法。     

北洛河上游基流分割适宜性方法及基流特征

退耕还林工程实施以来北洛河上游植被恢复效果显著,为探究该区域基流分割的适宜性方法及植被变化对基流量的影响,采用基流分割中的HYSEP法、数学滤波法、基流指数法3类方法(9种计算表达式)对吴旗水文站1971—2014年的实测径流数据进行了基流分割估算,同时采用Mann-Kendall法和Pettitt法对基流量变化特征进行了分析。结果表明:数字滤波中的F_1法较适宜于北洛河上游地区基流分割;北洛河上游1971—2014年基流指数呈显著增大趋势,突变年为2002年;退耕还林的水土保持效益对涵养水源有很大作用。     

洞庭湖区三口水系生态基流研究

近年来大型水利工程的建设与运行、洞庭湖区三口水系分流量的持续减少和三口水系地区水资源的不合理利用,导致三口水系的生态流量严重不足.基于洞庭湖区三口水系的主要水文站2003—2018年逐日平均流量和1973—2002年逐月平均流量数据,提出一种综合考虑不同水文学法的生态基流确定方法,得出逐月和全年的生态基流推荐值,并分析...     

永定河官厅下游段生态基流估算研究

根据永定河官厅水文站1956年～2016年61 a实测月径流资料,采用Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法、基流比例法估算永定河官厅下游段生态基流。综合对比分析确定,永定河官厅下游段生态基流为2.05～3.93 m³/s;结合生态流量与现状年河道实际流量进行对比,评估分析三种方法计算得出的河道生态基流的保障程度表明,基流比例法在该区域表现最好,而90%保证率最枯月平均流量法计算得出的结果偏小,Tennant法在计算永定河此类型的北方季节性河流有明显的不足。     

汾河流域上游基流特征及其影响因素EI北大核心CSCD

针对汾河流域河川径流量、河川基流量急剧减少和流域内生态环境恶化严重的问题,根据汾河流域上游控制站兰村水文站实测径流量数据,对比了数字滤波法、时间步长法对汾河流域基流分割的适用性,分析了基流变化特征及主要影响因素,并应用随机森林算法对影响因素重要性进行了评价。结果表明:数字滤波法(α=0.925)适宜汾河流域基流分割,可以客观反映汾河流域基流情况;河川基流量在1956—2016年呈极显著下降趋势,在2008年之后有所缓解,突变发生在1981年和2008年;汾河流域上游基流年内分布呈典型双峰型结构,峰值流量从之前的8月转移至3月,2000—2009年平均基流量仅为1956—1959年的1/8;降水量减少对基流量减少的贡献率仅为9.96%,不考虑气温影响时人类活动对基流量减少的贡献率为83.19%;人类活动中煤矿开采和地下水开采是造成基流减少的主要因素。     

1954—2010年皇甫川流域基流变化及原因分析

以皇甫川流域1954—2010年的日流量资料为基础,采用递归数字滤波法进行基流分割得到基流数据,利用小波分析对该基流进行周期和趋势性分析,最后采用CPA法对该基流进行突变分析。基流趋势分析表明,皇甫川流域年均基流量呈明显下降趋势;小波分析表明,皇甫川年均基流量在时间序列上存在着3~8 a、8~17 a、17~26 a的周期变化,且皇甫川流域年均基流量在2015年、2016年左右将处于偏少期;CPA法分析表明,皇甫川流域年均基流的突变发生在1962年、1983年、1999年,主要受气候变化和人类活动的影响,特别是1999年后,在气温上升、下垫面变化和矿产资源开发的共同作用下,皇甫川基流量进一步向减小突变。     

海流兔河近50年来基流变化特征分析

基流是枯水期河流的主要补给来源,对干旱半干旱区的河流尤其重要.在沙漠半沙漠区,河流基流还对维持脆弱的生态系统中发挥重要作用.对河流基流变化分析,可为流域水资源保护以及合理的利用和开发提供依据.本文基于半干旱风沙滩地区海流兔河1957年到2007年的实测流量资料,采用递归数字滤波法对该站的流量过程进行了基流分割,研究了海流兔河年基流量和基流指数(BFI)的年内、年际变化特征;用M-K非参数检验法分析了基流量和BFI的变化趋势.结果表明,海流兔流域基流占径流比重较大,年均径流、基流都呈减少趋势,径流年内分配均匀、基流则表现为先减少后增加,BFI年际、年内变化都较均匀,没有明显的增加或减少趋势;情势变化指数法(RSI)检测出基流在1966、1986年存在突变点,径流在1968、1989、2001年发生突变.     

高密度老城区海绵城市径流控制研究

针对老城区海绵城市建设缺乏专项治理措施的现状,为了解决老城区海绵城市建设的内涝问题并实现径流控制,基于"老城区以问题为导向,以点带面"的基本思想,同时考虑高密度老城区"人口密度大,改造难度大和遗留问题多"等特点,海绵城市建设需要因地制宜,采取合理有效的技术方案实现对老城区的径流控制。以国家首批海绵城市建设试点城市萍乡试点区中的典型老城区西门内涝区为例,提出针对高密度老城区海绵城市建设的径流控制方案,主要包括源头地表绿色设施的减量控制以及末端地下调蓄设施的二次控制。总结了地表绿色设施组合的技术思路,介绍了地下调蓄设施的计算方法、布设以及抗浮设计等。结果表明:高密度老城区径流控制不能单靠绿色设施进行源头控制,也需要地下调蓄设施进行末端治理,其中单靠绿色设施实现了55.7%的径流控制率,加上地下调蓄设施后完成了75%的径流控制目标。该方案为类似老城区径流控制提供了可借鉴、可复制的成功经验,对老城区海绵城市建设径流控制具有重要的参考意义与实用价值。     

基于HydroInfo的海绵城市建设效果分析——以天水市为例

合理设定海绵城市建设措施及规模是海绵城市科学规划设计的关键。径流总量控制作为海绵城市的刚性指标,是衡量海绵城市建设效果的关键标尺之一。以分析海绵城市建设预期效果为目标,以天水市为例,采用HydroInfo多维耦合降雨径流模型,将研究区剖分为10 902个三角形网格、5 748个计算节点,采用MUSCL途径提高离散精度,对海绵城市建设的径流总量控制进行定量计算和验证。结果表明:在设计降雨条件下,研究区域现状外排比例为81.2%,增设14%绿地和25%蓄水设施后,下渗、蓄水、外排比例分别为64.9%、20.1%、15%,可以实现渗蓄比例高于85%的径流总量控制目标;在20年一遇暴雨情景下,海绵城市建设后外排系数为43.9%,蓄存比例为12.8%,下渗比例可达30.5%,蓄滞水量由14.14万m~3增加到118.69万m~3;该海绵城市建设方案有效提升了研究区渗、滞、蓄水能力,降低了城市排水压力和内涝风险。研究成果为海绵城市规划和建设提供了实用方法。     

厦门海绵化改造区入渗性能测定及特征

为探究厦门海绵城市改造完成区的入渗性能,利用Guelph入渗仪法测量了两条海绵道路及一个海绵小区的土壤饱和导水率,对比分析了5 cm单水头、10 cm单水头、单水头均值及双水头法所测得土壤饱和导水率的差异,并与传统城市建设区进行了对比分析。结果表明:设有生态多孔纤维棉的新顺路绿化带入渗性能最好,采用一般转输型植草沟的新景路绿化带次之,而设有隔水顶板、地下为停车场的洋塘居住区B13绿地入渗性最差。不同测量方法的结果对比显示,5 cm单水头法计算所得的土壤饱和导水率标准差最小,双水头法的土壤饱和导水率标准差最大;在厦门进行土壤入渗试验时,推荐采用5 cm单水头法计算土壤饱和导水率。     

清河干流生态基流计算分析

根据清河干流八棵树水文站、开原水文站1988-2009年径流量资料,选取Tennant法、90%保证率最枯月平均流量法、NGPRP法等5种水文学方法对清河干流生态基流进行了计算,通过对各水文学方法计算结果的对比分析,发现Tennant法更适合用于清河干流生态基流的计算。根据不同水平年清河干流生态基流Tennant法的计算结果,并与清河干流实际径流进行对比分析,表明随着不同水平年降雨量的减少,清河干流生态需水的满足程度逐渐减小。     

萍乡市海绵城市试点建设效果评价

基于萍乡市海绵城市试点建设实践,从年径流总量控制率、径流污染削减率、水安全保障三个方面对萍乡市的海绵城市试点建设进行了评估。结果表明：在萍乡市实施的32.98km2海绵城市建设试点范围内,试点区域年径流总量控制率达到76%,径流污染削减率达到海绵城市建设要求,84个积水点基本消除,试点建设效果显著,相关成功经验可为当前系统化全域推进海绵城市建设示范工作提供参考。     

萍乡市西门片区海绵城市建设水文响应与成本效益分析

海绵城市是当前国家大力推行的城市水问题综合治理理念,目前已从三年试点期转入大规模建设阶段。针对当前海绵城市建设的效果评价问题,为了对海绵城市建设成效进行综合评估,以萍乡市西门片区为例开展了研究。基于SWMM构建了西门片区城市水文模型,将原始情景和海绵情景进行对比,分析海绵城市建设的水文响应和成本效益。结果表明:对于设计面积下的组合海绵措施情景,在2～100a一遇的设计暴雨情景下,西门片区径流峰值减控率为18.34%～14.93%,径流总量减控率为17.91%～14.90%,海绵措施的径流减控率随着设计暴雨重现期的增加而减小。不同海绵措施的"经济-有效性"均随着设计暴雨重现期的增加而减小,其中,下沉式绿地的成本效益值在各不同设计暴雨情景下均最高。研究成果对于丰水地区海绵城市绿色基础设施建设具有参考价值。     

基于海绵城市理论的地下水库工程设计

为构建以城市水系统为核心的海绵城市系统治理工程,在总结当前海绵城市建设存在的问题基础上,提出了应用地下水库系统工程作为城市海绵体的海绵城市建设思路。基于海绵城市理论建立了以7大系统为配套工程、囊括“渗、滞、蓄、净、用、排”等措施的地下水库系统工程整体架构,得出了以地下水库工程为主导的海绵城市水循环路径,成功构建了以城市水系统为核心的海绵城市系统治理工程,对增强城市防洪涝能力、高效利用水资源、修复城市水生态环境具有显著效益。本地下水库系统工程设计为海绵城市建设提供了切实可行的水工程技术支撑和行之有效的良性水循环保障体系。     

大峪河年径流量的灰色拓扑预测与趋势分析

根据灰色拓扑预测方法,利用大峪站1955—1999年径流资料进行参数率定,建立GM(1,1)拓扑预测模型群,并利用2000—2006年径流资料对模型群进行检验。检验结果中,除2006年的相对误差(40.3%)较大外,其余均较小,即模型群可用于径流预测。按此模型预测2007—2016年径流量,采用滑动平均法和Mann-Kendall秩相关检验法对原始径流序列(1955—2006年,序列1)和加入预测值的径流序列(1955—2016年,序列2)进行趋势检验。结果表明:序列1存在下降趋势,但不显著,序列2同样有不明显的下降趋势,但比序列1下降趋势显著,因此大峪河年径流时间序列总体呈下降趋势。     

基于全生命周期的海绵设施雨洪管理成本与效益模拟研究

针对当前海绵城市建设的成本与效益问题,以江苏省某市的新建医疗中心二期工程为例展开研究。基于场地现状确定不同类型的海绵设施组合,使用SWMM对场地在不同降雨条件与不同海绵设施组合下的雨洪管理效果进行模拟,最后基于全生命周期进行成本与效益评价。结果表明：海绵设施可有效加强城市雨洪管理,可使峰值径流量减小53.32%～70.14%,使出水口流量减小6.67%～53.33%;不同海绵设施的雨洪控制能力和成本效益值与暴雨强度呈反比,其中基于透水下垫面的海绵设施的单位面积径流控制量与成本效益值均高于基于不透水下垫面的海绵设施。研究成果对于场地尺度下的海绵城市规划设计具有参考价值。     

吐鲁番及周边地区气候及径流演变特征分析

采用吐鲁番及周边地区6个典型气象站和煤窑沟、阿拉沟2个流域水文站的1960-2012年实测数据,运用Mann-Kendall非参数秩次检验法和Pettitt变点检验法,分析了该地区的气候变化和径流变化趋势。结果表明:1960-2012年,吐鲁番及周边地区的年降水量呈一定的上升趋势,但不显著,平均气温也呈上升趋势,而日照时数和平均相对湿度呈下降趋势;阿拉沟出山径流量呈明显上升趋势,而煤窑沟出山径流量上升趋势不明显;降水量、平均气温、平均相对湿度均与径流量呈正相关关系,而日照时数与径流量呈负相关关系。