国内外区域水土资源匹配研究综述

水土资源作为人类经济社会发展的重要支撑,具有资源属性,而其在时间与空间上的匹配关系呈现功能特性,功能的强弱在于其匹配程度。水土资源的匹配关系直接关系到人类对其是否能可持续利用,因而受到了国内外学者的广泛关注。简要回顾了国内外关于水土资源匹配关系和交互作用研究的发展历程,着重从定性研究和定量研究两个角度论述了水土资源匹配关系的理论基础和评价方法。最后,针对目前研究中存在的问题,提出未来研究的发展趋势和关键问题:水土资源匹配关系的定性研究应进一步考虑水土资源物理交互过程和时空变异规律,为水土资源匹配关系的定量研究提供坚实的物理基础;应加强对气候变化和人类活动影响下水土资源匹配状况进行预测的相关研究。     

城市暴雨强度公式复核 −以杭州主城区为例

在气候变化与快速城镇化共同影响下,很多城市暴雨特性发生变化,现行的暴雨强度计算公式可能不再适用,需要复核和更新。以杭州市主城区为例,根据钱塘江江畔闸口站1982—2022年降雨极值资料,分别选用皮尔逊Ⅲ型分布和耿贝尔分布曲线进行线型拟合,采用粒子群优化算法推求暴雨强度公式参数,与现行规范给出的暴雨强度公式进行复核分析。结果表明：在重现期为2~20 a时,根据皮尔逊Ⅲ型分布和耿贝尔分布推求得到暴雨强度新公式的平均绝对均方差均小于0.05mm/min,平均相对均方差均小于5%,符合精度要求;仅当降雨历时为10min时,2个新公式的暴雨强度要小于现行公式的暴雨强度,其他历时下2个新公式的暴雨强度都明显大于现行公式的暴雨强度;经合理性分析,本研究根据最新暴雨资料推求的暴雨强度公式可为杭州市主城区排水防涝工程设计和相关设施建设提供参考。     

基于土壤含水量模拟的干旱监测指数研究

以山西省汾河流域为例,采用水量和能量平衡原理的VIC模型模拟了区域内径流和土壤含水量的变化过程,并构建了土壤干旱指数进行实例研究。结果表明:建立的VIC模型能够较好地模拟研究区站点的径流和土壤含水量的变化过程,基于土壤含水量模拟的土壤干旱指数与实际干旱的发生具有较好的相关性,土壤干旱指数物理意义清晰,能较好地刻画区域干旱在时空上的发生、发展及结束过程,对区域干旱监测具有一定的应用价值。     

皖北平原不同土壤水分养分差异性研究

黄潮土和砂姜黑土面积占皖北平原总面积的87%。砂姜黑土内部含有钙质结核,严重影响土壤性质进而降低作物产量。从土壤理化性质、土壤水力学参数和土壤水分等方面探讨两种土壤差异性,并结合水文气象因素分析影响黄潮土和砂姜黑土土壤水分变异的驱动因素。结果表明:黄潮土和砂姜黑土的pH值和密度存在显著差异,全氮、全磷、碱解氮含量差异不大;黄潮土0～50 cm的有效持水量显著大于砂姜黑土,保水性更好。黄潮土土壤含水率随深度增加逐渐降低,砂姜黑土土壤含水率随深度增加逐渐增大。影响黄潮土土壤含水率变化的主要驱动因素是地下水埋深和降水量;影响砂姜黑土土壤含水率变化的主要驱动因素是地温、地下水埋深和相对湿度。该研究可为进一步改善砂姜黑土土壤性质、提高作物产量提供参考。     

基于SWAT模型对气候变化与人类活动影响下径流变化的量化分析

近年来在气候变化和人类活动共同影响下,海河流域径流出现了较为严重的减少趋势。为厘清气候变化和人类活动对不同类型流域径流变化的影响,分别以海河流域中受人类活动影响较为显著的漳河上游流域和受人类活动不显著的滦河上游流域作为研究对象,基于近60年的实测径流资料,验证了SWAT模型在海河典型流域的适用性;构建了基于SWAT模型的径流变化归因分析模型,分析了两种不同类型流域径流变化特点和两种影响因素的各自贡献率,进而系统分析并对比了不同驱动因素下两流域径流变化的差异特征。结果表明:近60年来两流域的径流均呈现下降的趋势,漳河上游以人类活动为主导因素,其贡献率为65%;滦河上游则以气候变化为主导因素,其贡献率为89%。相较于滦河上游流域,受人类活动影响显著的漳河上游流域流量值分布更为离散、下降更为明显,且对平水年和枯水年的影响更为显著。     

1961—2017年黄淮海流域主要农作物需水量和缺水量时空演变研究

作物需水量和缺水量的时空演变特征对种植区农业水资源的合理分配和农业灌溉方案的科学制定具有重要的指导意义.基于黄淮海流域186个气象站点1961—2017年的气象数据,采用Penman-Monteith公式和作物系数法,计算该流域春(冬)小麦和夏玉米的需水量、有效降水量以及缺水量.利用线性倾向估计、Mann-Kendal...     

河南省水资源系统脆弱性时空分异特征研究

水资源脆弱性是区域水安全的重要度量方式,基于VSD(Vulnerability Scoping Diagram)评价框架构建了水资源脆弱性评估体系,采用SERV模型(Spatially Explicit Resilience-Vulnerability model)定量评价河南省水资源系统脆弱性并分析其空间分异特征.结...     

山西省岚河流域水文气象要素演变及响应关系

变化环境对区域水文会产生非常重要的影响。以山西省岚河流域为研究对象,采用Mann-Kendall方法和有序聚类方法,诊断了1955—2015年水文气象要素演变规律以及变化的阶段性特征,分析了不同阶段降水-径流响应关系。结果表明:近60年来,实测径流量总体呈现减少趋势,平均线性减少率为-0.917 mm/a;降水量变化趋势不明显,但气温却呈现显著性升高趋势;径流突变主要发生在1968年和1982年,上静游站径流系列可划分为4个阶段:天然阶段(1955—1968年)、轻微人类活动影响阶段(1969—1982年)、中等人类活动影响阶段(1983—2000年)和强人类活动影响阶段(2001—2015年)。不同阶段内降水-径流关系存在一定差异,特别是21世纪以来,相同降水量条件下的产流量明显偏少,反映了人类活动对区域水文的显著影响。     

河南省旬极端最高气温的时空变化特征

全球变暖背景下极端事件增多、增强,基于河南省107个气象观测站1961—2012年逐旬极端最高气温资料,采用去趋势波动分析方法,分析了河南省旬极端最高气温的时空变化特征。结果表明:河南省平均旬极端最高气温为25.1℃,旬极端最高气温累积离差总体上呈线性下降趋势;站间旬极端气温均方差约1.4℃;站间均方差的累积离差呈现二次函数的上升趋势;107个观测站旬极端最高气温的标度指数均小于0.5,且空间变异性较小。     

清流河流域场次洪水的退水特征及过程模拟

分析场次洪水的退水过程对水利工程的运行调度及水文预报方案的制定具有实际的应用价值。根据清流河流域102场暴雨洪水资料,系统分析了流域的退水过程特征,并采用指数型退水模型对退水过程进行了模拟。结果表明:清流河流域退水流量大小与场次暴雨洪水历时、洪峰大小等因素有关,起退流量介于12~303 m3/s;不同场次的退水系数介于0.01~0.0435之间,长历时暴雨洪水的退水系数相对较小;指数型退水模型能够较好地模拟退水过程。