河道生态基流生态经济价值及其时间变化研究

为了解决普遍采用单方水资源价值计算河道生态基流价值的缺陷,以及探索河道生态基流价值定量化计算新方法,采用水力学方法将河道生态基流从径流量中分离出来,并确定河道生态基流对应水面面积,进而采用当量因子法计算河道生态基流价值和并探索分析了河道生态基流价值的时间变化特征。以渭河干流宝鸡段为例进行研究,结果表明:渭河干流宝鸡段的丰水年、平水年以及枯水年的年平均河道生态基流量分别为5.82 m~3/s、3.59 m~3/s和2.76 m~3/s。近21 a来,该段河道生态基流价值在时间上总体呈下降趋势,该价值多年平均值为5.61亿元,单方河道生态基流价值为6.27元/m~3,单方价值与价值总量变化趋势相反。河道生态基流价值年内变化具有明显的周期性,总体呈倒"V"字型,汛期河道生态基流价值比非汛期大,单方河道生态基流价值与之相反。通过相同区域以及相近区域的河道生态基流价值研究成果以及价值变化特征的对比分析,证明研究成果较为合理。该方法可为河道生态基流合理保障提供定量化依据。     

青藏高原东南部径流特征的空间规律及控制因子研究

采用青藏高原东南部的水文气象资料,对比分析了该地区23个(区间)流域的年径流深、集中度与集中期、基流系数、退水系数等径流特征及其空间分布规律,并进一步研究了这些径流特征的控制因子。结果表明:该地区径流特征的空间分布规律为年径流深从东南(700~1 300 mm)向西北(<400 mm)递减,而集中度则呈相反的空间格局(从<0.44增加到>0.59);退水系数及基流系数,在低海拔地区随高程增大而增大(分别为0.55~0.69、0.51~0.73),但在高海拔地区则随高程增大而减小(0.74~0.42、0.79~0.63)。本研究发现,青藏东南径流特征空间规律的控制因子,具有显著的区域分异:在低海拔流域(平均高程<3 000 m),降水是径流特征的主要影响因子;而在高海拔流域(平均高程>3 000 m),仅径流深和集中度受降水控制,其他特征则主要受温度、冻土、地形等条件的共同影响。可见,由于青藏高原东南部降水和冻土对气候变化敏感,该地区水资源时空分布格局将面临很大的不确定性,对此应予以充分重视。     

基于降雨-径流试验的高寒草甸产流机制研究

对黄河源区高寒草甸产流机制进行研究,为河源区生态环境保护、水资源科学规划管理提供基础水文理论认知。基于野外降雨-径流试验,通过回归分析构建考虑坡度和覆被因子的暴雨和中小雨产流计算模式,精度良好,能够反映暴雨和中小雨2种降雨模式下高寒草甸产流的一般特征。试验结果表明,因草甸土-植体系蓄容能力较强,高寒草甸区地表产流主要发生在暴雨模式下,中小雨模式下的地表产流量一般很小。模式应用表明,草甸发生退化后,暴雨和中小雨入渗均有减少,暴雨模式下退化草甸比高覆草甸入渗减少约12%,中小雨模式下减少约3%。     

堆积体内部裂隙对降雨入渗的影响

降雨条件下滑坡体稳定性与裂隙诱发入渗密切相关。为了探究裂隙发育对堆积体降雨入渗的影响,以澜沧江某巨型堆积体坡表发育的裂隙现象为出发点,设计了均质堆积体和主-次裂隙堆积体2种模型。通过室内物理模拟试验及数值分析,并结合土体中的含水率、基质吸力、湿润锋迁移速度及深度的变化趋势可得出以下结论:裂隙型堆积体在降雨1 h和观测23 h的整个时间段内,其湿润锋迁移变化趋势可归纳为入渗加速→峰值→入渗减速→趋向于0;裂隙的存在为雨水入渗提供了有利的通道,雨水可到达土体深部,形成暂态饱和区,随降雨结束又逐渐消散;降雨在裂隙型发育的堆积体中的入渗过程可分为4个阶段,即前期完全入渗、裂隙下方强烈入渗、补偿加速入渗及水平侧渗。研究结果可为后续滑坡复活机理和稳定性评价提供参考。     

基于降雨资料的雨量预警指标阈值求解模型

为保证雨量预警指标阈值在有效周期范围内发挥预警作用,通过分析现有雨量预警指标阈值的确定方法,提出了基于区域临界雨量法-降雨灾害同频率法-R/S分析法的雨量预警指标阈值求解模型。将该模型应用于江苏省泰兴市降雨时间序列的分析,对最大日降水量时间序列进行阈值确定、趋势分析,并用指标阈值进行预警验证。结果表明,该模型的雨量预警指标阈值确定结果相较单一模型更为准确,且具有一定的时效性,可为农村基层防汛预报预警提供参考。     

1957-2017年泾河流域降雨量及降雨侵蚀力时空变化分析

泾河流域受土壤侵蚀的影响,水土流失较为严重,为对流域水土流失风险评估和防治等提供参考依据,根据1957-2017年泾河流域5个气象站点的日降水资料,运用ArcGIS空间插值、小波分析、R/S分析等方法,分析了该时段降雨量及降雨侵蚀力时空变化规律。结果表明:泾河流域及各气象站点的降雨量与降雨侵蚀力均呈显著正相关关系;泾河流域降雨量与降雨侵蚀力年内分布不均,主要集中在夏季,分别占全年的67.80%和52.86%;泾河流域年均降雨量和降雨侵蚀力分别为496.83 mm和1 481.24 (MJ·mm)/(hm~2·h),年际总体呈波动上升趋势且未来降雨侵蚀力将延续增加趋势,两者均在1996和2009年出现突变点且第一主周期分别为27和17 a;泾河流域降雨量和降雨侵蚀力在空间上均呈从西北到东南递增的趋势。     

鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统在城市道路内涝整治设计中的应用

项目中的市政道路位于已建城区,历年暴雨期间内涝严重,因改造条件受限,拟仅通过雨水管网改造解决内涝问题.为制定经济合理的管网分期改造方案、准确分析内涝成因、预估不同降雨条件时改造方案的实施效果,项目采用鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统进行模型构建,并采用传统推理公式计算法辅助分析.通过软件模拟对现状管网重现期进行评估;对近期管网改造方案在10年一遇、20年一遇、50年一遇降雨条件时的道路积水情况模拟,以验证近期改造效果;通过反复试算最终确定了50年一遇内涝设计标准下的管网改造方案.项目采用鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统辅助方案设计,利用其超标重现期下内涝设计的功能,软件操作以AutoCAD为平台,避免了软件输入数据的处理、转换以及软件模块间的外部耦合,操作过程简单、模型构建时间短.与传统推理公式法计算相比,优化了管道管径,由于该软件目前较少应用于超标重现期下的道路内涝整治设计,可为类似内涝整治工程提供技术参考,且对数学模型法的推广应用具有非常重要的意义.     

防汛泵站放江污染削减对策探索

文中对上海市城区防汛泵站放江污染的关键问题和治理对策进行研究,总结综述管网源头分流、管泥清捞与垃圾拦截、完善截污和试泵设施、运行思路转变升级、畅通截流出路和海绵城市建设6项对策,梳理了9个定量指标用于评价泵站放江改善效果.分析上海市XJ河沿线分流制地区防汛泵站运行案例,通过泵站改造和优化调度方案,充分利用城市下垫面和管网存蓄水能力,放江量削减效果显著.并对不同时段、不同降雨条件下防汛泵站水位差异化控制方式进行分析阐述.     

城镇降雨径流污染控制典型工程案例绩效评估

近些年,我国大面积推广海绵城市建设,已在一些大、中城市相继开展了实际工程应用.然而,依然缺乏有效的评价方法,全面地评价及分析海绵城市工程设施运行效果.文中以典型低影响开发(LID)、合流制溢流污染控制(CSO)和人工湿地示范工程为例,采用熵权-逼近理想解排序(TOPSIS)法模型对其进行工程绩效评估.评估结果表明,人工湿地工程综合绩效最好,LID和CSO工程综合绩效较低.依据评价结果及得分,对3个典型海绵城市工程存在问题提出改进建议,以期为后续城镇降雨径流污染控制工程的建设提供指导.     

支持向量机及其在径流预测中的应用

给出了支持向量机方法(SVM)的思路、特点及关键之处,探讨了SVM在径流预测中的可能性,并与基于遗传算法的门限回归模型(TR) 进行了对比分析。径流预测实例分析表明,在拟合阶段,SVM模型要好于TR模型;在预留检验阶段,SVM模型与TR模型接近。同时SVM模型适合于小样本情况且能达到全局最优。SVM模型用于径流预测是可行的、优越的。