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。     

城市雨水径流多填料优化组合快速渗蓄试验研究

通过雨水径流渗蓄处理系统的填料筛选及多填料分层组合渗蓄处理径流的效能试验,分析了陶粒、稀土瓷砂、沸石、石英砂对城市雨水径流主要污染物COD及重金属Pb、Zn的吸附性能,研究了多填料优化组合快速渗蓄系统对径流污染物的处理效能。结果表明:陶粒、稀土瓷砂、沸石较石英砂具有更好的径流有机物及重金属污染物的吸附、离子交换等性能。将陶粒、稀土瓷砂、沸石组合作为径流渗蓄池的填料,3种填料各填装一层,每层厚度均为30 cm,则自上而下填料不同的填装组合方式,会导致径流渗蓄处理的效果有明显差异。渗蓄池填料自上而下的最佳分层组合为陶粒-稀土瓷砂-沸石,此时,径流COD、SS的渗蓄去除率分别高达94.82%、97.82%,对Pb、Zn的去除效率分别达到81.05%、75.64%,处理出水的COD约为50mg/L、SS约为25 mg/L、Pb、Zn浓度均约为0.13mg/L。对城市雨水径流的处理,该多填料优化组合快速渗蓄池较传统石英砂快滤池更高效。     

资水流域短期/长期综合干旱指数的构建与应用

干旱评估作为干旱灾害监测与防御的一个重要方面,如何准确评价并预测研究区域的旱情是当前研究的热点和难点。基于资水罗家庙以上流域的水文、气象资料,分别计算具有不同时间尺度的干旱指数值,利用主成分分析方法,分别研制基于水文模型的短期/长期综合干旱指数并探讨了其在资水流域的适用性。研究结果表明:短期综合干旱指数和长期干旱指数均能很好识别并评价资水流域的历史干旱。研究成果可为长江流域及其他流域建立和健全干旱监测与预警系统提供重要参考。     

沅水干流安江水文站年径流变化特征及趋势分析

文章应用线性回归法、R/S分析法、Kendall趋势检验法的理论,对沅水安江站1959~2013年实测年径流量时序变化的趋势特性及丰枯演化规律进行了研究。沅水年径流量变化呈减少趋势,但是并不明显;年径流年内分配不均,年际变化较为稳定。通过对沅水安江站年径流量变化特征及趋势分析,为沅水流域治理、水利工程开发、水资源利用提供参考。     

灞河流域近50年径流量变化特征分析

基于灞河流域马渡王水文站1956-2005年实测径流量数据,综合采用年内分配不均匀系数Cu、年内分配完全调节系数CV和集中度指标CR对灞河流域径流量的年内变化特征进行分析;在此基础上,采用Mann-Kendall(M-K)方法对其年际变化特征进行趋势分析和突变研究。结果表明:1灞河河川径流在20世纪50-90年代内大部分年份分配比较集中,21世纪后年内分配较均匀,且年内分配不均匀系数Cu和径流年内分配调节系数CV变化规律一致;2灞河年径流量呈明显减少趋势,置信度水平达到99.7%。四季径流量特征中除冬季外其它季节均下降趋势显著;3灞河年径流量在1961和2002年分别发生两次突变;丰水期在1972、1977、1987年共发生三次突变;枯水期在1977、1983年共发生两次突变,且丰水期和枯水期的径流量趋势基本与全年保持一致。     

基于支持向量机(SVM)的祁连山典型小流域日降水-径流模拟研究

及时准确的日径流预测在流域水资源的合理规划、利用及管理中具有十分重要的作用。本文以支持向量机(SVM)模型为基础,以祁连山典型小流域-排露沟流域为研究区域,建立了流域日降水-径流模型,对流域未来1~7 d的日径流量进行了模拟预测。为检验SVM模型的有效性,模拟结果与人工神经网络(ANN)模型预测结果进行了对比。结果表明:SVM和ANN均表现出了很高的精度;但相比于传统的ANN模型,SVM模型的预测精度显著提高。表明SVM模型在半干旱山区小流域径流预测中有更好的适用性,可以用于流域中长期日径流预测,是资料有限的条件下中长期日径流预测的有效工具。     

北京山区小流域洪峰流量推理公式的修正与比较

小流域洪峰流量计算一直是无资料水文计算的难题。由于北京山区小流域下垫面条件随着山区发展发生了剧烈变化,其暴雨洪水计算方法亟待修正与提高。在野外调研、洪水调查和推理公式深入分析的基础上,提出了运用实测暴雨径流数据修正推理公式的设计净雨,并利用2012年"7·21"特大暴雨后48条小流域的洪水调查数据得到新拟合公式。选取北京改进推理公式、"铁一院公式"、分区经验公式和修正后改进推理公式进行比较7个区县的7条典型小流域设计洪峰流量的计算结果,认为随着小流域暴雨径流观测数据的积累,提出修正推理公式的方法是可以逐步提高推理公式在北京山区应用的可靠性和适应性。     

海绵城市建设的径流控制指标探析

城市化引起的诸多水生态、水环境及洪灾问题均与天然水文条件的破坏紧密相关;水文控制指标是海绵城市建设中的关键控制指标。在调研国际城市雨洪管理的演变及目前城市水文控制指标发展趋势的基础上,提出海绵城市建设所必需的水文控制指标体系概念。该体系包括维持河湖湿地基流与地下水补给的入渗控制指标,减少雨洪面源污染的水质控制指标,防止河道侵蚀的水土侵蚀控制指标,以及避免小量级洪涝和减轻极端洪涝灾害的洪水控制指标。在此基础上,分析了我国在海绵城市建设中缺乏完整水文控制指标体系的现状,并提出了我国目前在建立城市雨洪管理水文控制指标工作中亟待开展的工作,为海绵城市建设中合理确定适合各地具体条件的水文控制指标体系提供研究思路与参考。     

大凌河中游段生态需水量计算研究

根据大凌河中游段朝阳站以及大城子站1970-2013年实测流量资料,运用最小生态径流法和适宜生态径流法计算大凌河中游段适宜的生态需水量,并采用Tennant法对计算结果进行了评价。研究结果表明,采用平水期75%、枯水期80%、丰水期45%的保证率下的适宜生态径流作为大凌河中游适宜生态需水,将使得大凌河中游段生态环境到达一个极佳状态,有利于河流自身的生态健康和河流周围生物栖息地的保护。研究结果可为大凌河中游段生态保护和生态治理提供参考依据。     

新型雨水径流计量用复合堰的设计及率定

针对其他流量计量方法不易监测雨水径流流量的问题,提出一种新型复合堰,用于测量雨水径流流量,新设计的堰由下部三角形堰和上部矩形堰复合而成。根据不同重现期下的雨水峰值流量,确定堰的量程和基本尺寸。通过率定试验,得出不同水头下的流量系数以及流量-水头关系曲线。新型复合堰不仅可以精确测量小流量,而且对大流量也可有效测量,具有较高的量程比和较大的泄流能力。