流域产输沙模型中考虑泥沙来源的动态粒径计算方法

为准确反映泥沙粒径分布特征在不同时间尺度上的变化过程,提高流域产输沙模型的模拟精度,以黄河干流玛曲水文站以上区域为研究对象,根据不同季节的泥沙来源不同这一特点,采用坡面、谷沟、河道各来源的泥沙量作为权重,基于WEP-SED分布式流域产输沙模型对流域产输沙过程中的综合泥沙中值粒径进行加权平均计算,并对采用泥沙固定粒径计算方法和不同来源的泥沙动态粒径计算方法的模型模拟的玛曲水文站输沙率进行比较。结果表明：与采用泥沙固定粒径计算方法相比,采用泥沙动态粒径计算方法可有效提高模型模拟精度,其NSE值从0.601提升至0.706;采用泥沙动态粒径计算方法模拟的泥沙中值粒径呈现汛期小、非汛期大的动态变化规律,其年内分布规律与实测资料一致。     

基于小波分析的断面污染负荷演变 规律研究初探 ——以松花江哈尔滨段为例

采用Morlet小波函数对松花江哈尔滨水源地站1999 } 2008年逐月断面污染物负荷量变化过程进行小波分析,以多时间尺度揭示10年间污染物负荷量年际变化关系。结果表明,1年、2年、5 年时间尺度呈现强周期交替规律,3年、4年呈现弱周期交替规律。污染物负荷量年内变化与地表径流过程基本相符;受2005年松花江污染突发事件影响,该序列存在突变点。     

淮南煤矿采煤沉陷区蓄洪除涝初探

目前我国对于煤矿采煤沉陷区的治理途径仅限于土地的复垦、深挖浅垫、开发湿地等手段,而利用沉陷区做蓄水区,发挥其蓄洪除涝作用的研究案例目前国内比较少见。本文针对淮南矿区的3个主要沉陷区进行了初步分析,摸清了沉陷区的动态变化规律,并预测出未来这些沉陷区的可蓄容积能够极大地缓解当地乃至淮河流域洪涝灾害的压力,同时可以充分利用雨洪资源提高供水保证率,对该地区的防洪除涝及水资源配置具有重大意义。     

封闭内流区域的子流域划分方法研究

对封闭内流区域而言,四周高内部低,水系主要向区域内部汇集,最终消散于湖泊。针对现有子流域划分方法划分封闭内流区子流域时,存在模拟河网提取错误、子流域上下游关系错误等问题,提出一种面向封闭内流区域的子流域划分方法,主要通过对DEM数据进行虚拟出口设置、虚拟河网绘制、流域边界加高3步预处理后再使用现有子流域划分方法实现,并以柴达木盆地为例进行子流域划分应用。结果表明,所提方法提取的模拟河网比较符合实际,且能正确提取出相对独立的四级区和整个柴达木盆地范围,为分布式水文模型模拟应用提供了技术支撑。     

耕作对黄土丘陵沟壑区浅沟侵蚀的影响试验

浅沟侵蚀是黄土丘陵沟壑区重要的侵蚀类型,耕作是黄土高原浅沟侵蚀发生和发展的重要影响因素。浅沟水流的水动力学参数研究是建立浅沟侵蚀物理模型或概念模型的基础。在黄土丘陵沟壑区延安市燕儿沟小流域的坡地上,通过野外放水冲刷试验,初步研究了耕作对浅沟水流水动力学参数变化特征的影响。结果表明:耕作使浅沟水流能量转化耗散规律发生变化,从而使各个水力学参数沿程及不同放水流量时的变化规律发生改变;在未耕作坡面上浅沟水流含沙量随时间的变化关系、弗劳德数随时间的变化关系均呈显著的线性相关;在耕作坡面上浅沟水流含沙量随时间的变化关系、弗劳德数随时间的变化关系呈极显著的对数相关;耕作后的第一场侵蚀性降雨产生的浅沟侵蚀量为全年侵蚀量的25%左右。     

基于分布式水文模型的水功能区设计流量研究

通过建立流域分布式水文模型,并实现对于枯水期流量的有效模拟,结合水功能区设计流量核算规则,提出了基于分布式水文模型的水功能区设计流量计算方法。应用该方法对松花江流域内300个水功能区的设计流量进行了计算,并考虑取用水、下垫面和调水工程等因素的影响,对流域在2020年和2030年水循环情景下水功能区设计流量的变化情况进行了计算和分析。计算结果表明,在未来情景下流域内水功能区设计流量整体呈下降趋势。以松花江干流上设计流量下降幅度较大的扶余站和哈尔滨站所在的水功能区为重点研究对象,提出为上游丰满水库设置230m3/s最小下泄流量的优化解决方案以对干流径流过程进行调控。     

河道烧录算法提取出断裂河网的必要条件探究

河道烧录算法是比较常用的基于实际河网修正提取模拟河网的方法。该方法能有效地提取出同实际河网高相似度的模拟河网。然而,在某些情况下,所提取的河网会产生"断裂"现象。深入研究发现,出现"断裂"的必要条件是:(1)实际河网栅格中存在全局高估栅格;(2)实际河网源头栅格正好位于DEM有效数据边界上。在实际应用中,只要消除两个条件中的任何一个,即可有效地避免提取出"断裂"的模拟河网。     

寒区滨河湿地生态系统碳通量特征及影响因素

湿地碳循环在全球气候变化中起着重要作用,而湿地碳通量特征及其影响因素研究是湿地碳循环研究重点关注的问题之一。基于金河湾湿地涡度相关观测系统的实测试验数据,系统分析了寒区滨河湿地生态系统净碳交换日际和季节两种尺度的动态变化机制,总结了碳源、碳汇变化规律,并探讨了气象要素对净碳交换量和湿地总生态系统生产力的影响。结果表明,金河湾湿地生态系统净碳交换在日尺度上呈"U"型分布,午时左右达到最高值;季节尺度上,自9月中旬至次年4月初表现为碳源,其余时间表现为碳汇,持续时间约5个月,总固碳量约631.62g/m2;相较于其他湿地生态系统,寒区湿地由于气温低、湿度大,净碳交换量和总生态系统生产力相对较小。     

水循环演变中多因素综合影响贡献量分解方法

为了有效计算气候变化和人类活动对流域水循环过程的影响,需对多因素影响贡献量进行分解。由于多因素之间相互影响,单个因素影响量之和,一般并不完全等于所有因素综合影响量,因此传统方法多用于对两个因素进行影响量分解。本文提出一种基于分布式水文模型的分解方法,用于对多个因素进行影响量分解。该方法能综合考虑不同因素之间的相互作用,使得单因素影响量之和恰好等于所有因素综合影响量,并从理论和应用两个方面对此进行论证。相比于传统方法,新方法能更加科学地分解两个及两个以上因素对水循环过程影响的贡献量,同时在基准期和变化期的选择上也更具有灵活性。该方法不仅可用于水循环演变过程中多因素贡献量分析,还可与具有物理机制的模型相结合,应用于大气、环境和生态演化过程的贡献率分析。     

基于高程分段的黄河源区NDVI和水热条件空间分布格局

以黄河源区植被为研究对象,应用MODIS13Q1遥感数据、DEM数据、气象数据以及土地利用类型图,采用基于高程分段的研究方法对研究区NDVI(归一化植被指数)与水热条件空间分布特征进行深入探究。根据NDVI随高程分布特征,将研究区划分为高程段Ⅰ(3 400m),高程段Ⅱ(3 400～4 200m)和高程段Ⅲ(4 200m)。在各高程段内分析植被分布格局、NDVI与水热条件分布特征、NDVI与水热因子响应关系。结果表明:黄河源区内主要植被类型为草地,其面积占源区总面积75%,林地面积占比为7%,农田面积仅占1%。高程段Ⅰ内主要植被类型为农田和草地,高程段Ⅱ内主要植被类型为林地和草地,高程段Ⅲ内基本只有草地。3种不同类型植被NDVI平均值大小为林地草地农田。气温表现为梯度递减的空间分布格局,降水量呈现从东南向西北递减的趋势。高程段Ⅰ属干旱区域,高程段Ⅱ属湿热区域,高程段Ⅲ属干冷区域。3个高程段内水热组合条件最好的是高程段Ⅱ,高程段Ⅲ水热条件较差。植被NDVI在不同高程段内受水热因子的驱动作用不同。高程段Ⅰ和高程段Ⅲ内降水量较低,NDVI主要驱动因子是降水量,高程段Ⅱ的降水量丰沛,影响NDVI的主要因子是气温。