黄土地区小流域次暴雨侵蚀产沙研究

通过坡面模拟降雨实验，分析了黄土地区坡面降雨径流产沙过程的主要影响因素，建立了坡面径流含沙量与坡面流量、前期土壤含水量、土壤干容重之间的定量关系。应用实测资料分析了黄土地区暴雨径流侵蚀产沙特点，建立了考虑流域前期土壤含水量和径流涨落段的含沙量与流量之间的水沙传递关系，建立了小流域次暴雨侵蚀产沙模型。经用实测资料计算检验，此模型对小流域次暴雨侵蚀产沙过程及产沙总量的计算结果都具有较高的精度。     

基于GIS的黄土高原水蚀区土壤侵蚀分析——以窟野河流域为例

利用GIS技术的空间分析功能,研究了降雨、地形、土壤类型和土地利用类型等因子对黄土高原水蚀区--窟野河流域土壤侵蚀强度的综合影响.结果表明,除流域西北部侵蚀强度较低外,中部至南部侵蚀强度均较高,且由北向南呈增高趋势.这对于防治水土流失、治理土地沙漠化、恢复生态环境具有一定参考意义.     

流域泥沙过程机理分析

黄土高原地质地貌复杂，是黄河流域的主要泥沙源区，并以黄土丘陵沟壑区和黄土高塬沟壑区为代表．沟壑区的不同部位具有不同的侵蚀产沙现象，并在不同的空间尺度上表现出迥异的水沙运动规律．为此需将流域分为坡面与沟道两大系统分别研究，本文描述坡面侵蚀产沙、沟坡区重力侵蚀和沟道水沙运动的主要现象，分析各水沙过程的主要机理．揭示出可依据坡面径流建立坡面侵蚀产沙模型；根据水流的诱发作用，用沟坡土体失稳的随机力学模型模拟沟坡重力侵蚀；考虑影响水沙运动的多种要素，建立沟道系统的高含沙水沙模型．流域泥沙过程机理的研究为建立符合实际物理图景的水沙模型系统，完成流域泥沙过程模拟提供基础。     

黄河中游小流域产沙机理与治理对策

选取黄河中游河段上的支流：皇甫川、窟野河、无定河上一些小流域作为典型流域进行分析研究，根据下垫面差异，将产沙区分为黄土区、基岩区、风沙区、通过各产沙因子对侵蚀产沙影响作用的分析，对三种产沙区进行定性到定量分析，全面研究了黄河中游产沙机理，并进一步提出了治理对策，本文研究的典型流域指基本上具有单一下垫面物质组成的流域。     

地貌条件与土壤侵蚀关系的定量研究——以窟野河流域为例

在实地考察的基础上,运用数理统计相关分析法,对窟野河流域地貌条件与土壤侵蚀的关系进行定量分析.结果表明,窟野河流域相对高度和平均坡度与土壤侵蚀模数的关系分别为线形和幂函数正相关;平均坡长与土壤侵蚀面为幂函数负相关.     

藏东南尼洋河流域降水径流水量平衡问题

为了深入分析藏东南尼洋河流域水文特征及产汇流机理,对该流域降水径流水量平衡问题进行研究。基于尼洋河流域工布江达、巴河桥、更张等水文站日降水、流量等水文气象观测资料,对采用传统泰森多边形法计算的尼洋河流域面平均雨量小于径流量这一现象进行分析,提出降雨径流水量平衡问题;针对尼洋河流域地形地貌特征、降水空间分布规律和测站分布的实际情况,提出尼洋河流域面平均雨量分布式计算方法,并进行了实例计算。计算结果表明:目前对尼洋河流域降水空间分布特征缺乏正确认识;采用传统的泰森多边形法计算面平均雨量是导致出现水量不平衡问题的主要原因。指出尼洋河流域面平均雨量计算应考虑降水的垂直分布差异。     

岚河流域产沙量的影响因素分析

通过对岚河流域土壤侵蚀现状及降雨、径流、泥沙资料的研究，发现该流域年有效降雨量、有效降雨强度、年洪峰总量与流域产沙量之间有着较好的相关关系。这一发现不仅满足了流域产沙预报的要求，而且还为该流域的流域综合治理提供了科学依据。     

降雨对广西梧州滑坡灾害的影响分析

为了研究降雨对梧州地区滑坡的影响,在收集整理梧州地区2005~2012年的滑坡资料和降雨资料的基础上,分析梧州地区滑坡发生的规模、时空分布,以及滑坡与降雨天数的相关性。采用前期有效降雨量模型研究梧州的临界雨量,并用实例加以验证。研究结果表明:梧州在降雨的作用下,易发生小型的浅层土质滑坡;梧州市的滑坡集中发生在每年6月份,暴雨频次和暴雨强度在6月份达到最大值;梧州市的滑坡地质灾害与暴雨关系非常密切;梧州市滑坡灾害基本发生在暴雨发生的当天或者暴雨发生的第二天;梧州市滑坡灾害的临界有效雨量为连续两日累计有效降雨量为300 mm,临界雨强为150 mm/d。研究成果可为梧州地区滑坡灾害的预警预报提供理论依据。     

流域泥沙过程模拟中的河道输沙计算

全流域的水沙过程包括降雨产流、汇流的全过程，以及泥沙侵蚀、输移、沉积的不同运动形态．对这一物理过程的全面描述有其必要性和现实意义．在数字流域中，将流域水沙过程概化为坡面产流产沙、沟坡区重力侵蚀、沟道水沙运动及河道水沙输运四部分．其中，前三部分的计算能为中下游河道水沙计算提供入口边界条件．本文对前三部分的内容只作简要介绍，重点以一维水动力学模型为工具，以1977年为典型年，完成了流域泥沙过程模拟过程中干流河道输沙计算，并对龙门站的预测水沙过程和实测水沙过程龙门一三门峡河段进行了演算和对比．结果表明，用预测龙门站水沙过程计算中下游河道的水沙演进是可行的．     

1976—2020年弥河流域不同等级降雨时空分布特征

为了对弥河流域的降雨特征及未来演变趋势进行研究,基于流域15个气象站1976—2020年的逐日降雨数据,应用Mann-Kendall检验、反距离插值和重标极差(R/S)分析法,研究不同等级降雨量与降雨时间的时空分布特征,并探讨不同等级降雨对年降雨的影响以及流域未来降雨结构的发展趋势。结果表明：研究期内弥河流域年降雨量呈逐年增加趋势,除大雨外,其他等级降雨量呈增长态势,降雨时间总体呈减少趋势,仅中雨、暴雨时间呈增加态势;流域年降雨量从上游向下游呈递减趋势,与大雨、暴雨空间变化一致,年降雨时间与小雨时间空间分布格局一致;中雨对年降雨量的贡献率最高,为27.99%,小雨的发生率最高,为72.07%;相关性分析显示,流域年降雨量与降雨时间分别受暴雨降雨量、小雨时间的影响最大;流域暴雨降雨量、暴雨时间与年降雨量都表现出较强的持续性,未来变化趋势与过去相一致,降雨等级存在向暴雨转变的趋势。     

城市居民小区SWMM降雨径流过程模拟——以营口市贵都花园小区为例

为克服没有实测数据校准SWMM（storm water management model）的难点,选用传统的径流系数法,从降雨径流总量以及降雨径流过程2方面来验证SWMM.结果表明,SWMM模拟的场次降雨径流总量以及年降雨径流总量与径流系数法估算的径流量的相对误差在可接受范围内,并且模拟的降雨径流过程与径流系数法推算的径流过程匹配结果也较好,说明SWMM能够较好地用于城市降雨径流总量以及过程的模拟,为后期进行降雨径流污染物总量及产生规律的研究提供了工作基础.     

基于坡面径流输沙模型的湘中红壤丘陵区土壤有机碳流失模拟研究

坡面径流是泥沙和土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)流失的主要动力.本研究以典型湘中红壤丘陵区坡耕地(翻耕和免耕)为研究对象,通过野外径流小区模拟降雨试验,对已建立的以径流率为变量的对数线性回归坡面径流输沙模型进行修正,并结合泥沙中SOC的富集特性,建立湘中红壤丘陵区的坡面SOC流失模型.研究结果表明:坡面SOC流失模型能够有效地应用于湘中红壤丘陵区次降雨过程中坡面SOC流失的模拟中,且具有较好地模拟效果,SOC流失率模拟平均误差在30%左右,决定系数在0.85以上;同时模拟结果表明,泥沙和SOC流失过程在坡面径流侵蚀影响下呈现波动状态,表现为产流开始后10min泥沙和SOC流失呈增加趋势,其后在波动中逐渐趋于平稳;通过比较翻耕和免耕条件坡面径流输沙和SOC流失模型,结果显示侵蚀性降雨条件下,翻耕方式泥沙和SOC流失率大于免耕方式.非侵蚀性降雨条件下,翻耕方式泥沙和SOC流失状况与免耕方式一致.     

降雨历时和重现期对洪涝风险的敏感性和转移——以济南市大寺河流域起步区段大桥分区为例

为研究降雨历时和重现期对洪涝风险的敏感性和转移影响，构建了3种降雨历时和7种重现期的芝加哥降雨雨型，并建立了相应的MIKE FLOOD耦合模型，模拟了21种降雨情景下的洪涝过程；基于模拟结果，分别从洪涝空间分布、水动力特性等方面开展分析。结果表明：（1）1风险级主要位于城镇道路，5风险级主要分布于耕地、绿地和林地等径流系数较低的用地处。（2）各风险级积水总量峰值和积水总峰值均随降雨历时和降雨重现期的增加而增加，且对低重现期和短降雨历时更为敏感。（3）各洪涝等级的积水峰值面积随洪涝等级的增大逐渐增大，均随降雨历时增加而增加，增幅整体上为增长趋势。2风险级的积水峰值面积对重现期的变化敏感性最强，5风险级的积水峰值面积对重现期的变化敏感性最低。1、2风险级的积水面积峰值对短降雨历时更敏感，3、4、5风险级的积水面积峰值对长降雨历时更敏感。（4）当降雨历时相同时，随着重现期的增加，只发生无风险等级向有风险等级和从高等级向低等级转移的过程。随着降雨重现期的增大，研究区主要发生无风险到5级、5级到4级两个转移过程，且对低重现期的变化更敏感。本研究可为雨洪管理研究提供科学参考。     

泾河流域淤地坝拦沙对降雨的响应分析

采用回归统计方法对泾河流域淤地坝拦沙对降雨的响应关系进行了分析。通过降雨—产洪产沙—淤地坝拦沙关系的定量研究,提出了不同年代淤地坝拦沙量与降雨因子的响应关系式及其阈值;从实用角度给出了淤地坝年拦沙量的预估公式;简析了淤地坝拦沙量与减蚀量的尺度关系。结果表明:泾河流域淤地坝年拦沙量大于阈值1000万t/a对应的降雨阈值分别为最大1日降雨量大于40 mm、汛期降雨量大于350 mm和年降雨量大于450 mm;黄河中游地区不同空间尺度流域的淤地坝拦沙量与减蚀量均呈正比关系。随着流域空间尺度(面积)的减小,淤地坝减蚀量占拦沙量的比重呈增大趋势。     

城市防汛泵站的多级排队选址模型及优化算法

考虑城市暴雨的空间与时间分布特点,选用合适的地表径流系数计算雨水口汇集的待排水量.将暴雨在雨水口汇集、管道传输和泵站排出的过程看作为一个多级串联的排队系统,同时根据城区不同重要等级确定其排水等待时间约束,通过计算防汛泵站及管网的建设与运营费用,构建以总成本和最长排水等待时间为双目标的城市防汛泵站选址模型.通过嵌入禁忌搜索算法改进遗传算法,求解复杂的防汛泵站非线性选址问题.实际案例分析表明多级排水理论可以较好地模拟城市排水系统,也指出排水泵站数量、泵站地址及暴雨重现期等对城市排水系统有重要影响.     

风暴潮作用下泥沙运动和岸滩演变研究综述

对风暴潮作用下泥沙运动和岸滩演变的研究进行了归纳、总结和评述,包括风暴潮作用下泥沙输移运动研究、泥沙运动相位滞后规律、风暴潮作用下岸滩演变规律以及作用后风暴剖面的恢复、海平面上升对岸滩演变的影响,探讨了风暴潮条件下Bruun法则的适用性。为了对风暴潮作用下泥沙运动、滞后效应和岸滩演变规律的机理有更加确切地把握,开展相应的实验室研究势在必行。而风暴潮的概化模拟是后续研究需要突破的方向。在海平上升的情况下,Bruun法则可能不再适用于风暴潮作用下的岸滩侵蚀研究。     

持续强降雨天气下地质危险区灾害特征提取

采用当前方法在持续强降雨环境下提取地质危险区的灾害特征时,不能准确的计算特征因子对应的权重,提取到的特征精准度较低。基于此,提出持续强降雨天气下地质危险区灾害特征提取方法,选取坡度、起伏度、地表切割密度、地表切割深度、河网密度、植被因子和降雨因子作为持续强降雨天气下地质危险区的灾害特征因子。基于专家权重系数通过群组AHP聚类分析法计算个体差异系数和群体一致度系数,采用线性加权法结合个体差异系数和群体一致度系数获得特征因子对应的最终权重,选取权重较高的特征因子作为地质危险区的灾害特征,实现持续强降雨天气下地质危险区灾害特征的提取。实验结果表明,所提方法可准确的计算特征因子对应的权重,特征提取精准度高。     

云南5月强降水天气与亚洲季风变化的关系

 利用相关分析和EOF方法,研究了云南5月大雨、暴雨日数与亚洲季风这一大尺度气候环流背景变化的关系.研究结果表明,云南5月强降水天气与南亚季风强度指数相关较好,其中同期5月,相关系数为0.493,前期4月,相关系数为0.447,均超过了99%的显著性水平;其次是前期1月,相关系数为0.312,通过了95%的显著性检验.而云南5月强降水天气仅与前期4月南海季风强度指数相关较好,相关系数为0.415,通过了98%的显著性检验,与其他月份相关不显著.同时11a滑动相关系数也清楚地反映了南亚季风对云南5月强降水天气的影响大于南海季风.另外,利用EOF方法,获得了云南5月大雨、暴雨日数3种主要的空间分布型:全省一致型(除昭通市)、西部和东部、南部相反型以及东部和西部、南部相反型.第1类型与亚洲季风强度指数关系较为密切,特别是与南亚季风;第2类型主要与南海季风相关较好,第3类型受亚洲季风强度的影响不大.