岩溶地区流域水文模型的探讨及应用

本文应用系统分析的方法,研究了岩溶地区的水文基本规律和岩溶水的产生、分布和运动特性,提出了岩溶地区流域水文模型.通过在岩溶发育程度不同的两个流域的验证应用,认为模型精度满意,结构基本合理.     

两种不同类型的水文模型在贵州典型岩溶地区的应用

本文建立了两种不同类型的水文模型以研究岩溶地区特殊的产汇流过程．一种是将人工神经网络应用到岩溶地区,采用成因分析法和自相关分析法确定模型的输入变量,进而建立了Back—propagation（BP）神经网络岩溶水文模型．另一种是根据系统理论方法,建立起概念性岩溶水文模型,并采用遗传算法率定模型参数,进而建立了基于遗传算法率定参数的概念性岩溶水文模型．以贵州普定后寨河流为例,将后寨测站不同时段水文资料对这两种模型进行了检验,并分析比较了两种模型在岩溶地区的适用性．研究结果表明,这两种模型均能模拟及预报岩溶地区产汇流过程;按照相对误差RE、互相关系数R和确定性系数QR这3个指标,所建的BP神经网络岩溶水文模型优于基于遗传算法率定参数的概念性岩溶水文模型．     

新安江模型在岩溶地区的应用

新安江连续径流模型是在研究湿润地区地下水丰富流域地下水产流及汇流规律的基础上,对新安江模型的水源分划结构作了重要改进后建立的.它对地下径流比例较大的地区具有一定的通用性.近年来的实践说明,该模型还适用于我国南方岩溶地区.本文回顾了新安江连续径流模型,文中着重叙述了岩溶地区的水文特性、模型在岩溶地区应用的物理基础和实例.     

新安江模型在乌江独木河流域的应用与改进

为了提高新安江模型在喀斯特地区的模拟精度,以贵州独木河流域为研究对象,使用新安江模型对该流域进行了径流模拟研究.根据模拟分析结果和岩溶地区独特的水文特征,提出了改进新安江模型的3种设想,并对第1种设想(3层蒸散发结构改为2层蒸散发结构)进行了验证.对比分析结果表明,改进后模拟结果的平均确定性系数比改进前的高0.02,改进后的新安江模型可供类似地区的径流分析借鉴.     

一个基于GIS的分布式非线性水文模型

着重研究了确定性水文模型，即采用系统水文学的途径，利用GIS工具，根据流域的水文特性与流域属性，将流域分为若干个子流域．模拟各个子流域的水文特征；将流域水文参数及流域属性的空间分布特征与水文模型藕合，以直接积分的方法解决单输入单输出的模型，并推广到多输入单输出的流域非线性分布式梯级瀑布水文模型，提出了一个计算简便、精度可靠的流域汇流计算模型。     

基于植被岩溶比重指数的岩溶流域岩溶信息提取——以江西省长河流域为例

利用多光谱遥感数据构建合适的指数提取岩溶信息,对于岩溶地表水文参数(如CN值)的确定、流域水文模型的应用、岩溶流域水土流失和石漠化的监测等具有重要作用。以江西省长河流域为研究区,利用Landsat 8遥感数据获取NDVI、FV(植被覆盖度)、LST(地表温度)以及卷云波段,将FV、LST和卷云波段进行主成分分析,提取第一主成分PFLC并构建PFLC-NDVI特征空间,依据该特征空间提出植被岩溶比重指数(VKPI),采用分级阈值法对VKPI值进行等级分值生成VKPI分级图,结合野外实地采集的岩溶数据进行精度验证。研究表明:野外实地采样的岩溶数据与VKPI分级图重合度比较高,总精度为77.44%,Kappa系数为0.713 4。综合了植被指数、地表温度、植被覆盖度等生物物理参数的VKPI,能够较好地提取岩溶信息,并将其与其它地物信息区分开来。     

流域水文模型综述

流域水文模型在进行水文规律研究和解决生产实际问题中起着重要的作用.介绍了具有一定物理成因机制并易于推广应用的新安江模型(三水源)、SACRAMENTO模型、TANK模型等概念性流域水文模型和基于GIS和RS的TOPMODEL模型、SWAT模型和SHE模型等分布式流域水文模型.各种模型结构各异,构思各有特点.应理性的看待这两类模型,汲取它们建模思想的精髓,以推动流域水文模型研究的进一步发展.     

沁河流域地表水与地下水转换的模拟

黄河中游的沁河流域中下游水文地质情况复杂,地表水地下水转换频繁。为研究该流域水资源形成转换规律,建立了一个基于相似水文响应单元的物理性分布式水文模型,模拟了人类活动用水影响下的水文过程,用简化的渗流模型模拟成层岩溶地区地下水运动。经参数率定和1986—1998年长系列模拟,结果显示:沁河流域水资源量主要受降水影响,地表水与地下水转换量占地下水资源量80%以上。超采地下水导致地下水位下降,引起地表径流量显著减少。成层岩溶影响到多个水文过程,地表水与地下水转换随着岩溶发育而动态变化。     

灌江流域岩溶环境与石漠化

石漠化是岩溶地区脆弱的岩溶地质基础上形成的一种荒漠化现象,它的产生与岩溶环境条件直接相关。通过对流域内的岩性、地貌、岩溶形态、表层岩溶带、地下管道在岩溶水系统中构成的水文网络及动态变化等岩溶环境特征的调查研究,论述了不同环境条件下,对生态环境影响程度及其产生的后果。根据石漠化的分布现状与岩溶环境特征之间的关系,分析石漠化的发展趋势。     

流域水文模型发展研究

本文基于笔者多年从事流域管理及研究的相关工作经验。以流域水文模型的国内外发展现状为研究对象,在参考国内外众多文献的基础上。分析了当前水文模型的分类,详细论述了国内外水文模型领域的发展概况,探讨了未来的发展方向,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

喀斯特流域地貌类型对枯水径流特征的影响分析

从水文地貌流域系统的角度出发,分析喀斯特流域地貌类型与枯水径流的关系,并作枯水流量频率分析计算,按地貌形态组合类型把流域分为喀斯特流域、喀斯特化流域和非喀斯特流域3种类型,初步建立喀斯特流域地貌类型对枯水影响的回归方程并检验,揭示喀斯特地区枯水径流的规律,为分析和预测枯水径流提供理论依据。     

论北京平谷新生代盆地的成因*

通过对北京市东北部平谷新生代盆地地层岩性、水文条件、深部构造、微小地震和盆地形态特征综合分析,提出平谷盆地并非第四纪断陷盆地,而是岩溶塌陷盆地的新认识。综合研究认为平谷盆地内基岩断裂可能大量发育;但新生代夏垫-马坊断裂带并没有在平谷盆地内发育;造成平谷盆地新生代断裂密布假象的原因是基岩埋藏古地貌;平谷盆地古溶洞形成时代可能为上新世-早更新世,盆地可能在早更新世发生塌陷,形成最初的盆地雏形。     

喀斯特流域地貌产流机制与产流特征

本文运用喀斯特流域水文地貌系统的观点［３］，把喀斯特地貌形态特征作为影响流域产流机制的重要因素之一，较深入地探讨了流域地貌产流机制、产流模式、产流面积及其产流特征之间的关系。最后，利用喀斯特流域径流试验场实测水文资料，验证了文献［１２］提出的喀斯特流域地貌产流模型在实际应用中的可行性，为无实测水文资料的中小喀斯特流域的产流量预报开辟了一条新的途径。     

广西岩溶峰丛流域雨洪产流系统模型_以奇庚江范团以上流域为例

本文在考虑广西岩溶峰丛流域产流物理机制和主要特点的基础上,建立了一个岩溶峰丛流域雨洪产流的系统模型.模型中用产流系统→子系统→单元的嵌套系统结构,照顾了岩溶峰丛流域不闭合的特性以及产流损失无上限的特性,用产流损失需水概念推出e指数型产流计算公式及各参量计算方法.本文还通过个例计算,检验模型应用效果;通过不同方案计算成果对比表明,本模型的计算合格率有较明显提高.     

祁连山北部流域水文相似性与出山径流总量的估计

祁连山北部河流的出山径流对河西走廊水资源的形成具有决定性作用.过去对大型出山河流的水文观测和分析基本确定了祁连山北部的降水产流模式,但由于小型河流缺少观测,对出山径流总量的估计仍然存在很大的不确定性.本文根据疏勒河流域、黑河流域和石羊河流域山区水文观测和气象数据,采用统计模型分析了祁连山北部流域降水-径流关系的相似性.结果表明流域出山流量与汇水面积呈现非线性增加趋势,而蒸散系数随干旱指数增大按照一定的非线性趋势下降.高程效应使得流域出山流量近似取决于平均降水量的单一函数,由此估算出祁连山北部的全部出山流量可达(72.3~84.3)×10~8 m~3·a~(-1),其中石羊河流域、黑河流域的计算结果都大于前人估计值.疏勒河流域的蒸散作用偏强,径流估计值需要进行校正.流域水文相似性有利于减轻水文和气象观测不足造成的影响.     

岩溶地区城市地貌演变与生态持续能力

人类活动已成为城市地貌及生态环境的演变重要因素。本文通过一些岩溶地区城市出现的生态环境问题，分析了岩溶城市地貌对生态环境，特别是气侯系统、水文系统及地质灾害的影响，特别是负面影响。并相应地提出了保持城市生态持续能力的一些措施。     

分布式格林-安普特降雨径流模型研究

构建了一种基于网格计算流域蒸散发及产汇流的分布式格林-安普特降雨径流模型,并选择陕北黄土高原地区两个半干旱流域为研究区域,研究该模型在半干旱地区的应用效果。结果表明：在两个半干旱流域,分布式格林-安普特降雨径流模型的应用效果好于GA-PIC模型和格林-安普特模型,尤其对于洪峰的模拟精度更高;分布式格林-安普特降雨径流模型中基于网格的坡面汇流与河道汇流模块能够更准确地计算出径流汇集到流域出口断面的时间;分布式格林-安普特降雨径流模型能更精确地计算出流域不同位置的产流过程,并准确地模拟流域产流面积分布情况;半干旱地区降雨时空分布不均,超渗产流主要受降雨强度的影响,降雨观测精度对径流预报精度影响较大。     

塔里木河流域水量统一调度自校正模型应用

我国多数流域存在水资源供给不足的问题,全流域水资源统一调度是解决这一问题的重要措施.2000年黄河流域调水引入自适应理论,首次实现了全流域自适应水量调度.塔河流域没有像黄河干流五大水库那样的水量调度大型调节杻纽,全流域水量调度工作难度更大.本文根据模型库思想,综合水文预报、社会经济需水预测、生态需水预测、水量分配和河道径流预报等模型,将自校正技术引入到塔河流域的水量调度工作中,依靠滚动的来水预报数据,动态修正水调目标,开发了塔里木河流域水量统一调度自校正模型.在2004到2005年度的水量调度工作中,将模型结果与现行调度方案进行了对比,实践表明该模型具有更高的灵活性,更能反应水资源的变化.