东江流域土地利用变化对径流的影响分析

将流域水文模型HSPF与元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)土地利用预测模型结合,定量评价了东江流域未来土地利用变化的径流响应;并且模拟分析了不同降雨情景下土地利用变化的水文响应。结果表明:HSPF模型可以较好的模拟东江流域的月径流过程,可用于东江流域长期水文变化的评价与研究;未来土地利用变化引起的总径流的改变较小但是地表径流的变化较显著;未来土地利用变化情景下高、低流量值都有所增长,随着城镇建设用地面积比例的进一步增加高流量值随之增长而低流量减少;随着降雨量的增加,径流对于未来土地利用变化的响应程度减弱,降雨量减少,未来土地利用变化的水文效应增强;总的来说,4种降雨情景下未来土地利用变化对总径流的影响都不大,但是对地表径流有较显著的影响。研究过程和结果可为东江流域水资源规划及相关管理决策提供参考。     

新疆玛纳斯河径流波动与北大西洋涛动的关系

对新疆玛纳斯河流量资料、北疆地区温度、降水资料进行整理,分析了其变化的特征和规律,并将其与北大西洋涛动指数进行了对比分析.研究发现,冬季北大西洋涛动指数与玛纳斯河冬季流量呈现显著的正向变化关系,夏季两者的关系则相反.利用交叉小波变换,分别发现了冬、夏季北大西洋涛动指数与玛纳斯河流量变化关系最密切的振荡周期.文中还发现冬、夏季北大西洋涛动指数与北疆温度、降水的变化也存在显著的相关关系.     

漠阳江流域水环境容量的时空分布特征研究

针对实测径流资料较缺乏的漠阳江流域, 通过流域水文模型HSPF(hydrological simulation program-Fortran)模拟各支流和子流域详细的径流时空特征, 利用一维稳态水质数学模型计算不同时间和空间上化学需氧量(COD)和氨氮的水环境容量。结果表明: 1) 在漠阳江流域, HSPF模型对年与月径流模拟的相对误差小于15%, Nash-Sutcliffe系数大于0.9; 水质模型的相对误差在 10%左右, Nash-Sutcliffe 系数大于0.8; 2) 在90%, 50%和10%保证率下, 漠阳江流域COD的环境容量分别为16.45, 21.84和24.97 万t, 氨氮的环境容量分别为0.51, 0.88 万t 和1.14 万t; 受径流季节波动影响, 枯水期与丰水期季节水环境容量差异明显; 1月份的水环境容量及其变差最小, 6月份的水环境容量及其变差最大; 3) 空间分布上, 漠阳江干流流域承载力较大, 一级与二级支流的承载力较小。因此, 在水文资料缺乏的流域, 可基于HSPF模型模拟的水文条件, 开展水环境容量的时空分布分析, 为水环境容量总量控制方案的制定提供指导。     

HSPF模型及其在非点源污染研究中的应用

HSPF（Hydrological SimulationProgram-Fortran）模型是将数学方法应用于水文计算和预报形成的流域水文模型,可对陆地表面、亚表面和地下水的水文路线以及污染物的输移进行模拟,广泛应用于不同尺度流域的非点源污染模拟研究,为流域管理措施的制定和实施提供有力的依据．本文总结了HSPF模型的发展过程、模型的结构特点,分析了该模型在国内外应用实例中的可靠性以及存在的问题．最后根据该模型的限制因素,指出了应用中的改进方向．     

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。     

长江下游镇江至吴淞段潮位相关途径预报方法

选择镇江、江阴、浒浦、七浦、吴淞口等潮位站为研究对象,通过分析沿江各潮位站日平均水位的影响因素,利用多元线性回归建立了沿江各站日平均水位与上游大通站日平均流量过程的相关关系;在此基础上,考虑到沿江各站日平均水位除了与上游大通站流量有关外,还与吴淞口天文潮的大小有关,增加了能够反映潮差大小的相关因子,有效提高了相关方程的...     

密云水库流域非点源模型系统

以密云水库流域为研究背景,在对流域内各类污染源调查的基础上,集成应用流域数字高程模型(DEM)、土地利用、土壤、气象、水文与水质、农业管理措施等数据,建立了基于SW AT模型的密云水库流域非点源模型系统,并采用长系列实测数据对模型系统进行了参数率定和模型验证。结果表明,无论是潮河还是白河流域,径流和泥沙的模拟结果较好,决定系数(r2)和N ash模拟效率系数均达到了0.77以上;潮河流域入库总氮、总磷负荷的模拟结果要优于白河流域。研究表明,基于SW AT模型构建的非点源模型系统完全能应用于密云水库入库的非点源污染负荷模拟和预测。     

雅鲁藏布江奴下水文站以上流域水文过程及其对气候变化的响应

以雅鲁藏布江奴下水文站以上流域为研究对象,针对缺资料流域的水文计算和预测问题,采用流域水文模型THREW,用地面气象观测、遥感植被覆盖和积雪面积等资料,基于断面水文监测数据对模型进行率定,应用CMIP5数据对径流演变进行预估。结果表明:对于雅鲁藏布江奴下水文站以上流域,THREW模型对1991—1995年率定期月径流模拟的纳什效率系数为0.75,对1996—2000年验证期月径流模拟的纳什效率系数为0.76;IPCC AR5所设置在CO2排放量最大的情况下,径流明显增加。     

长三角小流域AnnAGNPS模型参数敏感性及适用性评价

【目的】研究年度农业非点源污染模型(Annualized agricultural non-point source pollutant loading model,AnnAGNPS)在沛桥河小流域的参数敏感性与适用性,为长三角地区的流域综合管理工作提供数据支撑和科学依据。【方法】以长江中下游水阳江水系沛桥河小流域为研究区,采用差分灵敏度分析(differential sensitivity analysis,DSA)方法进行参数敏感性分析,通过相关系数(R²)、效率系数(E)以及相对误差(E_R)来综合评价模型的适用性。【结果】对研究区径流、总氮与总磷输出模拟最敏感的参数是径流曲线数(CN),对泥沙输出模拟敏感性程度最高的参数是CN、土壤可蚀性因子(K)、水土保持因子(P)与作物管理因子(C),且均呈正相关影响特征。验证期(2015—2018年)汛期与非汛期径流、泥沙、总氮与总磷的相关系数(R²)、效率系数(E)均大于0.80,相对误差(E_R)的绝对值均小于12%;模型对径流与泥沙汛期的模拟精度均高于非汛期,而对总氮与总磷负荷非汛期的模拟精度略高于汛期。【结论】校准后的AnnAGNPS模型应用于沛桥河小流域的模拟效果较好,可用于辅助长三角低山丘陵区农业小流域非点源污染与水土流失管理决策。     

基于气象水文水动力耦合模型的流域尺度洪水预报方法： 以北江流域为例

针对中小流域目前径流和淹没预报难度较大且精度偏低的问题,本文以北江流域为研究对象,构建降雨径流-洪水淹没模型。在非耦合情况下,基于WRF-Hydro模式构建北江流域水文模型,通过对主要参数率定,优化了WRF-Hydro水文模型,模拟了流域的产流、汇流等水循环关键要素。在耦合情况下,将WRF-Hydro模式模拟的径流过程作为CaMa-Flood模型的边界条件,从而实现对整个流域的洪水淹没模拟。研究结果表明：在经过参数率定的WRF-Hydro水文模型中,针对验证期的5场典型洪水事件,皮尔逊相关系数均高于0.8,纳什效率系数在0.52至0.71之间,在预报期的三个洪水事件中,洪峰的平均误差为22.2％。在水文水动力模型耦合后,能够准确地捕捉洪水淹没与降雨强度、洪水流量变化之间的关系,进而提供洪水发生后洪泛区的淹没深度和范围等关键信息。本文构建的降雨径流-洪水淹没模型能够适用于地形复杂、降雨时空分布不均匀的北江流域,为类似半湿润流域的洪水预报提供了有益参考,同时也为水文水动力模型耦合的研究奠定了基础。     

基于不同气候变化情景的东江流域水资源量预测研究

采用半分布式水文模型HSPF,结合1978-1998年东江流域实测气象数据和5个气候模式在3种RCP气候情景(RCP8.5,RCP4.5,RCP2.6)下基准期(1960-2000年)和未来时期(2020-2070年)降水、蒸发情景模拟结果,在对东江流域径流模拟检验基础上,对2020-2070年东江流域水资源量做了深入分析。结果表明,HSPF模型能很好模拟东江流域年、月径流以及洪水期径流变化,博罗站的NASH系数均超过0.81,PBIAS低于10%,RSR低于0.45;所选取气候模式能很好的反映研究流域气象数据在年内分布情况。对未来气候和东江流域水资源量模拟结果表明:1 2020-2070年不同气候变化情景下东江流域降水及蒸发量在RCP2.6和RCP4.5情景下均呈上升趋势,而在RCP8.5情景下,东江流域蒸发量则呈现下降趋势;2未来东江流域多年月均径流量呈增加趋势;3未来东江流域不同频率下的洪水和枯水流量均呈不同程度的增长。相对于基准期,未来时期的洪水天数呈增长趋势,洪水灾害有加剧态势。     

基于WARMF模型的杭埠-丰乐河流域泥沙模拟的初步研究

研究了WARMF模型在杭埠-丰乐河流域的水文、泥沙模拟适应性能以及流域SS非点源时空变化特征。利用流域地貌-土壤分布对应关系、土壤剖面结构、地下水位埋深等条件,研究了子流域的平面分组与剖面土层结构的确定,较大程度上降低了模型参数的校准难度与不确定性。利用2000-2003年水文、泥沙观测数据,对模型水文、泥沙参数进行了校准与检验,表明：WARMF在研究区具有较好的水文、泥沙模拟适应性能。基于全流域-支流域-子流域3种尺度分析了流域SS非点源空间变化特征,表明：流域SS非点源入河负荷主要源于农林区贡献;杭埠河支流是泥沙流失控制的重点;A,B,C三级子流域是SS非点源控制的关键区。流域SS非点源出口负荷随时间变化研究表明,5-8月是SS非点源控制的关键时段。     

基于WARMF模型的杭埠-丰乐河流域泥沙模拟的初步研究

研究了WARMF模型在杭埠-丰乐河流域的水文、泥沙模拟适应性能以及流域SS非点源时空变化特征。利用流域地貌-土壤分布对应关系、土壤剖面结构、地下水位埋深等条件,研究了子流域的平面分组与剖面土层结构的确定,较大程度上降低了模型参数的校准难度与不确定性。利用2000—2003年水文、泥沙观测数据,对模型水文、泥沙参数进行了校准与检验,表明:WARMF在研究区具有较好的水文、泥沙模拟适应性能。基于全流域—支流域—子流域三种尺度分析了流域SS非点源空间变化特征,表明:流域SS非点源入河负荷主要源于农林区贡献;杭埠河支流是泥沙流失控制的重点;A、B、C三级子流域是SS非点源控制的关键区。流域SS非点源出口负荷随时间变化研究表明,5—8月是SS非点源控制的关键时段。     

基流分割对城市雨洪过程模拟的影响研究

准确预报洪水过程对城市防洪减灾至关重要．基流一般是指来源于地下水,河道中常年存在的基本径流,在进行城市洪水模拟时对模拟结果具有重要的影响．为提高模型模拟精度,本文构建了济南市主城区流域SWMM（storm water management model）,借助基流水平分割法处理模型率定所需流量数据,将基流分割前后流量数据应用于模型率定和验证,模拟6场不同历史暴雨洪水过程并定量评价基流分割前后的模拟效果．研究结果表明:基流量大小约占洪峰流量的10%,对洪水模拟结果影响较大;当采用原始流量数据率定模型时,未区分降水和其他径流组分来源,模拟效果一般（纳什效率系数均值为0.532）;当使用基流分割后的流量数据时,模拟精度明显提高（纳什效率系数均值为0.765）,场次暴雨模拟精度平均提高43.7%,洪峰流量相对误差降低3.59%,对峰现时间误差等洪水过程波动趋势特征影响不明显．本文拓展了基流分割在城市雨洪模拟中的应用,并为相关部门在城市暴雨洪水灾害预报预警方面提供了一定的科学依据和技术支撑．      

内蒙古洮儿河流域河流流量预测方法

以内蒙古洮儿河流域为研究对象，选取阿尔山气象站、索伦气象站和索伦水文站数据，分析了洮儿河流域累日降水量与索伦水文站流量相关关系，并以累日降水量为主要指标，利用神经网络模型，对流域内重点断面流量进行预测，以期为洮儿河水文站流量预测提供依据。     

淮河流域降雨时空变异与信息熵分析

基于淮河流域蚌埠闸以上173个雨量站1956—1997年共41年的日降雨资料,采用Hurst系数法和信息熵方法分析了淮河—沙颍河流域降雨时空变化规律。结果表明:淮河干流与沙颍河中上游大部分地区的Hurst系数都小于0.5,而涡河流域则大于0.5,淮河—沙颍河流域与涡河流域降雨存在一定的地区差异性;在流域南部,各站的年降水在时间上具有比较强的随机性,降水量的大小也比较接近,该规律在流域北部不明显;全流域与1号、2号和3号子区域的空间熵的变化有较高的相似性,与4号、5号和6号子区域的相似性则比较小,主要原因是4号~6号子区域同属涡河流域,与淮河—沙颍河流域存在一定的差异性,这与基于Hurst系数方法得到的结果类似。     

基于神经网络与半分布式水文模型相结合的缺资料区径流估计模型 ——以莺落峡流域为例

针对黑河上游莺落峡流域海拔较高区域降水缺测问题,基于半分布式水文模型TOPMODEL,利用神经网络(ANN)融合海拔较高区模拟降水与流域稀疏站点观测作为降水输入计算产汇流,并利用粒子群优化算法进行参数全局优化以同时率定TOPMODEL与ANN参数,从而构建基于ANN与半分布式水文模型TOPMODEL相结合的径流估计模型P-NN-TOP.利用1990—1995年莺落峡水文控制站观测日径流进行模型进行参数率定,利用1996—2000年的相应观测进行模拟验证,并借助所发展模型P-NN-TOP对2001—2010年的日径流进行估计与分析.结果表明:在模型率定和验证期,新发展的P-NN-TOP模型较其他模型表现出明显的优势,在观测站点稀疏情况下能较好地融合站点观测和模式模拟信息;并在兼具输入数据可获取性的同时提高了径流模拟的精度.此外,结果还显示2001年为模拟与观测日径流相关性的年突变点并从2004年开始明显降低,与上游水电站的开发使用在时间上基本一致,表明所发展的P-NNTOP模型能较为合理描述2001—2010年出山流量日变化,在探索径流估计新方法的同时也为类似流域的洪涝预警和水资源调配提供一定参考.     

美国五大流域减沙效果分析

选择密苏里河上游的Willow、佐治亚州Lloyd Shoals水库、韦科、田纳西河一级支流渡科河、科罗拉多河上游等5条美国长期进行水土流失治理的较大的流域进行减沙效果分析。通过前后长达10—32年的对比,排除降雨和水利工程因素的影响后得出,由于对这些河流上游长时间开展大面积水土保持,其下游河道减沙效果都很显著。     

LMBP算法在闽江上游十里庵站洪水流量预测中的应用

运用反向传播算法的改进方法 LMBP算法,选取闽江上游南平市十里庵水文站最大洪峰流量与其支流建溪建瓯市七里街站、富屯溪顺昌县洋口站、沙溪沙县站3个水文站的相应洪水流量建立LMBP神经网络洪水预报模型.该模型能显著提高运行速度,缩短预报时间.计算结果表明,模型预测精度满足应用要求.     

玛纳斯河流域降水与径流变化及其人类活动的影响

玛纳斯河流域发源于北天山中段,消失于准噶尔盆地西缘,是天山北麓流量最大的内流河.河流贯穿于山地-绿洲-荒漠系统,地表过程复杂.其绿洲受人类活动影响较大.高山区的冰雪融水和玛纳斯河上游的降水是该流域的主要径流水源.文章根据玛纳斯河流域基本气象台站建站以来的月平均气温、降水和年平均气温、降水和流量的资料,使用概率统计时间序列方法分析了流域气温、降水和径流的年内、年际变化特点并对突变年代做了检测,就径流对气候变化的响应做进一步的探讨.结果表明：玛纳斯河流域升温趋势显著,50年温度序列Mann-Kendall方法突变检验,通过了α=0.05的置信检验,表明气温在1995年发生了由低到高的突变,气候变暖主要在冬季.降水1983年发生了由少到多的突变,降水增加主要在春季和夏季.进一步分析表明玛纳斯河流域径流变化与降水变化有密切的正相关性,与气温变化的关系较为复杂.