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。     

TF模型及其在小流域径流产沙上的应用

基于四年的小流域野外实测资料,通过计算机应用软件hydro Captain,对TF(Transfer Function)模型进行数字模似计算,结合本研究中所提出的观点和方法,探讨并验证了一种新的在小流域上进行降雨、径流、泥沙模拟计算、预测的方法。在实际应用中获得了较为满意的结果,初步表明这一途径适用于评价流域径流泥沙的动态变化,在水土保持基础理论研究中,具有创新和发展。     

洱海北部典型小流域农业氮磷流失特征的初步研究

为揭示洱海北部区域农业面源污染物氮磷流失的特征,以凤羽河小流域为研究对象,于2011年7月对1次降雨-径流的全过程进行了氮磷浓度的测定,分析了降雨过程中污染物负荷、浓度随降雨-径流变化过程的特征。结果表明,污染物负荷变化与流量变化呈现出大致相同的趋势;污染物浓度的峰值提前于流量峰到达。今后开展相关监测时应将降雨时间间隔、上游生产生活方式考虑进来,以更好地阐释降雨-径流过程中凤羽河小流域农业氮磷流失的规律性。     

淮河上游地区降雨径流分析及模拟

为了掌握淮河流域的水情信息,对淮河干流王家坝以上流域的降雨径流进行分析和模拟。采用流域内1985-2007年的站点历史资料对降雨径流进行分析,并且应用分布式SWAT模型,采用SCE-UA算法进行参数自动校准并进行检验,建立降雨径流月尺度模拟模型。分析发现流域年降水量50%集中在6-8月,并且淮南山区息县及潢川子流域的月平均径流和径流系数都大于属于淮北平原区的班台子流域。息县、潢川、班台及王家坝月径流的模拟结果确定性系数分别达到0.77、0.81、0.69和0.80。淮河上游地区的降雨存在明显的季节集中性,并且淮南山区和淮北平原区因地势不同使产流特征不同。流域中水利工程设施的应用对天然降雨径流过程的改变产生很大影响,使班台子流域的模拟结果差于其他子流域。研究区属于径流资料短缺地区,分布式水文模型的建立充分反映了下垫面的已知信息,弥补了径流资料短缺的不足之处。     

九龙江流域降雨径流污染特征研究

选取福建省九龙江流域内5个典型小流域作为研究区．在GIS技术支持下．采用现场调查与资料收集,野外监测与室内分析相结合的方法．利用2003年5～6月两场降雨事件全过程实测的水文数据、营养盐氮、磷负荷进行对比分析．得到不同土地利用类型小流域降雨径流污染特征与规律：降雨径流中污染物浓度高于非降雨期,且总氮、总磷的流失负荷主要受降雨强度、径流量大小影响,浓度变化过程与流量变化呈大致相同的趋势．溶解性污染物如氨氮．在降雨径流过程中浓度变化幅度较小．表明其溶解性所受到的水环境条件的限制可能大于流量变化对它的影响．施肥水平对污染负荷也有较大的影响．径流流失的氮素以可溶态氮为主．磷素主要以颗粒态磷为主．但以林地为主的小流域．因植被覆盖好．几乎不发生土壤侵蚀．磷素的径流流失以可溶态磷为主．     

黄土区小流域坡面流模拟

坡面流的时空变化过程对坡地上土壤侵蚀机理的研究及水土保持工作都具有十分重要的意义.本文将运动波汇流理论应用于黄土区小流域的坡面流计算,着重阐述了坡面流的运动波方程基本原理和相应的数值计算方法;并用黄河水利委员会绥德水保站桥沟流域1号和2号小区天然降雨径流过程资料进行了模拟.模拟与实测径流过程吻合程度良好.     

黄土丘陵沟壑区降雨产流产沙特性及治理模式

根据径流实验站的实测资料分析了黄土丘陵沟壑区典型沟道小流域的降雨径流特性 :该地区均为短历时的超渗产流 ,次产流降雨历时小于 70 m in,相应的径流量小于5 0 m m。根据极限含沙量的概念 ,在小流域内减少汛期径流就能有效地控制水土流失。通过坡改梯和淤地坝等水土保持措施 ,可以有效地拦蓄汛期径流 ,从而显著减少黄河中游多沙粗沙区进入黄河干流的泥沙 ,减缓来沙量大于水流挟沙力的矛盾 ,使危害黄河的灾害泥沙保留在坡面上和小沟道内而成为资源泥沙     

基于数字栅格的河网小流域水质数学模型构建与应用

河网地区降雨充沛,河道水质受点源排放和降雨径流面源污染排放影响出现时空动态变化。针对小流域水质达标评估的需求,构建了基于栅格化空间重力汇水流向的降雨径流污染模型,并通过耦合河道水动力水质模型,建立点源、面源排放与河道水质的动态响应关系。以我国常州市武进港小流域为研究区域,对该模型系统进行了率定,确定了水质模型的主要参数。建立的模型系统能够实现对河网水质日尺度的动态模拟,继而实现从年均水质达标到每日水质达标的精细化分析。针对研究区域污染源组成特点,对不同污染负荷削减方案进行模拟评估。最优工况下,入湖断面高锰酸盐、氨氮和总磷的年达标频次（地表水III类标准）分别从23.0%、0、16.4%升高至71.8%、66.3%、75.9%。     

小流域降雨径流的泥沙测验分析比较

降雨径流导致的水体流失,会将地面当中含有的碳化合物和处于溶解状态的氮连同泥沙等物质一起冲刷走,不仅会降低地表原有的肥力,更能够让附近的受纳水体收到程度不同的污染。不同的地区存在着不同的治理标准,其当前的治理程度也存在差异,因此在判断降雨径流对水土流失的影响方面也存在难度。本文为了为其它的小流域的水土流失治理提供可借鉴的依据,分析和探讨了不同程度的小流域治理对降低径流拦蓄泥沙的效益和功用,同时结合了某省的小流域A和小流域B的对比实例,测验并研究了不同程度治理情况下的降雨径流泥沙问题,希望能够为有关人士和单位提供有益的参考。     

SCS模型在密云石匣试验小区降雨径流量估算中的应用

利用密云县石匣小流域 2 0 0 1年的 6场降雨及径流观测数据 ,应用SCS模型计算参数Ia 在不同水平下 2 2个试验小区的径流量 ,依据实测值对计算值进行了调整 ,得出了适合该小区的参数CN的范围 ,并将参数进行检验 ,得到了较好的结果 .     

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。     

偏最小二乘法与人工神经网络耦合的小流域产沙模型

针对小流域侵蚀产沙的复杂性,将偏最小二乘回归与人工神经网络耦合,建立了小流域降雨侵蚀产沙检验模型,并应用于小流域降雨侵蚀产沙预报.采用偏最小二乘法对多维自变量中的信息进行组合和提取,从而得到对因变量解释能力最强并可很好概括自变量信息的主成分,有效克服了变量之间的多重相关问题,实现了对高维数据的降维处理.把提取的主成分作为神经网络的输入,提高了网络的学习效率和稳健性.应用结果表明,偏最小二乘神经网络耦合模型的拟合和检验精度均优于偏最小二乘回归模型和人工神经网络模型精度.     

基于SWAT模型的黄柏河东支流域气候变化的水文响应研究

黄柏河东支流域为宜昌市的生活、工业用水和农业用水提供了重要保障,是宜昌市重要水源地,研究气候变化情景下径流量的变化对该流域经济发展和生态保护具有重要意义.本文使用SWAT模型模拟黄柏河东支流域不同气候变化情景下的月径流变化,将流域下游尚家河水库为研究区出口,以2006～2012年为率定期,2013～2016年为验证期,首先将尚家河水库入库径流还原为天然月径流,进而建立流域SWAT模型并对其进行检验;设置降雨与气温不同组合条件下的34种情景作为SWAT模型输入,分析径流量变化.结果表明:在率定期与验证期的径流模拟效率系数和决定系数均达到0.85,满足精度要求.气候变化情景下,月径流增加量最大的情景为温度降低2℃,降雨增大6%,月径流增加量1 334.88万m3,减小量最大的情景是温度升高4℃,降雨减少2%,月径流减少量839.80万m3.月径流对降雨和温度变化呈现非线性响应.研究结果可为流域水资源管理提供决策支持.     

黄河流域河口镇至龙门区间的径流可再生性变化及其影响因素

径流可再生过程是从降雨到径流形成、径流入海、水分蒸发、水汽输送到大陆并再度形成降雨的整个循环过程,其中心环节是从降雨到径流的转化.从这一思路出发,文中提出用降水到天然径流的转化率来定量表达径流的可再生性.研究发现,黄河中游河口镇至龙门区间的径流可再生性指标有减小的趋势,与此同时,年降水量减少,年平均气温升高,流域内水土保持措施面积增大.径流可再生性指标与各项水土保持面积之间存在负相关关系,与年均气温之间有负相关关系,在10年尺度上与年降水量之间有正相关关系.水土保持措施的实施增加了蒸发和蒸腾作用,气温的升高也增加了蒸发,因而导致了河龙区间径流可再生性指标的降低.     

基于LMBP算法的崇阳溪流域降雨径流预报模型研究

采用泰森多边形法对流域进行划分,分别确定崇阳溪上游流域6个雨量站控制子流域的面积权重.选择1997至2014年的14场流域降雨径流过程为训练样本,以上游6个雨量站的时段雨量和武夷山水文站前期流量为输入,武夷山水文站相应流量为输出,采用3层网络,其中隐含层节点数采用试算法确定,建立崇阳溪上游流域LMBP神经网络降雨径流预报模型.利用余下的7场降雨径流过程对模型进行检验,结果表明,模型运算速度快、时效性好,预报精度符合要求,可以用于流域的降雨径流预报.     

基于预报因子聚类分级的日径流预报深度信念模型及应用

径流预报是水库运行调度的重要决策依据,提高入库径流预报精度,对水库优化调度和水资源高效利用具有重要意义.本文提出一种基于大样本数据分级策略的深度信念网络模型(Deep Belief Networks,DBN),以龙羊峡入库径流预报为例,采用Fuzzy C-means(FCM)聚类方法,将总样本训练集分为不同训练样本子集;不同样本子集下,对不同预报因子(只考虑降雨、考虑不同时期的降雨及同时考虑降雨及前期径流),分别建立DBN模型和人工神经网络模型(Artificial Neural Network,ANN),分析样本分级和考虑不同因子情况下不同模型的预报结果.结果表明:与不考虑预报因子分级的预报模型相比,基于时间序列聚类的预报模型显著提高了径流预报的精度;通过FCM聚类,将样本分为3类,考虑降雨及前期径流作为预报因子进行分级时,比只考虑降雨、考虑不同时期的降雨时建立的预报模型的预测精度更高.用该模型进行龙羊峡水库入流日径流预报,提高了预报精度,可为龙羊峡水库调度提供决策支持.     

湫水河流域水沙变化现状及成因分析

根据湫水河流域林家坪水文站47年降水、径流、泥沙资料，利用水文法建立的模拟降雨径流模型和降雨产沙模型，在此基础上根据降雨资料建立了模拟天然径流量和模拟天然输沙量序列，对因降水变化和人类活动对河川径流及输沙量的影响进行了定量分析，并根据流域内主要的人类活动类型分析了水沙变化的原因。     

SCS模型在黄河中游次洪模拟中的分布式应用

针对SCS模型存在的空间描述能力有限等问题,使用概念性源汇(source-to-sink)汇流方法,替换原有的无因次单位线汇流方法,建立基于栅格的分布式SCS模型,并引入2个参数对SCS模型的径流量计算方法进行修正.选择黄河中游八里胡同水文站控制小流域检验了模型.检验结果表明:建立的分布式SCS模型不仅较好地再现了5场典型洪水的径流过程,还能给出分布式径流深等数据供空间分析参考;改进后的参数确定方法使得SCS模型的CN值既能反映区域间类似下垫面组合之间的差异和土壤初始含水量对产流的影响,又无需利用大量的观测资料重新对其进行率定,可供无资料地区的水文模拟参考.     

怒江州滑坡地质灾害气象预警模型研究

根据怒江州2012—2014年87个雨量监测站点的降雨数据,首先研究降雨量及降雨过程与地质灾害空间分布的对应关系,再用信息量模型对地质灾害易发性进行静态评价.在此基础上,应用广义线性模型将动态降雨预报和静态的易发性评价结合起来,分别建立了地质-气象耦合模型和地质-降雨综合模型.实例检验并分析了2种模型,结果表明:地质-降雨综合模型的指标计算结果更具有科学性;同时地质-降雨综合模型在时间与空间的结合上更有优势;此外,地质-降雨综合模型的预警准确度较高,且在地质-降雨综合模型的预警图上除灾害当天的预警显示外,相近时间发生的灾害也有所反映.综上,地质-降雨综合模型比地质-气象耦合模型更适合怒江州滑坡地质灾害预报预警.     

黄土高原西部不同土地利用与土壤侵蚀的相互作用

以黄土高原西部的高泉沟小流域为例,选择19920829号和19930720号两场降雨,利用LISEM模型进行了径流和土壤侵蚀模拟,取得了较好的效果.通过构建不同的土地利用场景,进行不同场景下径流和土壤侵蚀模拟对比以及与现状的对比表明:生态改善与土壤侵蚀为互助性提升过程.