淮河上游径流变化多元影响因子敏感性及贡献率分析

解析径流变化与自然、人为因素的响应关系,对流域水资源安全及管理具有重要意义.构建了一个以多元影响因素为输入、以径流为输出的长短期记忆网络(Long Short-Term Memory, LSTM)模型,以建立包括气候变化与人类活动在内的多元影响因子与径流的响应关系,进而分析多元影响因子与径流之间的敏感性与贡献率.以淮河上游为研究区进行实例研究,结果表明：径流对人类影响因素敏感性高于气象因素,对水库塘坝库容具有最高敏感性;突变后各因素平均敏感性增大.气象与人类活动对径流的贡献率分别为55%、45%.其中,水库塘坝库容、降水量、净辐射的变化为径流减少的主导因素.合理的水利工程建设与生态修复布局,对径流调节起到有益作用.研究成果为径流变化规律与成因辨识、流域下垫面保护及水安全保障提供科学参考与决策辅助.     

淮河上游生态需水量计算分析

为分析计算淮河上游河流生态需水量,提出了丰水期、枯水期、平水期保证率分别为45%,75%,50%的淮河上游适宜生态径流计算方法,选用淮河上游干流息县、长台关以及大坡岭3个主要控制站1960～2005年历年天然来水量资料,计算了淮河上游最小生态径流和适宜生态径流,并运用Tennant法进行评价.结果表明,最小生态径流在很大程度上有损于河流生态系统稳定与健康;总体而言,3站适宜生态径流均可以使淮河上游河流生态环境状况达到最佳,但在某些年份各站实测月均流量小于其适宜生态径流量,而且丰水期适宜生态径流破坏率较枯水期的要高.因此,在某些年份为满足淮河上游适宜生态需水要求,还应增加河道内生态用水量.     

SWAT模型在伊河上游径流模拟中的应用

为了探讨SWAT模型在中国半湿润半干旱地区的适用性,依托GIS软件平台,将模型应用于中国伊河流域潭头以上地区,同时与新安江模型的同系列模拟结果进行了比较.结果表明,研究流域属于混合产流区,以蓄满产流为主的年份的模拟效果要好于以超渗产流为主的年份.     

基于人工神经网络的降雨径流模拟研究

针对水库径流难以预测的问题。采用改进的动量．自适应学习率调整BP神经网络方法,以南告水库作为研究对象,对水库的日资料进行径流模拟。并对该模型在径流模拟中的方法和难点问题进行分析和探讨。改进的BP模型模拟的结果与三水源新安江模型的模拟结果相比较,探讨改进的BP模型应用于水文模拟的可行性。研究结果表明,改进的BP模型用于水文模拟是可行的。     

高寒流域水文模拟与径流水源解析——以雅鲁藏布江帕隆藏布上游流域为例

为深入研究高寒流域河川径流的水源解析,选取雅鲁藏布江帕隆藏布上游流域为研究区,采用月流量、遥感积雪面积数据、实测冰川径流数据等多目标率定方法,改进单一依靠流量数据率定模型的方法,基于SPHY(Spatial Processes in Hydrology)水文模型开展水文模拟及径流组分研究,提高了总体建模质量.结果表明：在率定期和验证期Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.95和0.94,模型具有较好的适用性.降雨径流、融雪径流、冰川径流和基流作为径流来源,占总径流的比例分别为10%、25%、45%和20%,冰川径流和融雪径流是最重要的补给来源.月尺度上,冰川径流在7-8月占比最大,融雪径流在4-6月占比最大,降雨径流在各月占比最小.冰川径流占比最高,短期内可提供更多水资源保障社会经济发展,长期而言冰川径流将逐渐减少,造成水资源短缺.因此,当地需提高应对径流变化潜在风险的策略.     

基于BP神经网络的泉州市山美水库降雨径流模拟研究

考虑到降雨-径流的非线性关系的复杂性,同时保证较高的计算时间效率,本研究采用率定—验证同步进行的BP神经网络模型,以降水量、时间、气温、风速、辐射量等5个因子作为输入层变量,以实测流量为训练数据,对泉州市山美水库来水量进行月时间尺度的模拟.并与SWAT分布式水文模型的模拟结果进行比较,以此评价BP神经网络模型模拟降雨径流过程的精确度与可行性.研究结果表明,BP模型模拟结果的误差均在允许范围内且精确度较高,适用于山美水库来水量预测研究.     

基于空间信息平台的土地利用方式变化径流响应模拟

以淮河上游息县水文站以上为研究区域,基于研究区域3期(20世纪80年代、20世纪90年代、2000年以后)土地利用图模拟分析土地利用变化对流域产水的影响.利用流域附近8个气象站1980～2005年的资料,内插得到流域内的气象资料,应用P-M法耦合植物生长模型(EPIC)计算流域潜在蒸散发;利用息县以上集水区域1980～2005年63个雨量站资料及尺度为1:200 000土壤类型图,选用SWAT模型模拟流域的径流过程,并分析了产水特性参数时空变化.结果表明:降雨量的大小弱化了流域下垫面条件对产水的影响;在降雨和土壤质地相同的情况下,产水能力旱地大于水田大于草地大于林地;旱地增加后流域产水量也会增加,林地不易于流域的产流.     

黄土高原祖厉河流域日降雨-径流过程模拟

以陇西黄土高原祖厉河流域为研究区,采用松散耦合方式集成SCS模型和Clark方法,就区域尺度日降水-径流过程进行模拟研究.SCS模型参数空间化基于土地利用、土壤类型、坡度和前期水文条件等实现,Clark单位线的计算基于最大汇流时间和流域滞时两个关键参量进行.模拟结果表明:SCS模型能够实现黄土高原净雨的分布式模拟,产流总量误差为2.61％;净雨经Clark方法调蓄后,模拟的流域出口断面的流量精度在0.80以上(Nash系数和复相关系数).较好的模拟精度表明两种方法结合应用于黄土高原区域尺度日降雨-径流过程的分布式模拟是可行的.研究可为半干旱黄土高原区域尺度水文循环时空动态量化工作提供模式借鉴.     

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。     

分布式水文模型在淮河洪泽湖以上流域洪水预报中的应用

以淮河洪泽湖以上流域为例,采用分布式水文模型,根据降雨和流域内水利工程的现状应用情况进行降雨径流与洪水过程预报研究,同时对息县、鲁台子、蚌埠、蚌埠以下淮北以及淮南流域进行参数率定.预报模型在2003年淮河大洪水预报中进行了检验,取得了较高的预报精度.     

3种水文模型在淮河息县流域洪水模拟中的比较

选用新安江模型、TOPMODEL模型和SWAT模型这3种具有代表性的水文模型,对淮河息县流域洪水过程进行模拟,并对它们的模型结构、汇流方法和模拟结果进行比较。结果表明：新安江模型和TOPMODEL模型模拟结果略好于SWAT模型,说明结构复杂、考虑全面的分布式模型在洪水模拟中结果不一定最优;SWAT模型的最大优点不在于洪水模拟,而在于其考虑因素全面,适合做各种条件下的水文变化研究;这3种模型各有优缺点,下一步可以考虑如何采用集合预报的方法取长补短,提高模拟精度。     

土地利用/覆被变化的驱动力模型研究-以嫩江中上游地区为例

通过遥感手段获取嫩江中上游地区1995年和2000年的土地利用／土地覆被图及其变化图，在GIS支持下，生成两个时段该区的土地利用程度变化图，分析土地利用程度变化的驱动力。选取的自然因子主要为高程（e）、坡度（s）、人口（△l）、农业机械力投入量、土地覆被类型变化区距嫩江干流和居民点的最短距离等，利用空间相关分析筛选出主要影响因子为高程、披度、人口、大牲畜头数。利用空间多元线性回归函数求得本区土地利用程度变化模型△La=11.037-4.512*e-0.298*s 0.292*△p 2.596*△l。     

淮河与洪泽湖分离是治理淮河下游的良策

通过介绍洪泽湖的成湖历史,洪泽湖在淮河水系中所起的作用和存在问题,指出河湖分家让淮河独流入海是治理淮河下游的关键,提出从盱眙附近至洪泽蒋坝镇开挖淮河水道等设想.该设想基本上实现了河湖分家,实现了淮河独流入海.淮河入海水道的工程量与二河口入海水道相差不多,因而设想是可行的.     

淮河污染治理

回顾淮河污染治理的历史、治理的成果,分析当前现状,指出治理难点,提出有控制地广种水葫芦、集中造草浆、回收重金属、建立淮河环保委员会、淮河公众监督委员会等治理措施,认为这些措施能有效地治理淮河污染.     

基于分布式水文模型DHSVM的平通河流域水文模拟

中小河流域水文预报时,由于流域水文资料缺乏,洪水发生时间短,传统的水文模型难以取得良好的效果.基于平通河流域研究了分布式水文模型DHSVM的建立过程、建模方式以及模型的结构和参数,探讨了分布式水文土壤植被模型在平通河流域的适用性.并结合平通河水文资料进行了数值模拟研究.结果表明,采用DHSVM模型能够较好的反映流域日径流水文过程,模拟的相对误差均在10%以下,模型在平通河流域具有一定的适用性;从模型的结构角度对结果产生的误差进行了探讨.     

淮河采矿塌陷区河堤渗透稳定性数值分析

根据场地地层基本物理特性 ,采用非均质各向异性稳定渗流模型对李嘴孜矿区淮河大堤正常堤段和采矿塌陷堤段的渗流状况进行流场条件概化 ,采用有限元数值计算方法对洪水期高水位条件下的河堤渗流进行了模拟求解 ,给出河堤各部位渗透速度和水头梯度的分布 ;在此基础上 ,进行了河堤危险部位渗透稳定性分析计算 ,作出两种堤段均不会发生渗透破坏的基本结论。     

淮河干流典型污染物时空分布特性分析

针对目前淮河水环境现状及问题,2014—2017年先后7次采集淮河干流(正阳关—老子山)19个断面的上覆水样和沉积物泥样,对上覆水和沉积物中关键污染物指标总磷(TP)及主要重金属(As、Cu、Pb、Zn)含量进行分析,探究淮河干流TP和重金属时空分布特征与主要影响因素,并对各污染物的环境影响效应作出评价。结果表明:11月各污染物含量明显低于6月,水动力过程影响比较大;各污染物质量浓度整体呈现下降趋势,TP和As下降最明显;污染物来源分析显示,沉积物中TP主要受到面源污染影响,重金属污染物主要受点源污染影响;监测区间内淮河沉积物TP和4种重金属含量不具有生态风险。     

淮河治理新战略

解决水污染和缺水问题是淮河治理的关键。新的战略是:建立淮河流域区(省);改建防护林为漏水池防护林;全局优化南水北调中线工程。     

试析淮河洪涝灾害成因

淮河地处我国南北气候、高低纬度和陆海交互作用的3种过渡带的重叠地区,是七大江河中洪涝灾害最频繁、灾情最严重的河流之一。究其原因有3大方面、9点内容。第一,与流域所处的特殊和不利的自然地理条件密切相关。①天气上,致洪暴雨天气系统众多且组合十分复杂;降雨时空分布很不均匀,降水量年际变化剧烈。②地形上,众多支流均在干流中游汇入,平原洼地占流域面积的60%,形成“关门淹”,难以下泄洪水和排除涝水。③土壤上,淮北平原和黄泛平原土壤土质紧密,水分不易下渗,最易发生涝渍。第二,与黄河661年之久的长期夺淮有着直接联系。④淮河不能直接入海,改流入江,下游地区水灾日益加重。⑤水系巨大变迁,原本统一的淮河划分为淮河水系和沂沭泗水系,且河系紊乱、河道淤废、排水不畅。⑥洪泽湖的逐渐淤积抬高和入湖河口段倒比降的形成,使中游河道下泄不畅。⑦淮河干流中下游河床比降小,甚至出现倒比降,洪水过程极其平缓。⑧黄泛区涝灾尤其突出。第三,不合理的人类活动加剧了洪涝灾害。⑨因不合理的人类活动而水土流失淤积河道及人为设障,使得河道的行洪能力下降。