基于动态数字地形模型的流域产汇流模拟方法

提出建立动态数字地形模型的概念。通过对各类地表相关信息的描述和关联, 建立其内在的计算规则。可以用于模拟水文过程中复杂、非线性的动态变化。在动态地形模型中, 以规则网格为计算单元, 通过计算规则描述了模拟过程的动态变化。以产汇流为例, 阐述了利用动态地形模型模拟的方法, 取得了初步效果, 为在该方向的深入探索提供了一条可参考的思路。     

城市地表径流人工湿地生态处理工程

以武汉市桃花岛塘和人工湿地组合生态处理系统为研究对象，探讨了该系统处理城市地表径流的初期调试运行，结果表明：塘和人工湿地组合生态系统可以有效的处理城市地表径流，该生态系统对各污染物的去除率分别为CODcr，75．4％-79．1％、TP81．8％～8413％、TN64．9％-69．8％、SS93．8％-94．7％；其中人工湿地对其进水中污染物CODcr，TP、TN、SS的去除率分别为60．7％-64．8％、73．4％-75．6％、43．2％-48．4％、60．3％-66．4％，污染去除负荷达到COD0．01kg／（m^2d）。在无雨期该生态系统可以处理一部分城市生活污水，实现削减污染和保持系统稳定的双重功能。     

南水北调中线陕西水源区水沙变化特征分析

目的确定南水北调中线陕西水源区的水土流失状况,为水土流失的治理提供理论依据。方法统计分析武侯镇、安康、白河以及麻街、丹凤、荆紫关1985—2006年的水沙资料。结果汉江的主要输沙区为安康—白河区段,年均输沙量为705万t,而丹江的主要输沙区为丹凤—荆紫关,年均输沙量为157万t。汉、丹江的汛期输沙量主要集中在7-9月。结论输沙量沿程增大,且随径流量的变化而变化;输沙量较径流量的年内分配集中,年际呈现不规则的周期变化。     

人工神经元网络中期分级降水预报系统

该系统应用先进的人工神经元网络信息系统,采用欧洲数值预报格点资料和临汾地区实时在面资料相结合,研制出临汾地区中期分级降水滚动预报系统,该系统解决了天气预报计算中的非线性问题,它的计算速度快、稳定性强,是数值预报产品的解释应用,是一种客观的、定量的中期预报方法。     

华北平原区典型下垫面退水过程研究

以位于邯郸永年区的河北工程大学降雨-径流-灌排试验场为依托,进行数场人工模拟降雨试验,分别探讨了华北平原区典型下垫面河道径流、地表径流和各层壤中流出流的退水特征。对各种出流方式对比结果表明, 河道径流和地表径流在降雨停止后迅速消退,且很快退水完毕;壤中流退水往往在地表径流退水的后半程开始,其退水历时最长, 流量最小。影响因子分析表明, 降雨强度对退水流量的影响比较明显地表现在河道径流方面,即随降雨强度的加大,河道径流的退水流量呈幂函数上升趋势;降雨量对各层壤中流总退水流量的影响显著,即随着降雨量的增大,壤中流退水流量呈幂函数增大趋势;降雨历时对各种方式的退水流量影响均不明显。雨强还影响退水流量在总径流量中的分配比例,河道径流、地表径流、壤中流1和和壤中流2出流的退水流量分别占总流量的0.72%、8.6%、1.71%和0.19%,退水流量占总流量的12.31%。当雨强小于2mm/min时,随着雨强的增大地表径流退水流量所占比例呈直线增加趋势,但当雨强增加到2mm/min以上之后,地表径流退水流量所占比例反而下降了;随着雨强的增加,壤中流总退水流量所占比例呈对数函数逐渐下降的趋势。计算结果表明, 该区退水常数可以分河道径流、地表径流退水和壤中流退水2类, 其数次降雨平均值分别为 0.85 和 0.95。这一结果为进一步研究水文过程乃至流域尺度的退水过程提供了借鉴。     

大型尾矿库下游高等级排土场的降雨入渗特性

尾矿库和排土场都是高势能的泥石流重大危险源,二者的降雨入渗特性均较复杂。而当高等级排土场位于大型尾矿库的下游时,其复杂性更不言而喻。通过对太和铁矿的工程实例分析,计算得到尾矿库在千年一遇洪水条件下的浸润线分布,将其导入到排土场中作为初始条件,计算得到初始浸润线;再据此分析整个研究区域的降雨条件下入渗特性。研究结果表明,尾矿库内的浸润线分布对下游排土场的影响很大,入渗作用改变了排土场边坡内的地下水渗流场,而地下水的升高则是一个缓慢的过程。     

分形特征下降雨诱发砂土泥石流启动机理

利用分形理论计算不同颗粒含量砂土的粒度分维值,开展降雨条件下砂土泥石流启动模型试验,分析试验现象、位移场及含水率变化情况,总结分形特征下泥石流的启动机理。研究结果表明：粒度分维值随细粒含量的增加而增大,坡体发生明显现象的时间越早,泥石流启动的总体历时越长。分维值较大时,以坡表侵蚀破坏为主,坡表整体位移均匀,启动历时长;雨水分布不均匀,滑动带内外含水率差异显著,持水时间长;分维值较小时,以滑坡型破坏为主,启动历时短,产生位移大;雨水运动以渗流为主,土体抗剪强度降低,滑动带内外含水率差异减小,持水时间逐渐消失。分维值大小适中时,以过渡型破坏为主,泥石流启动时位移最小,历时较长,灾害程度最轻。     

基于网格的精细化降雨径流水文模型及其在洪水预报中的应用

以正交网格降雨径流模型研究为基础,提出了用于洪水预报的精细化基于网格蓄满与超渗空间组合的降雨径流模型(Grid-XAJ-SATIN)。从模型的原理与结构、地理信息空间处理、参数空间分布估算、模型的驱动场分析、模型流域状态同化几个方面对该模型进行讨论,分析模型在湿润、半湿润流域的实际应用情况。结果表明,无论是湿润流域还是半湿润流域,所提出的精细化模型均能取得良好的模拟预报精度,且模型在输出流域出口断面流量过程的同时,可实现对流域内任意网格单元流量过程的精细预报。     

Modeling on runoff concentration caused by rainfall on hillslopes and application in Maoping slope

Based on the fact that the concentration flowlines of overland flow depend on the surface landform of hillslope, a kinematic wave model was developed for simulating runoff generation and flow concentration caused by rainfall on hillslopes. The model-simulated results agree well with the experimental observations. Applying the model to the practical case of Maoping slope, we obtained the characteristics of runoff generation and infiltration on the slope. Especially, the simulated results adequately reflected the confluent pattern of surface runoff, which offers a scientific foundation for designing the drainage engineering on the Maoping slope.     

不同水文模型在半干旱地区的应用比较研究

分别采用新安江模型、HEC模型和TOPMODEL模型对滦河宽城流域进行洪水模拟计算,认为蓄满产流模型可以进行半干旱地区洪水模拟和预报分析,在计算时段为3 h的情况下,采用历史水文资料无法区别出产流模式.如果采用超渗产流一类的模型,计算时段要小于0.5 h.