《水文》杂志(双月刊)创刊于1956年,是由水利部主管、水利部信息中心(水利部水文水资源监测预报中心)主办,国内外公开发行的我国水文水资源专业学术性科技期刊,是全国中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国科学引文数据库来源期刊、中国学术期刊综合评价数据库来源期刊、《中国学术期刊(光盘版)》全文收录期刊、中国期刊网和“万方数据--数字化期刊群”入网期刊。

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    • 基于水文水动力耦合模型的淮河中游洪水模拟及校正

      王家骥, 付晓雷, 蒋晓蕾, 章丽萍, 杨 树, 游 璇

      Abstract:

      淮河中游以往常用水文模型或水动力模型进行洪水预报,但由于流域内地形复杂且存在行蓄洪区等水利工程,洪水过程模拟较为困难。为弥补单一类型模型各自缺陷,提高淮河流域洪水预报精度,本研究通过耦合新安江模型、自回归模型与HEC-RAS模型构建水文水动力耦合模型,结合LSTM模型进行洪水预报校正。基于1992—2012年间10场同步洪水资料,利用新安江模型对上游王家坝断面进行洪水预报、自回归模型对支流蒋集开展洪水预报、HEC-RAS模型对王家坝-润河集区间河道开展洪水演算、基于LSTM模型构建36组交叉验证方案,对润河集断面洪水模拟结果开展集合校正。结果显示,以20%作为洪峰误差和洪量误差的允许误差,水文水动力耦合模型的洪峰误差合格率100%,洪量误差合格率90%;经LSTM模型校正后,洪峰误差和洪量误差均进一步降低,洪峰与洪量预报合格率均为100%,36组校正方案一致性较高,模型适用性较好。因此,本文构建的水文水动力耦合模型及校正模型能提高洪水模拟精度,为淮河流域洪水预报研究提供一定科学依据。

      • 1
    • 考虑干支流雨洪组合风险的水闸防洪设计水位研究

      韦德鉴, 张以弛, 甘富万

      Abstract:

      针对干支流洪水共同作用下的水闸防洪设计问题,以邕江和石灵河共同作用下的石灵河防洪闸为研究对象,基于Copula函数构建干支流雨洪联合分布,综合考虑闸门调蓄规则,系统比较防洪重现期与同现、联合、Kendall及生存Kendall四种传统二变量重现期计算方法在防洪设计水位推求、危险域界定及组合适用性等方面的差异。结果表明:防洪重现期在任何重现期水平下的危险域确定且唯一,且充分考虑了干、支流洪水特性和水闸调洪的耦合关系,与工程实际紧密结合,其推求所得的该闸50年一遇防洪设计水位为70.41 m,比工程实际确定的控制淹没水位72 m更合理。与防洪标准相比,同现与生存Kendall重现期最可能组合设计值分别导致水闸防洪能力偏低31%与17.5%,而联合与Kendall重现期最可能组合设计则分别高估风险109%与90%。研究表明,防洪重现期能够更合理地表征雨洪共同作用下的工程风险,在有效保证工程安全的同时控制工程成本,适用于受干支流共同影响的水闸防洪设计,并为类似工程的防洪设计提供了理论依据与实用方法。

      • 1
    • 河流型饮用水源地水质演变特征及其污染源解析

      姚敏, 杨浩, 高鸣远, 陆隽, 刘凌, 孔繁璠, 杨西月, 邹童

      Abstract:

      以长江南京段为典型河流型饮用水源地,基于2016—2025年水质监测数据,系统分析河流型饮用水源地水质因子及水质综合污染指数(WQI)的时空演变特征。采用主成分分析(PCA)识别影响水质的主要驱动因子,进而构建偏最小二乘路径模型(PLS-PM),揭示常规理化参数、有机污染及营养盐污染对WQI的影响路径与作用强度,并引入绝对主成分得分-多元线性回归受体模型(APCS-MLR模型)量化主要污染源对WQI的贡献。结果表明:该河流型饮用水源地水质类别由以Ⅲ类为主逐步改善为以Ⅱ类为主;pH、溶解氧、总磷、氨氮、高锰酸盐指数及锌是影响水质的主要因子。路径分析结果显示,营养盐(总磷、氨氮)对WQI的影响最为显著,是河流型饮用水源地水质演变的关键驱动因素;污染源贡献率解析结果表明,营养盐污染贡献率最高(44.97%)。因此,持续加强对总磷和氨氮的监测与综合治理,对保障河流型饮用水源地水质安全至关重要。

      • 1
    • 面向水库调度的流域水文模型DAG架构分层求解策略

      曹泽宁, 陈龙赞, 顾巍巍, 张景思, 黄赛男, 王雅琴, 曹志国

      Abstract:

      为解决流域水文模型中上下游计算依赖与水库联合调度、补偿调度局部强耦合并存时的求解组织问题,提出面向水库调度的有向无环图(DAG)分层求解策略。首先,将产流分区、河道、水库和控制断面等水文构件及其水流传递关系组织为原始模型DAG,通过拓扑分层确定计算次序与并行边界;其次,根据水库调度规则识别局部耦合关系及其传导路径,由参与同一调度反馈过程的相关水文构件节点形成耦合闭包,并收缩为内部保持完整调度过程的联合求解超节点;最后,对约化求解DAG重新进行拓扑分层,形成层间有序、层内并行的求解过程。以酉水流域为例进行验证,结果表明,该策略能够保持局部水库调度过程的完整性,并实现约化求解DAG的稳定分层求解;在合理线程配置下,约化求解DAG并行计算耗时较原始模型DAG串行计算降低约46.09%,表明所提出策略具有可接受的架构开销和良好的并行计算能力。

      • 1
    • 淮河流域实际蒸散发时空变化特征及驱动因素分析

      张岩, 李芋沁, 李琳琳, 孟丹, 朱琳

      Abstract:

      淮河流域是我国重要的农业密集区和水资源管理关键区。为揭示淮河流域生长季与非生长季实际蒸散发(ETa)的时空变化特征及其驱动机制,基于2000—2021年ETa数据,选取气温、降水、太阳辐射、相对湿度、饱和水汽压亏缺、风速、土壤湿度和归一化植被指数等8个驱动因子,采用Theil-Sen趋势分析、Mann-Kendall检验及XGBoost模型与SHAP解释方法,分析生长季与非生长季ETa变化及其主控因素。结果表明,生长季ETa多年均值为535.11 mm,显著高于非生长季(63.45 mm);2000—2021年生长季ETa显著下降(?4.57 mm/a),非生长季略有上升(0.43 mm/a)。空间上,两时期ETa均表现为北部城市化区域较低、南部山区和林地覆盖区较高。驱动机制上,生长季ETa主要受相对湿度、太阳辐射和降水控制,非生长季主要受气温控制。总体来看,淮河流域ETa变化及其驱动响应均具有明显季节差异,全年变化主要受生长季主导,且不同驱动因子对ETa的影响普遍存在非线性阈值响应特征。

      • 1
    • 向家坝水电站下游支流入汇对干流水温的影响及调度措施研究

      张  勇, 唐玉川, 陈忠贤, 朱  俊, 周  涛, 封保根, 刘芳枝

      Abstract:

      金沙江下游梯级水库群的建设运行改变了原有河流的水温特性,电站下泄水温过程出现坦化及延迟效应,对下游鱼类增殖繁育产生影响,下游支流汇入对梯级水库运行产生的下泄水温平坦化及迟滞效应具有一定的缓解作用。本研究通过分析2024年5月—2025年4月岷江汇入前后金沙江干流和长江干流的水温变化规律,采用回归分析方法建立目标水温方程,并综合统计分析、敏感性分析等方法,分析各环境因子对水温的影响大小,同时结合向家坝水电站实际调度运行模拟开展水温改善调度过程。结果表明:支流岷江汇入对研究区水温平坦化及延迟效应具有一定的缓解作用;干支流流量及水温变化均会对掺混后水温造成影响,且在同等变化幅度下,干支流水温变化对掺混后水温的影响更大且存在明显的时间特征;通过调节向家坝水电站出库流量开展研究区鱼类产卵临界水温调度存在一定的可行性,但调度效果有限。

      • 1
    • 瓯江下游降雨-流量-潮位联合概率及重现期分析

      陈维, 纪迅, 倪云林, 王晋宝, 梁慧迪

      Abstract:

      为分析瓯江下游感潮河段降雨、流量和潮位的联合概率特征,基于2005—2022年降雨量、流量和潮位逐日资料,采用趋势分析、小波分析、边缘分布拟合及Copula函数构建多变量联合概率模型来研究各变量间存在的非线性相依关系,并计算联合重现期、Kendall重现期和同现重现期。结果表明:研究期内降雨量和流量整体呈下降趋势,潮位呈上升趋势,三者均存在约390d周期;降雨-流量组合相依关系强于降雨-潮位和流量-潮位组合;三维联合概率随变量增大呈非线性升高,当降雨量、流量和潮位分别达到8.78mm、753.68m³/s和5.27m以上时,三维联合分布函数值超过0.80;随着变量维度由二维扩展至三维,联合重现期缩短,同现重现期增加,在20a等效重现期水平下,三维联合重现期为7.60a,较最短的二维联合重现期10.38a缩短了26.78%,三维同现重现期为629.33a,为二维同现重现期中最大值的2.56倍;Kendall重现期介于联合重现期与同现重现期之间,能够较为均衡地表征多变量整体危险水平。研究结果可为瓯江下游感潮河段多变量水文概率分析和防洪管理提供参考。

      • 1
    • 水汽输送主导德令哈降水同位素的年际变化

      王 清, 王 涛, 李其发, 黄 锴, 陈建生

      Abstract:

      为探究德令哈降水同位素年际变化的影响因素及其与水汽输送的关系,基于1992—2005年的降水δ¹?O实测数据与C-Isoscape PreTS、LMDZ(nudged)两个模型模拟结果,通过分析降水δ¹?O与温度多尺度相关性、对比其与不同水汽通量空间相关性差异,以及追踪水汽来源与路径,对德令哈降水同位素年际变化的影响因素与相关机制展开研究。结果表明,德令哈降水δ¹?O在全序列与月份尺度上存在明显的温度效应,但其年际变化不受温度影响,而是主要取决于水汽输送,具体表现为降水δ¹?O富集与贫化年份对应的水汽来源存在显著差异——在富集年份来自东南方向的海洋水汽输送明显增强。研究表明水汽来源与输送过程是影响德令哈降水同位素年际变化的主导因素,而不是温度。研究结果深化了对青藏高原东北缘同位素效应与水汽输送过程的认识,有助于提高区域古气候反演的准确性。

      • 1
    • 青藏高原河谷型城市傍河地下水集中开采的生态水文效应研究

      韦钊, 田坤, 许珂, 帅官印, 郝洋

      Abstract:

      青藏高原河谷型城市普遍面临地表水资源短缺、旱季河流断流及水质恶化等问题,傍河集中开采地下水已成为其主要的供水方式。以青海省东部红崖子沟河谷为典型研究区,构建三维地下水流数值模型,定量评估不同集中开采情景(总开采量1.0×10? m3/d)对河道流量与湿地面积的影响。结果表明:(1)河谷区天然状态下地下水系统处于均衡,河流渗漏补给和地下水向河流溢出是主要的补给项和排泄项,前者占总补给的99.05%,后者占总排泄量的82.49%;(2)集中开采10年后,地下水向河流排泄量最大减少约0.9605×10? m3/d,湿地面积减少约15%~16%,水位降深最大达7.72 m;(3)开采对地下水系统整体均衡影响微弱(均衡差占总补给量的比例小于0.31%),主要改变了排泄项中地下水向河流溢出和潜水蒸发的比例。研究为青藏高原河谷型城市地下水可持续利用与河流—湿地生态保护提供了科学依据。

      • 1
    • 河流污染物输移通量计算方法对比分析

      周浩然, 钱宝, 王文静, 彭恋, 梅军亚

      Abstract:

      为评估不同监测策略下河流污染物输移通量计算方法的准确性,以汉江中下游仙桃断面为例,根据2023—2024年流量、总磷和总氮监测数据,以日均流量与日均浓度耦合结果作为参考值,系统分析了三种直接计算法(方法1~3)和三种LOADEST模型法(方法4~6)的偏差。方法1(日均流量结合日均浓度)表明,汛期总磷、总氮通量分别占年通量的82.1%和79.1%,非汛期通量与汛期通量差异明显。方法2(月均流量结合日均浓度)因忽略流量日尺度变化,总磷、总氮年通量分别低估13.5%和8.3%。方法3(月均流量结合月人工监测浓度)通常错过洪水过程,总磷、总氮年通量分别低估29.5%和35.9%。在基于LOADEST模型的三种方法中,方法4(输入月人工水质监测数据)总磷、总氮年通量分别低估7.8%和35.6%;方法5(在月人工水质监测数据基础上,每月补充一次水质监测数据)使总磷、总氮年通量低估降至6.4%和15.6%,但改善效果具有随机性;方法6(在月人工水质监测数据基础上,补充洪水期水质监测数据,覆盖涨水、洪峰、落水过程)使总氮年通量偏差缩小至1.2%,总磷年通量虽偏高10.4%,但可反映面源污染在特殊水文条件下的释放潜力。建议优先采用自动监测系统获取高频水文水质数据计算污染物通量;条件受限时,可在每月人工水质监测的基础上,于洪水期实施水质加密监测,结合LOADEST模型,以较低监测成本显著提升通量计算准确度。

      • 1
    • 数据驱动径流预报模型在不同预见期下的性能衰减机制与物理可解释性

      马  仪, 李顺章, 张  珂, 王宇昊, 王一帆, 耿  浩

      Abstract:

      为揭示数据驱动径流预报模型随预见期延长的性能衰减及决策机制,以金沙江梨园流域为例,系统解构了多种典型机器学习架构在多时间尺度下的预测行为与内在决策机制,结合逐年滚动验证与动态可解释性分析量化稳定性与驱动因子变化。结果表明:(1)最优NSE由1d的0.987降至7d的0.833、30d的0.714,无历史流量输入情景降至0.592。(2)复杂度并不必然提升长预见期预报能力,随着预见期从1d延长至30d,多层感知机的NSE衰减率为26.17%,高于随机森林的16.87%;在无历史流量输入情景下,二者衰减率扩大至36.27%和24.91%。(3)随机森林对前期流量的依赖衰减率为27.4%,低于多层感知机的62.6%,且雪深因子解释力增长18.9%,表明高鲁棒性模型能由历史径流自相关逐渐转向积雪等环境约束。

      • 1
    • 河西沙区极端降水的时空演变特征及其与大气环流影响的关系

      虞洁, 张定海, 丘月, 杨甜

      Abstract:

      随着全球气候变暖,区域降水结构产生了变化,极端降水的频次与强度均呈增加趋势。基于河西沙区(腾格里沙漠、巴丹吉林沙漠及和库姆塔格沙漠)周边的10个气象站点1961—2022年逐日降水资料,选取8个极端降水指数,采用斜率估计、Mann-Kendall趋势检验、交叉小波分析及小波相干分析等方法,研究河西沙区极端降水的时空变化特征及其受到大气环流影响的机制。结果表明:(1)除CDD(连续干旱日数)指数外,区域内其它7个极端降水指数均由东南向西北递减,CDD则呈现逆向梯度递减的特征,东南部的腾格里沙漠为极端降水高值区。(2)近61年来,河西沙区的极端降水变化呈现出明显的空间分异特征:沙漠地区的极端降水指数波动较大,而各观测站的极端降水指数变化趋势增强。三大沙漠极端降水呈现高波动、弱趋势的特征,其中库姆塔格沙漠的极端降水事件呈现出典型的“低趋势-高波动”特征。腾格里与巴丹吉林沙漠仅RX1day(日最大降水量)显著增强,而库姆塔格沙漠仅CDD显著减少;但河西沙区周边90%的站点极端降水事件趋多趋强,80%的站点CDD缩短。(3)河西沙区极端降水指数与SOI(南方涛动)相关性显著,主要呈现短周期(8以下)共振的特点。SOI对三大沙漠极端降水的影响呈现显著空间分异:西北部库姆塔格沙漠表现为滞后一致的“前兆”模式;东南部腾格里沙漠呈现相关性分裂且相位超前的复杂特征;中部巴丹吉林沙漠则因信号衰减和局地调制表现为混乱的“失焦”信号。研究对区域内的防灾减灾及未来可持续发展具有重要意义。

      • 1
    • 基于水流物理耦合与PSO-NLS混合的水位流量关系模型研究

      伍勇, 张小华, 余卫国

      Abstract:

      针对天然河道水位流量关系受变动回水、洪水涨落及两者共同作用影响而呈现非单值关系问题,构建基于水流物理耦合与PSO-NLS混合率定水位流量关系模型。模型以断面面积和上下游有效落差为基本输水骨架,引入回水水位阈值、回水强度和水位涨落率,分别表征下游顶托、回水强度调制及洪水涨落滞回效应;参数采用粒子群算法(PSO)全局搜索,并以多起点非线性最小二乘法(NLS)进行局部精修。以沙溪坪站为实例,以2020-2021年实测水位流量资料为例,提出水位-落差、有效落差、回水强度修正和完整耦合4类模型开展对比。结果表明,完整耦合模型在2020年、2021年水位流量关系的决定系数分别为0.9983、0.9993,RMSE分别为22.44m3·s-1、7.39m3·s-1,MAE分别为3.95m3·s-1、0.88m3·s-1。模型比较表明,面积指数、有效落差门槛和综合输水系数对计算结果影响较大,是参数率定的重点。研究成果能够较好降低复杂水力条件下水位流量关系离散程度,可为受下游顶托和洪水涨落影响的河道推流提供参考。

      • 1
    • 开都河流域上游气候变化及其对径流过程的影响

      李斐, 高喆, 黄永庭, 杨蓉, 杨世勇, 王水献

      Abstract:

      以新疆开都河流域上游为研究区,结合MODIS遥感积雪数据与实测径流资料,率定并验证了融雪径流模型(SRM);在此基础上,采用HadGEM3-RA气候模式在RCP4.5、RCP8.5情景下的输出驱动模型,预估2031—2100年径流及其组分(降雨径流、融雪径流)的演变趋势。结果表明,未来升温使年总径流略有增加,但对排放情景的响应不明显;径流年内分配发生明显调整,冬季总径流增加14%~22%,夏季最大降幅达10.6%。就径流组分而言,降雨径流总量基本稳定,但季节差异显著拉大,夏季最大降幅近20%,冬季增幅达30%~76%;融雪径流总体明显增加,夏秋季增幅尤为突出(秋季最高逾50%、夏季最高达32%),成为驱动总径流增长的主导因素。积雪加速消融引发的径流再分配,可能削弱流域天然调蓄功能,增加春汛与夏旱的发生风险,威胁区域供水安全与生态稳定。

      • 1
    • 极端暴雨移置方法在平原河网区洪水风险模拟中的应用研究

      童建, 徐乔婷

      Abstract:

      近年来极端暴雨频发,江苏平原河网区缺乏本地化极端暴雨移置修正方法,里下河地区超标准暴雨洪水风险底数不清。为厘清区域极端洪水风险,本文将响水2000年“8·30”特大暴雨移置里下河腹部核心兴化,采用均值法修正雨量并论证移置要素合理性,同时构建水文水动力耦合模型开展洪水风险模拟分析。结果表明:移置方案兼具科学性与极端性;经实测水位与淹没面积率定验证,模型精度满足要求,适用于区域产汇流计算;研究区总淹没面积8419.27km²,整体退水周期超7d。研究成果可为平原河网极端暴雨情景构建及区域洪水防控提供技术支撑。

      • 1
    • 基于河网多边形的平原水网区洪水模拟方法及应用

      王小锋, 张应奎, 杜宝义, 孙承坪, 俞悦, 王船海, 陈钢

      Abstract:

      本研究提出了一种适用于平原河网地区的分布式单位线方法,以应对复杂地表汇流模拟的挑战。该方法通过构建以河网多边形为基础的汇流区划分框架,并结合率定的汇流速度推算汇流时间,从而避免了对高分辨率地形数据的依赖。在太湖流域的应用中,针对16个子区域,系统评估了不同空间尺度与汇流速度设定下的模拟性能。结果显示,相较于传统单位线方法,该分布式方法在多个指标上表现优异,其中最高可将水位模拟的均方根误差(RMSE)降低40%,确定性系数(R2)提高0.1~0.2,洪峰滞后时间由平均2.1天缩短至0.7天。在200×200 m网格尺度下,模型实现了最优模拟精度,兼顾了单位线平滑性与计算效率。研究表明,该方法适用于地势平缓、水力结构复杂且缺乏微地形数据的区域,为平原河网区的洪水模拟提供了一种高效、可推广的技术路径。

      • 1
    • 基于级联与水库调控的径流中长期预报研究

      赵国茂, 陈  曜, 张云帆, 王慈德, 杨子菁

      Abstract:

      岷江流域地处青藏高原向四川盆地过渡带,径流时空变异性强且受密集水库群的调控。针对现有数据驱动模型常忽视流域水文空间关联与人工调度影响的局限,本文以该区域主要水文控制站为研究对象,构建了一种融合级联关系与水库调控特征的随机森林中长期径流预报模型。模型采用OOF交叉验证策略规避信息泄露,实现了上游模拟流量及调度信息的逐级传递。研究表明:(1)亚洲极涡、东亚槽及西藏高原指数的协同耦合主导了该区域径流波动的年际节律;(2)级联机制有效提升了预报的物理一致性与精度,验证期全流域平均NSE由0.616提升至0.638;(3)误差传播呈现空间分异规律,单一河段误差沿程累积,而多源汇流节点因支流偏差相互抵消增强了预报稳健性;(4)模型对低流量模拟的改善最为显著,平均绝对偏差由15.08%收窄至8.79%,精准捕获了枯水期的人工补偿信号。本研究有效提升了复杂流域的径流预报精度,也为受人类活动影响显著的区域提供了可推广的技术方案。

      • 1
    • 程海湖衰退期蓄水量及其影响因素变化规律研究

      姜海光, 季克强, 何振华, 季鸿斌, 王剑平

      Abstract:

      程海湖是云贵高原处于衰退期的断陷封闭性湖泊,近500年来湖泊面积缩小近50%。在人类活动与生态环境变化的共同作用下,区域降水与蒸发呈非对称震荡,驱动湖泊水量持续亏损,湖泊衰退期也将持续。基于1967—2023年同步观测序列,综合运用气候倾向率、滑动T检验、累积距平、M-K检验与一维Morlet小波分析法,解析降水与蒸发耦合演变规律,并采用水量平衡法量化其对水位变化的贡献。结果表明:(1)多年平均蒸发量是降水量的2.6倍,且年蒸发量下降速率(-174.6mm/10a)约为降水量(-2.7mm/10a)的65倍,二者主周期分别为32a与34a;(2)蒸发量亏损是造成湖泊蓄水量减少的主导因子,在无人工干预补水的情况下,约118年后程海湖将走向干涸或生态死亡。研究结果为程海湖人工干预补水方案确定与水资源可持续利用提供科学依据。

      • 1
    • 中小型水库纳雨能力计算方法研究

      耿健凯, 付超, 陈旭, 张佳宾, 马迎双, 张婷, 李建柱

      Abstract:

      为应对中小水库流域汇流快、防洪压力大等问题,选择四川省6座典型中小水库进行水库纳雨能力计算方法研究。利用率定后的新安江模型进行入库洪水预报,并根据水库调洪规则计算坝前水位过程,采用二分迭代试算方法计算水库在特定蓄水状态和不同降雨类型下的纳雨能力。结果表明:(1)预报入库洪水经过调洪演算后,模拟水位过程的确定性系数均大于0.7,大部分超过0.9;(2)水库纳雨能力曲线呈分段特征,当目标水位低于堰顶时水库纳雨能力随着目标水位的升高而缓慢增长,超过堰顶后增速显著提升;(3)降雨时程分配对纳雨能力影响显著,起调水位相同、目标水位为校核洪水位时,长历时均匀型降雨的纳雨能力可达2000 mm以上,而短历时峰值型降雨则不足800 mm。

      • 1
    • 讨赖河径流模拟及未来变化预估

      刘开清

      Abstract:

      讨赖河是酒泉盆地和金塔盆地各项用水的主要来源,其径流变化对嘉峪关市和酒泉市的水资源管理至关重要。为揭示讨赖河未来径流变化趋势,本文使用降尺度方法对4个GCMs(Global Climate Models, GCMs)不同气候情景下(SSP126和SSP585)未来近期(2026—2050年)和未来远期(2051—2100年)的降水、气温数据进行了分析,并基于HBV-light模型探究了SSP126和SSP585情景下讨赖河未来径流变化情况。结果表明:(1)HBV-light模型在讨赖河具有较好的适用性,该模型可以用于该流域未来的径流模拟预估。(2)SSP126和SSP585情景下讨赖河在未来近期相较于基准期分别增加1.38 ℃和1.78 ℃,在未来远期分别增加1.50 ℃和4.37 ℃。SSP126和SSP585的模拟降水在2026—2050年相较于基准期分别增加4.85 mm和8.37 mm,在2051—2100年相较于基准期分别增加18.74 mm和29.75 mm。(3)在SSP126情景下,讨赖河在2026—2050年和2051—2100多年平均径流量分别为3.43×108 m3和3.99×108 m3。在SSP585情景下,讨赖河在2026—2050年和2051—2100多年平均径流量分别为3.66×108 m3和4.29×108 m3。研究结果可为讨赖河水资源科学管理和决策提供科学依据。

      • 1
    • 基于对象化水文响应单元的流域日径流模拟方法研究

      史中宝, 胡晓东

      Abstract:

      传统分布式水文模型通常采用规则网格来对流域加以剖分,破坏了地物边界完整性且缺乏物理连接。为解决这一问题,以真实地物实体边界划分为对象化水文响应单元(OHRU),并借助知识图谱技术构建单元之间的水文级联规则,以增强流域水文过程的表达能力。选取洣水上游流域作为研究区域,对其展开日径流模拟方法的验证工作。结果表明,在引入对象化水文单元之后,其纳什效率系数(NSE)由0.74提升至0.85,均方根误差(RMSE)由19.08 m3/s降至14.25 m3/s;与知识图谱相耦合之后的OHRU-SWAT模型拟合效果最好,NSE为0.93,决定系数(R²)为0.95,RMSE缩减至9.31 m3/s。以真实地理实体为基础单元,构建知识图谱级联规则,能更准确地捕捉产流过程,显著提升地表径流模拟结果的可靠性和可解释性。

      • 1
    • 气候变化影响下年最大洪峰变化统计归因分析

      丁新军, 赵铜铁钢

      Abstract:

      年最大洪峰变化的归因分析,是提升水文极端事件应对韧性的关键;然而,目前鲜有研究建立气候变化与历史观测的年最大洪峰变化之间的因果关联。本文基于流域属性水文气象数据集(CAMELS)涵盖的671个流域观测及全球洪水预警系统(GloFAS)径流再分析数据,量化分析年最大洪峰与气象因子之间的响应关系。首先对比分析了两种统计建模方法,其次通过面板回归模型分离出各气象因子的独立影响并解析气候因子的调控机制,最后量化历史气候演变趋势下气象因子对年最大洪峰变化的贡献度。结果表明:(1)平均降水量与极端降水量每提升1%,年最大洪峰分别增加1.97%和0.35%。(2)ENSO不同位相下洪峰驱动机制存在差异,拉尼娜年份年最大洪峰对极端降水和极端融雪量的回归响应系数分别降低约0.02和0.04,厄尔尼诺年份对极端融雪量的回归响应系数提高约0.03。(3)在历史洪峰变化的归因中,平均降水量、极端降水量和极端融雪量的贡献率分别为 52.28%、37.70% 和 28.49%。(4)对比分析表明GloFAS 再分析数据高估了平均降水量变化对洪峰的影响,同时低估了极端降水量和融雪量变化的贡献。本文揭示年最大洪峰对气象因子的响应规律,对于洪水预报预警具有重要参考价值。

      • 1
    • 人类活动影响下黄河流域水文情势演变规律

      张林燕, 张献志, 王春青, 狄艳艳, 陈炼钢

      Abstract:

      在气候变化和人类活动共同作用下,黄河流域水循环过程发生显著改变,水文情势偏离天然状态。本研究基于WaterGAP 2.2e模型,构建“分层级率定-Morris敏感性分析-帕累托最优迭代”的参数优化框架,通过设置天然、取用水以及水库调节三种情景,定量分离了取用水和水库调节对黄河流域水文情势演变及河流类型转变的影响贡献。结果表明:(1)取用水是驱动黄河中下游径流衰减和河流类型转变的主导因子,宁蒙灌区和汾渭灌区多年平均径流下降30% ~ 40%,月低流量下降60% ~ 80%;中游无定河和汾河流域在取用水影响下由常年性河流转变为过渡性或间歇性河流。(2)水库调节则呈现相反的“增益效应”,冬春季节黄河干流径流量在1981—2000年间增加了15%以上,且2000年以后增幅持续增强。(3)水库调节和取用水共同塑造了黄河流域“干流趋稳、支流分化、灌区锐减”的水文情势空间分异格局。研究揭示了取用水和水库调节的差异化贡献及互馈关系,为黄河流域水资源精细化管理提供了科学依据。

      • 1
    • LID设施最优蓄滞率对城市内涝影响研究

      李佳凝, 杜尧, 周正模, 李琼芳, 刘梓豪, 刘庚炜

      Abstract:

      LID设施作为海绵城市建设的重要组成部分,其径流调控效应广受关注,但对不透水面径流的蓄滞作用如何影响海绵城市建设的总体径流调控效应却鲜见报道。以镇江市焦东流域片区为研究区,构建一二维耦合城市雨洪模型,模拟不同暴雨情景下,LID设施蓄滞率变化对管网溢流量和内涝调控效果的影响,并评估蓄滞率优化后的调控提升效果。结果表明:LID设施的最优不透水面径流蓄滞率因流域内涝区域而异,且随暴雨特性变化而变化,最优不透水面径流蓄滞率在20%~40%;相较于采用100%蓄滞率,采用最优蓄滞率可提升LID设施对流域内涝的调控作用,五年一遇短历时暴雨、三十年一遇长历时暴雨情景下最大积水量可分别减少10.4%和27.3%,对调控相同历时暴雨的提升幅度随暴雨重现期的增大、雨峰位置的后移和大强度降雨过程的集中而降低。研究成果可为提升海绵城市建设的合理性和科学性提供参考。

      • 1
    • 海河流域陆地水储量时空变化及影响因素研究

      张鹏辉, 李晓英, 暴一鸣, 戴靖桉, 吴万柏

      Abstract:

      陆地水储量变化(TWSA)是表征区域水资源变化的重要特征量,对水资源管理具有重要意义。为研究海河流域陆地水储量的变化特性,基于2003—2024年海河流域逐月TWSA数据、采用Triple Collocation(TC)方法融合得到的降雨数据和引入基于重力卫星数据的干旱指数(GRACE-DSI),通过时间序列分析和空间栅格分析,研究降雨、人类活动主导的陆地水储量变化分量(TWSAH)与TWSA的时空关系以及GRACE-DSI与TWSAH的空间联系,识别和评估海河流域干旱情况的时空演变。结果表明:(1)2006—2020年期间,海河流域降雨与TWSA之间的响应关系较弱,人类活动在海河流域陆地水储量变化中占据主导地位;在人为管控下,海河流域多年逐月平均TWSAH在5—7月呈现明显负值,8—9月转为正值,海河流域各年平均TWSAH在2015—2024年呈“下降-上升”的反复“波动式”变化特征。(2)2014—2022年海河流域TWSAH负值主要集中在南部地区,其中2021年的极端降雨使得栅格尺度TWSAH均值达时段内最高水平;同期GRACE-DSI大致呈西北高、东南低的空间分布,多数年份TWSAH与GRACE-DSI呈现相反的空间分布,即在干旱地区节水,湿润地区用水。

      • 1
    • 基于遥感蒸散发的灌溉面积监测研究进展

      徐浩玮, 成春生, 段浩, 郑艳侠, 秦韬, 张洪康, 李秋菊

      Abstract:

      蒸散发是地表水循环的重要组分,其变化过程受灌溉影响明显。基于蒸散发动态变化的灌溉面积识别是目前农业用水管理研究的重要课题之一。本文系统综述了蒸散发对灌溉的响应机理和联合蒸散发变化的灌溉面积识别领域的研究进展,明晰了蒸散发在灌溉识别应用中的应用原理的适用条件,最后指出了联合蒸散发要素开展灌溉面积识别的未来发展方向。本文将为遥感蒸散发在农业用水管理中的深入应用提供借鉴,推动水资源的动态化和精细化管理。

      • 1
    • 基于时间序列分析的赣江流域径流记忆与响应特征解析

      赵岳悦, 张润润, 谭舒婵, 吴思思, 孙丽娜

      Abstract:

      基于赣江流域1982—2019年降雨与径流数据,以4~5 a为步长划分8个时段,利用相关与频谱分析法,结合植被、土地利用及水库库容等下垫面因子,探讨流域径流记忆与响应特征变化的原因。结果表明:(1)2005年前径流记忆时间维持在60 d左右,记忆周期在45 d上下震荡;之后持续延长,记忆时间最长达119 d,记忆周期最长达68 d。(2)2010年前径流响应时间均为4 d,响应周期在37 d震荡;之后响应时间缩短至3 d,响应周期明显缩短,最短为27 d。(3)径流响应时间与耕地及林地面积占比显著正相关,与草地及建设用地面积占比显著负相关。记忆周期与建设用地面积占比显著正相关,与耕地面积占比显著负相关。赣江流域下垫面的变化显著影响了流域径流记忆与响应特征。

      • 1
    • 基于MIKE模型的高原盆地供水型水库氮磷营养盐情景模拟

      洪金淑

      Abstract:

      供水型水库是高原盆地城市重要的供水水源,保障其水质安全极为重要。以昆明市云龙水库为例,基于MIKE 21软件构建了水库水动力水质模型,在供水量相对固定的前提下,模拟不同情景条件下水库水动力及氮磷营养盐四季的扩散规律,根据环比数据分析提出最优设计方案,并对多因素影响下水库蓄水变化与氮磷营养盐进行响应分析。结果表明,(1)坝前水位大于2076m时,总氮浓度显著降低,总磷浓度呈波动变化;(2)不同情景条件对水体氮磷浓度模拟均存在一定影响,在5种模拟工况中降雨中后期水动力条件最优,模拟情景中效果最佳。入库河流及入库区氮磷浓度相对较高,特别是东部石板河及入库口影响更显著。结论:多因素影响下水库来水与蓄水变化对氮磷影响显著,尤其对磷浓度更为敏感,因此应将磷负荷管控作为重点。

      • 1
    • 全球降水强度变化趋势及其对区域水文过程的影响分析

      张子扬, 尹君, 殷雪仪

      Abstract:

      全球气候变化通过改变降水特征对水文过程产生影响。然而,现有研究多集中于降水总量的变化对水文过程的影响,关于降水强度的变化及其影响分析较少。鉴于此,利用CRU全球1901—2021年降水量和降水频率数据,采用Mann-Kendall趋势检验和突变检验方法,综合分析全球年平均日降水强度的时空变化特征;进而选用具有物理意义的Budyko水量平衡框架,构建降水强度变化对径流系数影响的量化分析方法,并以珠江、嫩江和玛纳斯河流域为典型案例加以验证。结果表明:(1)1901—2021年全球年平均日降水强度呈显著上升趋势(Z=2.359,通过95%置信区间检验);全球55.67%的区域呈上升趋势,31.37%的区域呈下降趋势。(2)在IPCC26个气候分区中,13个分区呈上升趋势(其中11个显著),13个分区呈下降趋势(其中5个显著),区域差异明显。(3)全球年平均日降水强度的突变年份主要集中于20世纪初(1912年前后)和21世纪初(2009—2015年)。(4)3个典型流域案例分析表明,平均日降水强度在湿润区(珠江)与干旱区(玛纳斯河)对径流系数变化的贡献较大,在半湿润—半干旱过渡区(嫩江)介于干旱指数与下垫面影响之间。这些案例分析表明平均日降水强度是径流变化的重要影响因子,对于水文过程的影响不可忽略。

      • 1
    • 小流域径流式引水坝可引水量的一种计算方法

      杨永刚, 于艺, 崔宁博

      Abstract:

      径流式引水坝是山区水网建设的重要节点工程,针对其可引水量难以准确计算的问题,提出一种适用于小流域径流式引水坝的可引水量计算方法—修正系数法。该方法基于水文测站刊布的日平均流量,采用典型洪水过程线缩放概化日内径流过程,用引水坝设计流量切割日内径流过程得到每日可引水量,再引入修正系数,并分区(基流区、下降区、上升区、平稳区)拟合典型日平均流量与修正系数函数关系式,从而实现可引水量计算过程批量处理,最后,通过工程案例和适用性分析对其计算精度及可操作性进行了验证。结果表明:修正系数法适用于集雨面积100km2以下小流域,小流域采用雨洪法推算的典型洪水过程线形态较为规整,保证了该方法较高的计算精度,且该方法可操作性强,可在小流域引调水工程中推广应用。

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