《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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    • 基于随机森林的黄河源区土壤湿度降尺度研究

      章雨晨, 付晓雷, 丁永建, 蒋晓蕾, 钟奇

      Abstract:

      土壤湿度作为全球水循环的重要变量,影响大气和地表水分交换。为获取高精度高空间分辨率的土壤湿度数据,本文以黄河源区为研究区域,基于9km空间分辨率的SMAP(soil moisture active passive)遥感地表土壤湿度(SSM)和随机森林模型,结合地表反照率、叶面积指数、归一化植被指数、地表温度、高程、土壤质地数据建立降尺度模型,获取黄河源区1km空间分辨率的地表土壤湿度,分析不同时期(冻期、融期)土壤湿度变化规律及降尺度模型的效果,探讨土壤湿度的空间分布特征。结果表明:降尺度后的土壤湿度数据(1km×1km)在精度上高于SMAP SSM,且相较于站点观测资料,SMAP SSM在冻期高估了地表土壤湿度,在非冻期对土壤湿度高位数表现为低估。此外,在冻期,对划分冻融期的土壤湿度数据应用降尺度模型效果优于不划分冻融期的降尺度效果;而在非冻期,不划分冻融期应用降尺度模型效果更佳。从土壤湿度空间分布上看,SMAP SSM与降尺度结果具有一致性,土壤湿度总体上呈现东高西低的特点。研究结果可为黄河源区土壤湿度时空变化研究提供理论依据,对源区水资源分布规律提供参考。

      • 1
    • 基于社会经济指标的城市洪水韧性评估算法:以郑州市黄科苑小区为例

      谷晓菲, 刘娣, 赖瑞勋, 王茂坤, 张晓丽, 李军华

      Abstract:

      为更好的应对城市超标准洪水,开展城市洪水韧性建设十分必要。构建合理有效的城市洪水韧性评价体系是城市洪水韧性建设的重点和难点。提出一套城市洪水韧性建设评价算法,以郑州市金水区黄科苑小区为例,综合考虑社会经济因素,选取脆弱性人口、车辆、电网三种韧性评价指标开展城市洪水韧性建设评价。结论如下:研究区城市洪水韧性最低点在洪水历时的第32小时;实施城市洪水韧性措施后,在同等强度洪水下城市洪水韧性由原来的0.58提升至0.65,有效提高了城市洪水韧性,也缩短了城市恢复正常功能的进程。该套城市洪水韧性建设评估算法可为量化城市洪水韧性水平提供支撑。

      • 1
    • 基于Vine Copula的强风暴雨复合型风险分析

      余 璐, 张 一, 杨启涛

      Abstract:

      构建了基于D-Vine Copula函数的强风暴雨复合型分布模型,利用北京市十三陵水库流域的实测数据进行敏感性分析及风险评估。结果表明:联合分布对降水量、降水强度、风速和温度4个研究因子的敏感性具有差异性。基于敏感性分析结果,随着降水强度和风速的概率分布值增大,联合概率分布增大,同现概率分布减小,最大联合风险率为24.5%;随着降水强度和降水量的概率分布值增大,联合概率分布增大,同现概率分布减小,最大联合风险率为18.1%;Vine Copula可较好地反映出水文气象因子间的相关关系,降水强度和风速、降水量和降水强度因子组合均对联合分布呈现正相关关系,发生气象灾害时易出现联合响应。该研究为强风暴雨复合型风险的调控等提供了理论与方法支撑。

      • 1
    • 贵州省地下水资源量预测方法研究

      陈可煊, 王丽娟, 崔鼎

      Abstract:

      地下水是最珍贵的自然资源之一,其在人类活动的影响下,开采和利用的规模逐年扩大。因此,地下水资源对于人类社会的可持续发展具有重大意义。对地下水资源量进行科学预测,建立合理可行的地下水资源管理制度,以达到开发与保护并重的目的。目前预测地下水资源量的方法有多种,传统方法有神经网络、数学模型等,而时间序列分析方法与传统方法的结合,衍生出新型的预测模型使得计算的结果更适用于工程实践,以贵州省为例,采用三种方法对研究区域进行地下水资源量预测,基于预测结果可得:LSTM模型方法在该研究区域地下水资源量预测方面表现出更高的精度和适用性,可对该区域的地下水资源规划及开发利用提供一定的参考。

      • 1
    • 基于GCM模式的渭河流域未来气象干旱特征分析

      王淼, 陆宝宏, 徐健

      Abstract:

      研究流域未来气象干旱演变在防旱减灾、水资源合理利用等方面具有重要意义。考虑到影响渭河流域未来气象干旱的多种不确定因素,基于两种代表性浓度路径(RCP4.5、RCP8.5)下全球气候模式(GCMs)的降水变化率,选取前五和后五个GCMs耦合成A、B两种新模式,对应降水增幅、降幅较大的湿润情景和干燥情景,计算其标准降水指数(SPI),预测未来气象干旱变化特征。结果表明:(1)未来流域干旱整体呈减小趋势,其中在2037、2043、2044、2050年左右的突变概率较大。除RCP4.5排放情景下降水量减少导致的干旱增加外,其余情况各区域干旱都将减小;(2)干旱最长持续时间为7~10个月,集中于9月~次年6月;(3)未来全流域发生无明显干旱和轻度干旱的可能性较大,不能排除偶尔发生重度干旱及特旱。研究结果为干旱半干旱地区不同情景下的水资源管理提供参考。

      • 1
    • 鄱阳湖流域气象干旱向水文干旱传播的时间特征研究

      邹睿, 尹义星, 王小军, 马燮铫

      Abstract:

      气象干旱是水文干旱的前兆,认识气象干旱向水文干旱动态传播过程,对制定水文干旱预警具有重要意义。由于干旱传播的物理过程复杂,干旱时空传播方面的认识不足。本研究采用周尺度SPI、SPEI和SSI指数,结合游程理论和贝叶斯网络分析干旱指数的特征和时间变化,探索不同等级干旱事件特征,揭示气象干旱向水文干旱传播的时间规律,结果表明:(1)鄱阳湖流域水文干旱对气象干旱的响应一般在11~15周以内,且气象干旱与水文干旱的相关性在夏秋季高于春冬季;(2)气象干旱之后发生水文干旱所占比例高达80%以上。某一等级的气象干旱发生条件下,最大可能会紧接着发生与气象干旱同等级的水文干旱事件,其次是轻于该气象干旱一个等级的水文干旱事件;(3)气象干旱发展至越高等级的水文干旱,其时间间隔越长;很难发生轻等级气象干旱演变成严重水文干旱;春冬两季干旱传播时间间隔长于夏秋两季。

      • 1
    • 黄浦江上游径流量变化与影响分析

      李冰瑶, 朱彩琳, 宋政峰

      Abstract:

      近二十年来黄浦江上游来水大幅增加,为定量分析流量变化,主要采用距平分析及P-Ⅲ频率分析等方法,确定水文周期及典型年流量。结果显示:1962-2002年为一个完整的自然水文周期,在此周期内黄浦江上游年均流量为318 m3/s;近二十年黄浦江上游年均流量为623 m3/s,重现期达两百年一遇;来水增多与流域降水并无明显相关性,主要为引江济太等跨流域引调水措施、城市化加强、河道工程和圩区建设等因素所致。水文情态的显著改变,对水文监测、管理、建设等诸多方面产生不容忽视的影响。

      • 1
    • 基于GAMLSS的非一致性设计洪水研究——以云南省盘龙河龙潭寨水文站为例

      余航, 杨茂灵, 李新华, 付奔

      Abstract:

      气候变化和人类活动等因素使洪水序列的一致性遭到破坏,因此推求非一致性条件下的设计洪水具有重要的理论和实践价值。以云南省盘龙河龙潭寨水文站为例,采用实测和模拟、预测的降水和洪水数据,基于GAMLSS模型和等可靠度方法计算一致性,以及以时间、降水为协变量的非一致性的设计洪水。结果表明:(1)以降水为协变量的非一致性概率模型好于以时间为协变量的非一致性和一致性的概率模型,其不仅能够模拟洪水序列的趋势,还能够反映洪水的波动变化。(2)龙潭寨水文站的一致性的设计洪水为269~423m3/s,总体大于非一致性的设计洪水(182~432m3/s)。(3)以降水为协变量的设计洪水可能更为合理。研究结果可为洪水灾害防治和水利工程设计等提供参考依据。

      • 1
    • 黄河下游典型悬河段地表水-地下水对湿地形成条件影响

      崔向向, 张学庆, 田夏, 苏晨, 郭春艳, 孟素花

      Abstract:

      对比分析黄河下游径流及河道变迁特征、不同时期地下水流场特征,同时结合遥感解译手段解析了地下水和地表水 对沿黄湿地条件的影响,为该区湿地生态修复提供理论依据。结果表明:(1)黄河下游典型悬河段人工湿地面积增幅较多,自然湿地仍呈萎缩趋势,滩涂湿地破碎度上升,生态环境稳定性较差。(2)地表水流量和水位整体呈现逐年降低的趋势,且河道的游荡摆动依然明显,直接影响了河流滩涂湿地面积及其稳定性。(3)研究区浅层地下水位十余年最大下降5 m、二十余年最大下降9 m。浅层地下水的持续下降导致北岸堤外湿地面积减少;南岸堤外因引黄水和退水侧渗形成新的背河洼地,湿地面积呈增长趋势,生态环境稳定性相对较好。地表水和地下水联通性较好,较低的地下水位将会削弱河道径流的作用,对沿黄湿地整体发展不利。(4)减少地下水的开采,确保引黄水量充足,对黄河大堤外背河洼地部位湿地的发展有利。

      • 1
    • 大清河流域城市化与水资源利用关系研究

      胡启玲

      Abstract:

      为探究城市化与水资源利用的相关关系,以雄安新区所在的大清河流域为研究对象,通过建立评价城市化水平和水资源利用水平的指标体系,运用环境与经济发展的协调发展度模型评价大清河流域2001~2021年城市化与水资源两个系统的协调发展度,分析两个系统的变化及其耦合关系的发展情况。结果表明:(1)大清河流域城市化水平呈现线性上升趋势,城市化子系统对整体城市化的重要性排序为:经济城市化>社会城市化>空间城市化>人口城市化;(2)水资源系统整体呈现波动上升趋势,但是受到水资源本底情况影响较大;(3)城市化与水资源两系统之间的协调发展关系从严重失调衰退类发展为优质协调发展类。研究城市化与水资源利用相关关系,可为城市的可持续发展指明方向,为“四水四定”方针提供科学支撑。

      • 1
    • 里下河平原区径流模拟及其对极端降水响应分析

      鞠艳, 杨星, 董阿忠, 王志寰, 罗煜宁

      Abstract:

      平原河网区地势平坦,水系密集交错,产汇流受人类活动影响强烈,水文过程复杂。随着全球变暖,极端降水事件增加,洪涝灾害频繁,探究平原区径流过程模拟及其对极端降水的响应具有重要意义。通过对流域河网合理概化、空间离散等人工干预处理,改进传统河道和子流域提取,运用SWAT模型模拟里下河平原区2013—2020年汛期流量过程,分析不同极端降水情景下径流变化规律。结果表明:SWAT模型在里下河平原区汛期月径流模拟有较好的适用性,阜宁(射)站决定系数R2和纳什效率系数(NSE)均在0.75以上,相对误差|Re|小于5%;不同极端降水情景模拟下,日均径流量变化较大,峰值变化明显,在20a一遇、50a一遇和100a一遇极端降水下,变化率分别为3.4%、10.2%和14.2%,月均径流变化幅度较小且影响时间较短。研究结果可为里下河平原区水资源合理配置、洪涝灾害科学应对提供依据。

      • 1
    • 2000-2020年新疆冰湖分布时空特征分析及影响因素分析

      孟乘枫, 仲 涛, 郑江华

      Abstract:

      冰湖是干旱区水资源系统的重要组成部分,探究新疆冰湖变化监测可以为内陆干旱区气候自然变化过程及冰湖溃决等灾害风险评估提供参考。本文基于Google Earth Engine(GEE)遥感云平台进行监督分类,研究新疆2000-2020年冰湖面积和数量变化情况,并结合温度、降水和冰川进行影响因素分析。结果表明:(1)过去20年新疆冰湖数量和面积均呈增长趋势,截止到2020年新疆冰湖数量4027个,面积208.76km2,其中昆仑山冰湖数量占比22%,天山占比50%,阿尔泰山占比28%。(2)新疆面积小于0.1km2的冰湖数量最多,平均占冰湖总量的54.71%,面积大于0.2km2的冰湖面积占比最大,占总面积的54.07%,新疆冰湖数量分布峰值位于海拔3400m-3600m,面积分布峰值3600m-3800m。(3)研究区冰湖数量和面积与温度和降水均呈不显著相关,与冰川面积呈显著负相关,表明冰川面积是影响冰湖变化的主要因素。

      • 1
    • 曹娥江适宜生态流量计算和评价研究

      皇甫欣予, 陈 星, 田传冲, 许 钦

      Abstract:

      保障河流生态流量对维持河流生态健康状态具有重要意义。通过对曹娥江流域东沙埠和黄泥桥两个控制断面1961—2017年还原径流量资料进行可靠性、代表性和一致性检验,表明还原径流量可视为天然径流量。选取Tennant法、Qp法、频率曲线法、年内展布法、月流量变动法共5种水文学方法分别计算两个控制断面各月适宜生态流量。以准确率、满足率和适宜度为指标综合评价了不同方法在曹娥江流域研究区的适用性,最终推荐月流量变动法作为适宜生态流量的计算方法,最小值分别为14.83 m3/s和2.44 m3/s,最大值分别为46.61 m3/s和6.74 m3/s。该研究为流域水库生态调度提供参考。

      • 1
    • 龙羊峡水库蓄丰补枯特征研究

      席海潮, 解阳阳, 刘赛艳, 黄成剑, 张钦, 胡华清

      Abstract:

      丰(枯)水期末库容(丰(枯)末库容)是确保多年调节水库发挥蓄丰补枯作用的关键要素。为了预设合理的丰(枯)末库容,基于龙羊峡水库历史运行资料,考虑来水量、丰(枯)初库容等影响,采用多元线性回归方法建立调度函数,推求丰(枯)水期的水库增(补)水量,确定龙羊峡水库的丰(枯)末库容。研究表明:(1)龙羊峡水库丰水期增水量距平值与来水量距平值呈显著的正相关关系,R2为0.4162,;枯水期水库补水量距平值与枯初库容距平值呈显著的正相关关系,R2为0.1574;(2)采用调度函数推求龙羊峡水库增补水量具有合理性与可行性;(3)水库期末水位确定规则有助于决策人员制定和优化调度方案。因此,该规则可为龙羊峡水库的调度规则建立提供参考。

      • 1
    • 基于BP神经网络的复合单沙模型在西江泥沙监测的应用初探——以梧州水文站为例

      朱颖洁

      Abstract:

      梧州水文站河段水流形态、泥沙输移规律复杂,适用的仪器少,实现泥沙自动在线监测是一大难题。通过多元回归和BP神经网络建立单沙模型,研究复合单沙模型在西江黄金水道梧州水文站河段泥沙监测的适用性。结果表明,基于BP神经网络的复合单沙模型推算出的单沙满足规范要求,应用效果较好,可在梧州水文站河段泥沙监测中应用;通过使用浊度自动监测系统进行浊度观测,并利用BP神经网络方法建立单沙与浊度和水位之间的关系来推算单沙,实现含沙量的自动在线监测功能,具有一定应用推广意义。

      • 1
    • 基于水文模型的山东半岛典型流域产流模式探讨

      丁 启, 王宗志, 刘克琳, 王 坤

      Abstract:

      为明晰山东半岛半湿润地区流域产流模式,本文以龙角山水库流域为例,利用28场洪水资料,以新安江模型和垂向混合产流模型作为蓄满产流和混合产流的代表,探讨半湿润地区流域产流模式。结果表明:(1)垂向混合产流模型的洪峰流量、峰现时间和径流深三个预报项目的平均合格率,在率定期和验证期为81.7%和91.7%,达到甲级精度,且模拟结果地面径流与壤中流占比大,对洪峰过程的模拟吻合度高。(2)新安江模型所有预报项目的平均合格率,在率定期和验证期分别为73.3%和83.3%,达到乙级精度,其模拟结果地下径流占比大,对退水过程模拟吻合度高。本研究确定了混合产流模式在龙角山水库流域的适用性要优于蓄满产流模式,对明晰山东半岛半湿润地区产流规律具有促进作用。

      • 1
    • 基于Budyko假设的洛河流域径流变化归因分析

      李杨千, 何海, 金双彦, 吴志勇

      Abstract:

      为探究洛河流域径流演变的主要驱动因子,基于1961—2020年水文、气象和下垫面资料,分析洛河流域水文气象要素变化特征;应用基于Budyko假设的互补法,定量分析了降水、潜在蒸散发和人类活动导致的下垫面改变对径流变化的影响程度,阐明了洛河流域上、中、下游不同地区径流变化的主要影响因素。结果表明:(1)1961—2020年,洛河流域径流呈显著减少趋势,突变年份为1986年;降水与潜在蒸散发减少趋势不明显,气温显著增加;1980年后流域植被覆盖度呈增加趋势,土地利用类型也有不同程度的变化。(2)降水与潜在蒸散发变化对洛河流域径流减少的贡献率分别为25.4 %和-13.9 %。人类活动引起的下垫面变化对径流减少的贡献率为88.5 %。(3)空间上,植被变化是导致流域中上游地区径流锐减的关键因素,水利工程建设和土地利用类型改变是导致下游地区径流锐减的关键因素。研究成果可为认识洛河流域径流变化以及水资源开发利用提供参考。

      • 1
    • 河南省南水北调受水区浅层地下水埋深变化分析

      高婷, 窦明

      Abstract:

      南水北调中线工程运行后地下水大量压采,需定量评估河南省受水区地下水埋深的变化特征。利用河南省2000—2020年受水区342口浅层地下水监测井的平均埋深、枯水期最大埋深和丰水期最小埋深年数据,通过空间插值法、水位动态法分析11个地市地下水埋深的变化特征,采用径向基函数神经网络模型计算地下水埋深关键驱动因素的贡献度。同时,统计用水结构中地下水的占比进行分析论证。结果表明:空间上,调水压采的成效主要为埋深4~<8 m向0~<4 m转换,集中在淮河流域中南部和长江流域埋深较小的区域。时间上,调水后受水区地下水埋深恢复情况丰水期最小埋深>平均埋深>枯水期最大埋深,同时郑州等7个地市的三个地下水埋深指标均得到恢复。影响因素上,相较降水量,地下水开采量对地下水埋深的影响更大。用水结构上,用水总量及四个分类中地下水占比在调水后显著下降。

      • 1
    • 台风对近岸复合洪水的影响评估

      罗丹, 陈晓宏, 张永正, 罗佳颖

      Abstract:

      不同特性的台风在多大程度上导致与强降水和风暴潮相关的近岸复合洪水尚不清楚,为厘清近岸台风事件与复合洪灾的相互关系,以我国东南沿海为研究典型,基于降水和风暴潮数据,分析1980年-2019年复合洪水驱动因子依赖性,利用copula统计模型描绘复合洪水回归期,通过定量评估,表明台风对复合洪水潜势升级发挥重要作用。主要结论如下:(1)边际值超过98.5%的复合洪水回归期(若边际变量独立,则相当于6年回归期)在大多数地区<3年。(2)台风一方面增强极端降水和极端风暴潮依赖性,使广西、广东阳江、浙江沿海复合洪水潜势增加10%~30%,另一方面提高了极端降水和风暴潮的发生边际概率,使闽苏、海南、澳门复合洪水概率增加了50%~180%,与台风相关的三种场景的任何变化都会对复合洪水潜势造成重大影响,个别场景对复合洪水回归期变化率的贡献将累积促成极端复合洪水。(3)据台风灾损记录,发现与单驱洪水事件相比,台风期间复合事件损失占损失和伤亡的绝大多数。

      • 1
    • 开都河流域冰川面积变化及其消融季冰川融水对径流的贡献

      陈红波, 王统霞, 安杰, 吴国洋, 宋昱锋, 罗鑫, 黄森

      Abstract:

      全球变暖背景下冰川及冰川水资源的可能变化对径流的影响,是水文领域持续关注的重点内容。本文通过分析开都河流域冰川面积及其融水变化趋势,量化评估冰川融水对径流的贡献情况,探究冰川-径流-气候之间的相互关系。结果表明:开都河流域冰川面积占比小,平均覆盖度约为1.55%,小规模冰川条数较多,约有78.17%分布在小于0.5 km2的规模上,整体呈现衰退趋势。2009-2018年冰川面积减少了3.69%,冰川条数减少了1.33%。2014-2021年流域径流、冰川融水、降水均呈先增加后减少的变化趋势,其中夏季流量高达15.48×108m3,约为其它季节径流量的2倍以上,消融季冰川融水约为9.96×108m3,其对径流的平均贡献率达54.3%,是径流的重要组成部分。流域降水与径流的相关性远高于温度与其的相关性,对径流的影响非常显著。

      • 1
    • 基于大中型水库的湖北省洪峰模数空间分布规律研究

      曹夏禹, 连威, 孙晓晨, 葛进雄

      Abstract:

      湖北省无资料地区设计洪水常采用设计暴雨间接推求,其洪水合理性分析时常缺乏洪峰模数分布图进行参考,给实际工作带来诸多不便。为此,本研究选取湖北省339座大中型水库,通过计算其不同频率洪峰模数,绘制湖北省洪峰模数空间分布图,系统分析湖北省不同频率洪峰模数空间分布规律。结果表明:湖北省50年一遇、100年一遇、1000年一遇、2000年一遇洪峰模数平均值依次增加;空间分布上,湖北省各频率洪峰模数总体上呈现西北低、东南高的特征,其空间分布与大等级降水的发生次数有一定的正相关性,与海拔高度有一定的负相关性。本研究可为湖北省无资料地区设计洪水估算及洪水成果合理性分析提供参考。

      • 1
    • 信阳市水资源时空变化特征研究

      刘冠华

      Abstract:

      采用线性回归、滑动T检验、Mann-Kendall检验法和Morlet小波分析法对信阳市1956—2020年降水量、地表水、地下水以及水资源总量的趋势性、突变性以及周期性进行分析。结果表明:(1)1956—2020年信阳市降水量、地下水、地表水、水资源总量总体呈不显著的减少趋势,但突变性和周期性有所差异;降水量在1970年和2017年发生突变,地表水和水资源总量突变点发生在2014年,三者的主导周期均为9a和23a;地下水未发生显著突变,主导周期为15~16a。(2)预计地表水的丰水期会持续到2028年左右;地下水的枯水期持续到2024年后会迎来8年左右的丰水期。(3)降水量呈自南向北递减的空间分布;水资源总量和地表水资源量则均呈现由西向东递增的空间分布特征;地下水资源量呈现由南部向北部递增的趋势。(4)地表水以及水资源总量受降水量的影响显著,地下水与降水量的相关系数最小,分析表明研究区地下水资源量稳定性强。研究结果可为信阳水资源合理配置以及可持续利用提供参考依据。

      • 1
    • 热示踪在潜流带中的研究进展

      许倍源, 武丽文, 张明珠, 俞烜

      Abstract:

      潜流带是地表水—地下水生态系统中的重要部分,它对供水滞洪、水污染控制、河流生态保护均具有巨大作用。在潜流带的研究中,热示踪技术可以很好地应用于渗流速度、有效热扩散系数等参数估计,揭示潜流带中的物质与能量交换的过程。热示踪有着装置布置简单、环境效益友好、时间跨度优越等优点。在国外,学者们致力于热示踪技术突破与完善;但在国内,学者们更倾向于直接应用,少有对基础理论的研究。传热机制作为热示踪基础理论中的重要部分,在以往国内的研究中缺乏深入的阐述。本文以传热机制为切入点,介绍不同河道中热传递方式的差异,简述传热方程及历来研究中解析解、数值解发展,最后探讨该技术面临的挑战及未来可能的发展方向。

      • 1
    • HEC-HMS水文模型不同降雨损失方法对比研究

      赵直, 冯民权, 侯梓良

      Abstract:

      为对比分析HEC-HMS模型三种降雨损失方法在沁河流域的适用性。借助Morris筛选法识别降雨损失方法的关键参数,选用流域内5场雨洪资料进行参数率定和模拟精度分析。结果表明:(1)SCS CN值曲线法、Green-Ampt法、Initial and Uniform法主要敏感性参数分别为CN值、土壤饱和导水率、恒定损失率。(2)选取洪峰流量、洪水总量、峰现时刻误差以及Nash系数对模型模拟精度进行评价,SCS CN值曲线法和Initial and Uniform法模拟结果达到乙等精度,Green-Ampt法模拟结果达到丙等精度。研究成果可为半湿润地区中小流域降雨损失方法的选择提供参考。

      • 1
    • 超采治理下雄安新区地下水动态特征与影响因素分析

      朱静思, 王哲, 马欢, 王雪梅

      Abstract:

      雄安新区本地地表水资源严重匮乏,以地下水资源为主,且对外调水依赖程度高。摸清雄安新区地下水动态特征及影响控制因素,对保障雄安新区地下水资源可持续利用和供水安全具有重要意义。本文主要基于2000—2021年逐年分层地下水水位监测数据,对雄安新区浅深层地下水水位埋深空间分布特征及演变规律进行了分析,采用随机森林、数值模拟等方法确定了地下水动态变化的影响控制因素。结果表明:(1)在地下水超采治理措施的综合影响下,2014年以来雄安新区地下水水位呈企稳回升态势,浅层地下水水位年均回升0.11 m,2017年以来深层承压水水位年均回升0.64 m;(2)地下水开采、降水和河湖生态补水是影响雄安新区地下水水位变化的主控因素。近20年来开采量、降水量对地下水水位变化的贡献率平均为55%、42%,分阶段贡献率分析表明,大规模生态补水对雄安新区地下水资源形成了有效补给。(3)2019—2021年降水偏多对雄安新区水位回升的贡献率高达63%,扣除降水影响,需要持续深入推进河湖生态环境复苏补水、水源置换等行之有效的措施,以巩固保持已取得的治理成效。

      • 1
    • 基于HAND的流域洪水淹没快速分析技术

      王述强, 吕凯, 刘祥林, 师鹏飞, 肖家清, 郝晓博

      Abstract:

      快速分析计算流域洪水淹没,对于防洪具有重要作用,而基于水动力学模型的经典淹没算法在时效性方面存在不足,制约防洪“四预”功能实现和数字孪生流域建设。针对此,本文建立了基于HAND(Height Above Nearest Drainage)的形态淹没模型,用于快速分析流域洪水淹没情况,在乐安河流域上游进行了应用验证。结果表明,模型可在5秒内完成洪水淹没计算,对四场历史洪水和三场设计洪水淹没范围的总体模拟精度平均为0.95,达到水动力学模型的模拟精度。对淹没水深的模拟存在较大误差,平均误差为0.79m。基于HAND的形态淹没模型可快速绘制全流域洪水淹没范围图,大幅提升影响预报和防洪预演的时效性水平。

      • 1
    • SIMHYD模型在淮河流域的应用研究

      章丽萍, 蒋晓蕾, 赫淑杰, 付晓雷, 胡乐怡

      Abstract:

      SIMHYD模型结构简单,参数较少,被广泛应用于流域月尺度和日尺度的径流模拟,由于模型结构中缺少流域汇流部分,尚无法满足小时尺度的洪水预报与模拟的需要。为此本文开展SIMHYD模型研究,针对模型结构存在不足,在SIMHYD模型基础上,设计对比4种不同汇流方案:①不考虑汇流(原始SIMHYD模型);②仅增加河道汇流;③仅增加坡面汇流;④同时增加河道汇流和坡面汇流。并在淮河王家坝区间流域开展小时尺度的洪水模拟应用研究,研究结果表明,相较于原始SIMHYD模型,增加汇流之后的SIMHYD模型模拟精度均有所提高,其中,同时增加河道汇流和坡面汇流的SIMHYD模型模拟精度提升最大。本研究通过改进SIMHYD模型的汇流部分,使该模型可以应用于小时尺度的洪水预报与模拟,且模拟精度较高。

      • 1
    • 基于多模式集合的北江流域骤发干旱情景预测

      雷勇, 王赛赛, 陈蓓, 武传号

      Abstract:

      以北江流域为研究对象,利用VIC(Variable Infiltration Capacity)模型与13个CMIP5全球气候模式降尺度结果耦合构建了流域水循环预测模型。基于SESR(Standardized Evaporative Stress Ratio)指数预测了未来时期(2021-2050)三种排放情景下(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)北江流域骤发干旱(简称“骤旱”)特征(频次、历时、强度)变化及不确定性。结果表明:①所构建的流域水循环预测模型在北江流域具有较高的模拟精度(纳什效率系数> 0.93),能较好地再现径流的年际和年内变化特征。②与基准期(1971-2000)相比,未来骤旱频次在空间上主要呈西部减少、东部增加的特征,且增幅随排放情景上升而增加(< 80%),流域东北部和南部地区预计会遭遇强度更高、历时更长的骤旱过程。③气候模式的不确定性呈现较强的空间异质性,且不同骤旱特征预测的不确定性在空间上有较大的差异。

      • 1
    • 苏北平原区河流生态水位阈值计算方法适用性研究

      程倩倩, 方红远, 李于坤, 李艳明

      Abstract:

      针对平原区多数河流缺乏有效的流量资料的情况,研究适用于平原区河流生态水量阈值的计算方法具有重要现实意义。本文对比分析7Q10法、保证率法、湿周法、基于Tennant改进的生态水位法等4种代表性生态水量计算方法与结果,以水文节律、生态水位满足度为判别原则,评价了上述方法的适用性。分析结果显示:(1)在水文节律相应性方面,7Q10法、Q90法、湿周法计算的生态水位值为单一的特定值,无法反映水文节律的天然变化过程;(2)在生态满足度方面,7Q10法的多年平均生态水位的满足度最小;(3)基于Tennant法改进的生态水位法的水文节律模拟效果最好、生态水位满足度最高。研究表明在选择的4种计算方法中,相较于7Q10法、Q90法及湿周法,基于Tennant法改进的生态水位法能较好地满足水文节律相应性和生态水位满足度原则,对平原区河流生态水位(阈值)计算具有一定的适用性,该研究成果可为苏北平原河网区流量资料缺乏型河流生态需水的确定和管理提供有益的参考。

      • 1
    • 近50年滇池流域汛期降水时空演变特征分析

      邓丽仙, 杨帆, 杨洋, 李姣, 赵兰兰, 胡成龙, 李长江

      Abstract:

      摘 要:本文以滇池流域1970—2020年汛期(5~10月)降水量资料为依据,利用地理信息技术,采用Mann-Kendall秩次检验、小波分析等方法,分析了近50年来滇池流域汛期降水年际变化的趋势性、周期性以及集中度、集中期、降水中心和旱涝发生频率等演变情势。结果表明:①近50年来,滇池流域汛期降水总体呈减少趋势,中部地区降水呈增加趋势,盘龙江上游的松华坝水库以上区域及南部地区降水呈减少趋势;②汛期降水年际变化上存在31 a的主周期,中部主城区降水集中度高于南部地区;③汛期降水的中心整体上有向东部、南部方向偏移的态势,且向东部移动趋势显著;④滇池流域旱涝频发,尤其盘龙江中段昆明主城区为旱涝多发区。该成果对滇池流域水旱灾害防御及水资源管理具有一定的意义。

      • 1
    • 目标函数对新安江模型参数敏感性和不确定性影响分析

      李悦, 刘冀, 杨少康, 赵心睿, 舒章康

      Abstract:

      参数率定目标函数的选择对于建立流域水文模型至关重要。为入探究不同目标函数对水文模型参数敏感性及径流模拟不确定性的影响,本文以福建省金溪池潭流域日径流模拟为例,采用SCEM-UA优化算法率定三水源新安江模型,选择纳什效率系数(NSE)、均方根误差(RMSE)和Kling-Gupta效率系数(KGE)作为率定目标函数,同时构建分别偏好NSE、RMSE、KGE三者的组合多目标函数F1、F2和F3共6个率定目标,比较不同率定目标下的径流模拟精度差异,采用Sobol全局敏感性分析方法定量对比分析不同率定目标函数下的新安江模型参数敏感性,最后基于GLUE方法分析丰枯水期和不同流量级别下的径流模拟不确定性。结果表明:(1)6个率定目标函数下,新安江模型的主要敏感参数识别结果一致,多目标函数F1,F2,F3在参数敏感程度及敏感性排序表现出一致性;(2)F1,F2,F3较单目标函数展现出更高的径流模拟精度,F3率定期和验证期决定性系数达0.85,径流总量相对误差为0.45%和7.12%,模拟精度最优,F1和F2次之;(3)以NSE为率定目标所得到的径流模拟不确定性结果,在不同水文时期和不同流量级别下表现出较其他目标函数更高的覆盖率和较小的不确定性区间。不同目标函数下均呈现枯水期参数不确定性最小,丰水期最大,且随流量级别的增大而径流模拟不确定性增加的规律。

      • 1
    • 甘肃省河东地区气象-水文干旱时空演变特征

      程玉菲, 刘德地, 陈 文, 周 婉, 邢姝颖

      Abstract:

      干旱半干旱区是气候变化和人类活动的敏感和脆弱区,研究地区干旱时空演变特征有助于成灾机理分析。 甘肃省河东地区是我国典型干旱半干旱区,主要依靠自然降水维持农业生产,旱灾尤为突出。基于标准化降水指数和标准化径流指数探讨河东地区气象-水文干旱的时空演变特征,结果表明:(1)气象干旱多发生于春夏两季及陇东地区,较少发生季节型以上气象干旱;(2) 水文干旱较气象干旱历时更长,多年尺度干旱时有发生;(3) 不同季节气象-水文干旱滞时不同,春夏两季几乎无滞后,秋季约滞后1个月,冬季约滞后4个月;(4) 陇中和陇东地区历史受灾/成灾面积较大。本研究可为干旱半干旱区的旱灾预警评估和旱灾防控工作提供参考。

      • 1
    • 典型南方丘陵山区地下水动态及影响因素分析

      方少文, 陈静, 吴智, 韦丽, 徐征文

      Abstract:

      目前针对南方低山丘陵区地下水动态的研究较少,且仍存在对地下水位及其影响因素之间关系的空间非平稳性进行定量化表达方面的不足。本文以江西省抚河流域典型丘陵山区为例,分析了丘陵山区地下水动态,并基于地理加权回归模型和多源数据,定量化表达了影响因素在山地区和平原区对地下水位的贡献度排序,从时空尺度系统对比了影响因素作用效果的差异。结果表明,研究区地下水动态以降水补给、蒸发排泄为主,地下水位月际波动大,空间上呈现由南向北递减趋势。山地区和平原区地下水位均受降水量因子和高程因子影响最显著,在山地区地表水体面积占比因子对地下水位的贡献较大,而在平原区地表温度因子对地下水位的贡献较大。影响因素的作用效果均具有明显的空间异质性,随着降水量的增加,降水量因子对地下水位的影响逐渐增加,高程因子在山地区正效应明显,地表温度因子总体在平原区负效应明显。

      • 1
    • 基于时空融合算法的水体叶绿素a反演研究

      陈玲, 董晓华, 马耀明, 章程焱, 薄会娟

      Abstract:

      为了准确反演水体中叶绿素a浓度,以黄柏河东支流域为例,采用STNLFFM时空融合算法,对2017年GF-4和Sentinel-2反射率数据进行融合,以重构Sentinel-2影像的时间序列数据,并对应用算法前后获取的水质参数-光谱特征响应关系建立多元线性回归模型,比较模型对叶绿素a的预测效果以验证时空融合算法的可行性,利用重构后影像光谱特征与水质参数的响应关系建立人工神经网络模型,反演2017年黄柏河东支流域各水库水体叶绿素a浓度。结果表明:利用时空融合算法生成的影像接近真实影像,提高了多元线性回归模型预测叶绿素a的效果,R2从融合前0.659提高至融合后0.844,且基于时空融合算法获取的水质参数-光谱关系建立的人工神经网络模型模拟精度较好,R2和MRE达到0.925和9.461 %,反演的叶绿素a浓度空间差异性明显。证明了时空融合算法在水质参数反演过程中具有较好的应用前景。

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