《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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呼伦湖湖水与不同潜水补给源的响应关系
Abstract:
为探明潜水含水层地下水输入对呼伦湖水体特征时空分布的影响,于2022年1月(冰封期)及2022年7月(非冰封期)分别采集了湖区东侧冲积平原区、西侧低山丘陵区和湖区三个区域水样,通过水体水化学特征(pH、TDS、Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl?、SO42?、NO3?)及稳定同位素特征(δD、δ18O、d-excess),分析了冰封期及非冰封期呼伦湖东、西两部湖水特征的时空差异,及其与湖区东侧冲积平原区和西侧低山丘陵区潜水含水层地下补给间的关系,结果表明:湖区东侧冲积平原区与西侧低山丘陵区潜水水体特征存在明显差异,且在无冻土盖层条件下差异更为显著。例如冬季潜水之间δD、δ18O波动范围仅为夏季的34 %、22 %,δD、δ18O均值仅差2.78 ‰、3.23 ‰,同时在此期间潜水补给湖泊总量较少,湖水并未显现出近岸潜水特征,而夏季冲积平原区潜水稳定同位素(δD为-105.70 ‰、δ18O为-17.10 ‰)较低山丘陵区(δD为-97.50 ‰、δ18O为-15.08 ‰)更轻,TDS含量(2472 mg/L)却是低山丘陵区潜水(678 mg/L)的3.6倍。相应的呼伦湖在不同潜水源补给条件下呈现出东、西两岸附近湖水与近岸带潜水相近的特征,东部湖水同位素(δD为-68.97 ‰、δ18O为-8.77 ‰)较西部湖水(δD为-68.33 ‰、δ18O为-8.50 ‰)轻,表明湖水在不同潜水补给源地形地貌差异影响下,湖水对冲积平原区潜水响应度高于低山丘陵区潜水,且夏季湖水对潜水的响应度高于冬季。针对不同类型地下水大量补给湖水过程中地下水对湖水影响程度的研究有利于全面分析寒旱区湖泊流域的水文循环过程。
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南方喀斯特地区径流系数时空变化特征及其驱动因素
Abstract:
基于水文气象多源遥感栅格数据,结合下垫面特征信息,采用趋势分析和地理探测器等方法,逐像元统计分析中国南方喀斯特地区1982—2022年径流系数时空变化特征及其驱动因素。结果表明:(1)研究区年均径流系数整体呈上升趋势,年均增长率为0.0013/a,呈增加趋势的面积占研究区的89.6%,空间总体呈现由西部向东南增高的趋势,增加趋势逐渐显著(P<0.05变为P<0.01)。(2)居民用地的径流系数显著高于其他用地类型,林地的径流系数略高于草地,喀斯特地区的径流系数低于非喀斯特地区,但其对降雨变化的响应更敏感。(3)气候因素对径流系数空间分布的控制作用大于下垫面因素,其中降水是控制该地区径流系数的主要因素且降水与气温、植被覆盖度、高程等因素的双因子交互对径流系数的影响力显著大于单因子。受植被恢复影响,植被覆盖度对径流系数变化的影响力逐渐上升。研究结果可为南方喀斯特地区水资源高效利用提供科学支持。
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苏南山丘区典型实验小流域产汇流研究
Abstract:
《江苏省暴雨洪水图集》(以下简称《84图集》)是江苏省水文工作的重要参考文件,被广泛应用于防洪规划、径流预报等工作。然而,在气候变化和人类活动影响下,《84图集》已无法满足现状条件下的流域产汇流预报需求。为修订《84图集》中苏南山丘区的产汇流参数,论文以典型实验小流域——大港河上游流域(楚山桥)为研究对象,通过分析场次洪水资料,研究流域产汇流特性,建立优化参数的流域产流计算方案,并设置不同的汇流参数优化方案,通过2020—2023年洪水资料进行对比研究,结果表明:(1)优化参数后的产流计算方案2021年和2023年洪水径流深误差均在25%以内,平均径流深误差为12.3%,产流计算精度达甲级。(2)优化参数后的汇流计算方案较原始《84图集》方法的汇流计算精度均有不同程度的提升。其中,同时优化瞬时单位线两个参数的方案精度最高,平均纳什效率系数为0.73、洪峰误差合格率为62%,汇流预报精度达丙级。由此可见,参数优化可有效地提高产汇流计算精度。研究成果不仅可为江苏省的《84图集》修订提供借鉴,同时也对山丘区小流域的产汇流规律研究具有指导意义。
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长江流域气象干旱时空演变趋势研究
Abstract:
长江流域是中国主要的农业生产基地和经济区之一,研究流域内气象干旱时空演变特征可为应对极端干旱气候事件提供科学支撑。基于CN05.1和NEX-GDDP-CMIP6数据集,在评估模拟降水精度的基础上计算1、3、12个月尺度的标准化降水指标(SPI),分析长江流域气象干旱的时空特征及SSP2-4.5情景下的演变趋势。结果表明:(1)NEX-GDDP-CMIP6能够合理再现降水空间分布格局及季节变化特征,相关性高;(2)不同时间尺度的平均干旱历时和平均干旱烈度空间分布相似,长江上游的区域差异性高于下游;(3)与过去相比,未来长江流域干旱频次普遍减少,长江上游以及中游的洞庭湖和汉江部分地区平均干旱历时变短、烈度减少,长历时高烈度集中在中下游。
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复杂水流条件下侧扫雷达流量在线监测精度提升研究
蒋飞卿, 陈宇飞, 朱易青, 张志强, 王蓓, 嵇海祥, 王赠安
Abstract:
侧扫雷达流量在线监测能够提高监测效率和质量、扩大监测范围和密度,但在水利工程影响等复杂水流条件下,其应用精度面临挑战。综合考虑各种流量影响因素,分别构建基于多元线性回归模型、机器学习最小绝对收缩和选择算子(LASSO)模型、深度学习长短记忆网络(LSTM)模型的侧扫雷达流量在线监测精度提升方案,并进行比较分析。在允景洪水文站的应用表明:(1)三种推流方案均满足规范要求,可为允景洪水文站及类似受水利工程影响测站的侧扫雷达推流方案构建提供参考。(2)LASSO模型最优,较常规方法精度提升了22.93%;多元回归模型精度略低于LASSO模型,但构建简单、方便,适用于需要快速便捷推流的情况;LSTM模型虽然复杂度最高,但精度却最低。研究结果可为侧扫雷达推流方案的改进和优化提供新的思路和方法。
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四川省极端高温干旱复合事件变化特征研究
Abstract:
根据四川省川东盆地山地区、川西高山高原区和川西南山地区三个分区40个气象站1961—2022年的逐日气象数据,通过极端高温阈值、标准化降水蒸散指数(SPEI)计算研究区极端高温、干旱及复合事件的日数、强度,分析其变化趋势和空间分布特征,确定综合风险指数。研究结果表明:(1)高温、干旱及复合事件在三个分区上均呈现增加趋势,川西南山地区是高温干旱复合事件增加趋势最显著的地区。(2)从综合风险指数来看,时间上,整个研究区并发高温事件的年份较多,并发干旱事件的年份不多。21世纪以来,6—10月高温干旱复合事件影响整个研究区的年份较多,尤以2006和2022年综合风险指数最高;空间上,站点高风险指数主要分布于川东盆地山地区,为高温干旱复合事件防御重点区域。(3)2022年高温、干旱及复合事件异常分布具有区域一致性特性,三类事件发生日数、强度相对多年平均明显偏多。复合事件主要集中在7、8月份,川东盆地山地区是三类事件高值区的叠加中心,受高温干旱复合事件影响最大。
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基于机器学习的气象水质耦合预测模型研究
Abstract:
为了更好地预测河流水质,以黑龙江省内16个水质监测站点的日尺度水质数据和日尺度气象站数据为基础,通过核主成分分析(KPCA)对水质数据的特征值提取并进行降维,采用斯皮尔曼相关性分析(Spearman)筛选强相关的气象因子,并将强相关气象因子和水质指数(WQI)作为模型输入数据,结合随机森林(RF)、多层感知机(MLP)、广义回归神经网络(GRNN)构建三种气象水质耦合预测模型,并进行对比验证。结果表明GRNN预测效果最佳,R2=98.68%,对16个站点水质情况的准确度高达87.50%,可以为政府水资源治理提供决策依据。
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基于MWST-DFS-K2算法的洱海水环境风险溯源研究
沈春颖, 张蕊, 程乖梅, 王铭明, 左黔, 张宗亮, l刘春旸
Abstract:
针对湖泊流域水环境污染责任量化模糊,难以准确科学进行管理及监督的问题,本文采用贝叶斯网络结构和K2算法学习,通过最大支撑树(MWST)得到最大父节点数,再由深度优先搜索算法(DFS)得到节点序,提出一种可对流域不确定性污染源进行责任量化的改进MWST-DFS-K2算法。基于此算法以洱海为实例验证构建流域污染物贝叶斯网络模型图,对其进行污染物量化分析后得出结论为,江尾站对流域内其他站点的污染贡献达90%以上,四级坝站水质次于Ⅱ类的概率为82%,该站本身存在较大水质问题,后续管理过程中应重点关注洱海流域出湖处水文站点四级坝站与入湖处水文站点江尾站周围的污染源。与传统溯源方法相比,该方法不仅弥补了对污染源不确定性分析的不足,还对污染源进行了科学的污染责任量化,能够为高原湖泊流域的污染物溯源研究提供参考。
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布哈河流域不同水体稳定同位素特征分析
Abstract:
基于青海湖布哈河流域夏季降水、河水、土壤水和泉水δ2H、δ18O数据,对研究区不同水体稳定同位素及氘盈余(d-excess)进行特征分析,探讨海拔对河水和土壤水稳定同位素的影响,利用后向轨迹模型模拟降水水汽来源。结果表明:(1)水体稳定同位素均值从大到小依次为:土壤水>河水>泉水>降水,相对于河水、土壤水和泉水,降水稳定同位素变幅更大,降水d-excess均值最大,土壤水d-excess均值最小。(2)布哈河流域夏季大气降水线为:δ2H=8.34δ18O+36.05(R2=0.99),其斜率和截距均高于河水、土壤水和泉水,降水是其他水体主要补给来源,河水特征线的斜率与土壤特征线的斜率相近,二者的补给关系最为密切。(3)河水δ2H和δ18O在空间上表现为西北低、东南高的特点,与海拔呈负相关关系;土壤水δ2H和δ18O在空间上表现为西北高、东南低的特点,与海拔呈正相关关系,河水和土壤水海拔效应均不显著。(4)后向轨迹模拟布哈河流域夏季降水水汽主要来自西风携带的大西洋水汽,占比为50%,同时低海拔水汽源地以局地蒸发的陆地气团为主。研究结果可为布哈河流域水文循环和气候应对提供理论依据。
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水流物理规律与人工智能算法相结合的水位流量关系确定方法研究
Abstract:
确定水位流量关系的传统方法主要基于物理规律和经验公式建模,模型精度有限,同时受个人经验和水平的影响,结果精度常常具有较大的不确定性;机器学习方法通过训练模型自动学习水位与流量关系,具有灵活性和适应性,但缺乏对物理规律的解释和理解,并对数据质量和数量要求较高。本文提出水流物理规律与人工智能算法相结合的水位流量确定方法,通过结合水文站点水位与上下游站点的落差及机器学习模型构建流量计算方案,以此确定水位流量关系;以汉口站作为试验站,并比较MLP与LSTM两种不同的机器学习模型计算结果。结果表明,水流物理规律与人工智能算法相结合的水位流量关系确定方法,能够准确推求流量,绘制水位流量关系曲线,同时LSTM模型计算结果精度较高,汉口站2018—2020年的模型计算结果决定系数均在0.9950以上,平均相对误差均在3%以内。
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浙江省台风暴雨强度-历时-频率关系分析
Abstract:
基于1971-2018年浙江省62个气象站点降水和台风路径数据,识别台风降水场次与强度。采用基于分位数图法(QQ图)的超门限阈值模型法(POT法),获取合适的台风暴雨事件样本。并利用广义帕累托分布(GPD分布)分别开展最大1、2、3 d台风暴雨频率特征分析,揭示台风暴雨强度-历时-频率关系。总体上,浙江省年均台风发生频次与台风降水量指标均呈现由东南向西部递减的空间分布格局;通过Kolmogorov-Smirnov(K-S)检验、理论与经验频率曲线的拟合程度可以看出,GPD分布能够很好地拟合浙江省极端台风降水的频率特征;不同重现期条件下的最大1、2和3天台风暴雨量也呈现由东部沿海向西部内陆递减的空间分布格局。
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基于HRU的抚河上游地表产流对土地利用变化响应特征
Abstract:
摘 要:为定量分析抚河上游地表径流对土地利用变化响应特征,以抚河上游2005—2019年实测径流数据、气象数据和土地利用数据为基础构建SWAT模型,在HRU尺度分析地表径流对土地利用变化的响应规律。研究表明:(1)SWAT模型在抚河上游有较好的适用性;(2)2005—2019年抚河上游土地利用主要类型为林地和耕地,而建设用地扩张速度最快;(3)抚河上游土地日益细碎化,主要是林地和建设用地的面状扩张造成耕地破碎导致HRU数量增加;(4)抚河上游流域月地表径流系数与降雨量呈正相关,全年呈现先增加后下降趋势,由于耕地面积的减少和建设用地的扩张,抚河上游地表径流呈增加趋势;(5)2005—2019年4期土地利用现状下,不同土地利用类型的地表径流大小次序为建设用地>耕地>林地。
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基于非平稳GEV模型的雅鲁藏布江流域极端温度事件风险归因研究
Abstract:
气候变化和人类活动背景下雅鲁藏布江流域水文气象极值序列趋势性引发的非平稳特征影响了极值风险的时程演进特征。本文通过将人类活动、气候变化相关的物理驱动因子作为模型参数的协变量,构建动态的广义极值分布(GEV)模型,以雅鲁藏布江流域的极端日高温和低温序列为研究对象,定量评估以城市化为代表的人类活动因子和气候变化因子对于流域内极端高温和低温事件发生风险的影响。基于一种分步优化模型优选策略,很大程度上简化了最优非平稳GEV模型的优选过程。提出一种基于线性回归的斜率比较法实现了对人类活动和气候变化与极端温度事件风险的响应关系的归因与剥离。分析结果表明:雅鲁藏布江流域极端高温和极端低温序列呈现出5%显著水平的上升趋势。城市化为代表的人类活动对于该流域的极端高温事件发生风险产生了一定的弱化作用,气候变化相关的因子尤其是全球增温和局部增温效应是极端高温风险不断增加的主要驱动因素。
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基于淘金热算法优化的VMD-HKELM月蒸发量预测研究
Abstract:
为提高水面蒸发量预测精度,同时验证变分模态分解(VMD)技术直接应用于整个时间序列及仅应用于训练集时间序列对蒸发量预测精度的影响,提出基于淘金热优化(GRO)算法、VMD和混合核极限学习机(HKELM)组合的两种预测方案及模型,并通过云南省龙潭寨、西洋街水文站月蒸发量预测实例对各方案及模型进行检验。方案Ⅰ:在分解分量为3—6、8、10的情形下,利用GRO优化VMD超参数,对月蒸发量时间序列进行分解处理,划分训练集和预测集;采用GRO优化HKELM超参数,建立GRO-VMDⅠ 3-HKELM、GRO-VMDⅠ 4-HKELM、GRO-VMDⅠ 5-HKELM、GRO-VMDⅠ 6-HKELM、GRO-VMDⅠ 8-HKELM、GRO-VMDⅠ 10-HKELM模型对预测集各分量进行预测和重构。方案Ⅱ:将月蒸发量时间序列划分为训练集和预测集,在分解分量为3—6、8、10的情形下,利用GRO优化训练集VMD超参数,对月蒸发量训练集时间序列进行分解处理;利用GRO优化HKELM超参数,建立GRO-VMDⅡ 3-HKELM、GRO-VMDⅡ 4-HKELM、GRO-VMDⅡ 5-HKELM、GRO-VMDⅡ 6-HKELM、GRO-VMDⅡ 8-HKELM、GRO-VMDⅡ 10-HKELM模型对预测集各分量进行预测和重构。结果表明:(1)方案Ⅰ、方案Ⅱ各模型均具有较好的预测精度,远优于未经数据分解处理的GRO-HKELM模型。方案Ⅰ各模型预测精度要优于方案Ⅱ各模型预测精度。(2)方案Ⅰ中,各模型训练集拟合精度和预测集预测精度总体上随VMD分解分量的增加而提高;方案Ⅱ中,各模型训练集拟合精度随VMD分解分量的增加而提高,但预测集预测精度无明显规律,且预测精度低于方案Ⅰ中的对应模型,表明方案Ⅱ预测精度受“引入未来数据”的影响。(3)方案Ⅰ提前使用了预测集信息,导致预测精度“虚高”,从而在实际应用中造成较大误差;方案Ⅱ预测精度虽然低于方案Ⅰ,但方案Ⅱ未提前使用“未来信息”,反映出客观真实的预测效果,具有较高的实用值价和实用意义。
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海绵工程生物滞留池雨洪控制效果研究
Abstract:
为研究海绵工程生物滞留池的雨洪控制效果,基于MIKE SHE模型构建滠水河流域雨洪模型,对比分析开发后三种设计暴雨重现期下有、无生物滞留池场景下的流量过程,并设置六种不同生物滞留池空间布局方案,模拟十年一遇设计暴雨条件下开发前后水文过程以评估不同方案的雨洪控制效果。结果表明:(1)不同设计暴雨下,布设生物滞留池场景可使峰值流量、径流总量分别减少1.08%~6.32%、5.64%~10.14%,产流时间延缓8~12 h,且随着暴雨重现期的降低,峰值流量/径流总量的削减率、产流延后时间均增加;(2)雨洪控制效果最好的布局方案为上游布设生物滞留池,其布设总面积为16.9 km2、蓄水深度为550 mm;最差布局方案为在高程小于50 m范围内布设生物滞留池,其布设总面积为4.1 km2、蓄水深度为600 mm。研究可为我国海绵城市建设、合理布控生物滞留池提供参考。
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四川省水资源承载力时空变化格局及驱动因素
Abstract:
四川省水资源极为丰富,但空间分布不均、季节性与工程性缺水等问题突出,亟须评估水资源承载力现状及变化趋势,为水资源合理配置提供科学支撑。从水资源、社会经济、生态环境3个方面构建评价指标体系,采用主成分分析法分析四川省2012—2021年水资源承载力的时空变化及关键驱动因子,并利用灰色预测GM(1,1)模型预测2022—2026年承载力的变化趋势。研究表明:(1)2012—2021年四川省水资源承载力波动上升,且具有显著的空间差异,东西部差异较大,西部高原地区的甘孜州、阿坝州水资源承载力最高,东北部和南部地区承载力波动变化,中部地区承载力整体上升。(2)森林覆盖率、人均GDP、第三产业增加值占GDP比重和人口密度是全省尺度上影响水资源承载力的主要指标,而总用水量、人均水资源量和人口密度是市州尺度上的主要影响因子。(3)2022—2026年的水资源承载力在全省尺度上逐年递增,在市州尺度上,除巴中、广元、南充、凉山州呈下降趋势之外,其余各市州均呈增加或平稳变化趋势。
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基于Sentinel-1 SAR数据的鄱阳湖水体提取方法对比研究
Abstract:
水资源的有效利用是人类社会赖以生存的重要前提之一,遥感水体提取技术在水体规划与监测中发挥着关键作用。针对Sentinel-1 SAR数据的水体提取,首先分析水体及其周围主要地物的后向散射特性,结合纹理特征、地形特征利用现有的提取方法进行对比分析,并针对鄱阳湖典型的水体环境,提出不同方法的应用策略,以便更有效地提取水体这一目标。研究表明,多特征融合提取可减少水体信息的混淆;相较而言,RF算法的细小水体和边界提取相对精细;而针对浅水区植被,阈值法展现出更好的识别能力;覆盖在水面上的船体对水体面积提取的完整度造成影响。研究探讨了Sentinel-1 SAR数据在鄱阳湖水体提取中的方法适用性,以期为鄱阳湖的水资源监测提供技术支持。
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系统微分响应修正在SWAT模型径流模拟的应用
肖豪, 瞿思敏, 张旭旻, 嵇海祥, 游洋, 杨怡青, 石朋, 蒋思军, 陈辉
Abstract:
径流的模拟与预报对于流域水资源可持续开发利用至关重要。但是,由于模型输入、参数、结构等存在误差,模型模拟的径流也存在误差,需要对其进行修正。系统微分响应修正通过建立因变量与自变量之间的系统响应函数对自变量进行修正,从而实现对因变量的修正。本文将系统微分响应修正方法引入SWAT模型中,通过构建降水和径流的响应矩阵,以径流误差反演降水误差从而实现降水误差的修正,并通过模型计算来修正径流。首先构建理想模型验证方法的有效性,之后选取建阳流域作为研究区域,构建SWAT模型进行日径流模拟与修正,采用多个评价指标对比分析系统微分响应修正的径流过程和AR模型修正的径流过程。研究结果表明,系统微分响应能够准确提取降水误差信息并通过修正降水来实现径流序列的修正,并且系统微分响应用在流域内的径流修正效果优于自回归模型,修正后多年平均NSE提升了24%,可以用于SWAT模型的径流修正。
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SSP情景下黄河流域未来气候变化趋势评估
Abstract:
本文使用国际耦合模式比较计划第六阶段(CMIP6)中共33个全球气候模式的数值模拟结果,评估了黄河流域的气温、降水量气候态的模拟能力,并在此基础上预估了三种SSP情景(SSP126、SSP245、SSP585)下黄河流域气温、降水量、不同量级降水日数变化趋势。结果表明,相对于1985-2014年参考时段,三种SSP情景下所有模式集合平均在不同模拟时段均模拟出黄河流域的气温、降水量的增加趋势,最明显的增加时段是2080s时段(2081-2100年),在21世纪前(2041-2060年)、中(2061-2080年)、晚(2081-2100年)期,年均增温1.95~3.31℃、2.0~4.85℃、2.56~6.15℃,降水量距平百分比增加8.22%~9.48%、9.18~13.72%、9.83~20.09%;兰州以上地区是SSP情景下流域气温升高最明显的区域,兰托区间降水量距平百分比增幅最显著;渭河下游、伊洛河、大汶河地区中雨以上量级降水日数增幅最大。三种情景下中高排放气候变化情景(SSP585)下气温、降水量增幅最大,低排放气候变化情景下增幅最小。同时需要指出的是,未来气候变化的不确定性随着预估时段的延长,模式预估不确定性范围增加,三种气候变化情景中高排放情景下的不确定最大。
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植被冠层截留机理研究综述
Abstract:
冠层截留现象作为降水再分配的首个环节,对降水的拦截改变了到达地面的降水总量及空间分布,对于流域水文过程和生态过程均具有非常重要的意义。本综述阐述了冠层截留主要的研究方法和计算模型,深入剖析了降水在冠层中运动的微观物理过程如雨滴在叶片上的附着、弹跳、飞溅等现象的机理规律,探讨现有冠层截留计算方法存在的问题和未来的研究展望。
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地表水监测缺失数据多重插补方法比较及应用
Abstract:
国控地表水监测数据的完整性和准确性对于水环境治理的效果和长远发展具有重要意义。对比分析2种单一插补(均值插补、KNN)、7种多重插补(MF、MICE、blasso、norm、norm.boot、norm.nob、ri)等9种方法在地表水监测数据中的适用性和有效性。针对2020—2022年天津市武清北运河土门楼断面的7个地表水指标进行9种方法插补性能评估,并对相同指标的实际缺失数据进行了实证分析。结果表明:在不同缺失率下,贝叶斯lasso多重插补法(blasso)的插补效果更优,它能够最大程度的利用各指标的辅助变量以及先验信息提高插补精度,且收敛速度快,插补时间可控。
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基于多种Copula函数的平陆运河上游郁江段雨洪遭遇综合分析
Abstract:
为辨识平陆运河上游郁江段雨洪关系并揭示暴雨-洪水遭遇概率,采用多种Copula函数构建了区域年最大1日降雨量和最大洪峰流量的联合分布模型,并引入图形评价法、欧式平方距离和OLS 准则优选最佳模型,进而定量揭示典型情境下的区域雨洪遭遇概率和条件最可能组合。结果表明:Clayton型分布模型是雨洪联合分布拟合度最优的二维 Copula函数,欧式平方距离和OLS准则分别达到0.120和0.044;暴雨-洪水联合风险高,联合风险概率是同期单暴雨发生或单洪水发生概率的1.5倍;0.5%、1%、2%的典型暴雨情景下,对应最可能洪水概率分别为0.6%、1.3%、2.6%,平陆运河上游郁江段防洪任务艰巨。
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基于Copula函数的多站洪水过程随机模拟研究
Abstract:
洪水过程随机模拟能够生成大量与历史洪水统计参数相似且形状各异的洪水过程,而水库群联合防洪调度需要结合流域内各水文站洪水过程统筹洪水资源的调度,实现洪水资源的科学调度,亟需发展多站洪水过程随机模拟方法。鉴于此,提出了一种基于Copula函数的多站洪水过程随机模拟方法,该方法先利用二维Copula函数完成主站洪水过程的模拟,然后利用条件混合法构建三维Copula函数,依次模拟其余站的洪水过程。以长江中上游8处水文站为研究对象的结果表明,各站模拟洪水与历史洪水统计参数的相对误差较小,除了北碚和武隆站的最大值外,各水文站统计参数的相对误差在5%左右,能够反映历史洪水过程的统计特征,能够为水利工程防洪规划设计、水库群联合调度及防洪调度风险分析等工作提供支撑作用。
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基于LSTM和BP神经网络的水库入库径流中长期预测比较研究
Abstract:
为探究不同数据驱动模型在中长期径流预报的应用效果,本文以雅砻江流域两河口水库、锦屏一级水库入库径流为研究对象,采用长短期记忆网络(LSTM)和BP神经网络模型对各水库年径流、月径流进行预测。基于前期径流信息和环流影响因子数据构建了中长期径流预测因子集,对长短期记忆网络(LSTM)和BP神经网络参数进行优选,建立了各水库的年、月径流预测模型。应用研究结果表明:两种模型在年径流和月径流预测精度比较高,长短期记忆神经网络模型(LSTM)在年、月径流预测精度都略高于BP神经网络模型,两种模型在两河口水库径流预测精度都高于锦屏一级水库。该研究成果可为大型水电站中长期径流预测提供借鉴。
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基于LSTM、RF、SVR三种机器学习方法的径流预测研究
Abstract:
为探究不同预报方案对机器学习模型径流预测的影响,以淮河王家坝~蒋家集~润河集区间流域为例,设计了七种径流预测方案,采用LSTM(长短期记忆神经网络)、RF(随机森林)以及SVR(支持向量回归)三种机器学习模型进行径流预测。研究结果表明:(1)三种机器学习模型对降雨信息的敏感程度不同,且采用同时考虑径流影响因素以及前期历史径流的方案预测效果最佳,但随着预见期的延长,前期历史径流的重要性逐渐降低;(2)三种机器学习模型在不同预见期的径流预测表现有所差异:三种机器学习模型在预见期为1 d时预测精度均较高;当预见期为2~4 d时,SVR模型的预测效果较好;RF模型在预见期为5~7 d时预测精度较高。研究可为后续基于机器学习的径流预测提供参考。
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中国与“一带一路”国家粮食贸易驱动的虚拟水流动时空格局及其节水效益
Abstract:
摘 要:粮食贸易是“一带一路”国家经济贸易合作中至关重要的部分之一,并带动粮食生产全过程所需的虚拟水流动。将单位粮食产品虚拟水量纳入粮食贸易数据系统,进而揭示中国与“一带一路”国家间粮食贸易驱动的虚拟水流动时空格局,并测算粮食贸易所实现的全局性节水效益。研究发现:(1)研究时段中国粮食贸易所驱动的虚拟水净进口量逐年上升,净进口结构以稻米和玉米为主。(2)中国粮食虚拟水进口来源国结构稳定但相对单一,建议粮食贸易对象多元化;粮食虚拟水出口量较少,出口对象国相对分散。(3)结合水资源禀赋可以看出,在进口不可避免的前提下,中国考虑进口地区水资源禀赋后的粮食进口虽然未显示水资源节约,但浪费量大幅减少;粮食出口稀缺节水量为正,具有一定的节水效益。基于研究结果,提出我国可通过降低粮食贸易国集中度,优化粮食贸易空间布局,在保障粮食安全的同时,通过虚拟水贸易实现水资源有效节约,拓展节水的思路与路径。
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兼顾生态的梯级水电站优化调度模型研究与应用
Abstract:
随着生态环境保护意识的提高,国家对水库生态调度的要求也不断提高。针对金沙江下游梯级电站复杂多样的生态调度需求,建立以经济效益最大为目标,同时考虑针对产粘沉性卵鱼类生态调度和促进产漂流性卵鱼类繁殖生态调度的梯级水电站中长期优化调度模型,通过生态调度与电站运行目标的整体优化,得到生态调度开展时机的优化方案,实现兼顾生态调度和电站发电。在此基础上,选取丰、平、枯共30个典型年进行分析,结果表明:不同典型年下考虑生态调度后梯级发电量减少0.01%~0.27%,来水越丰,生态调度的影响越大。就整个消落期来看,生态调度与兴利调度没有明显的冲突,但会影响梯级电站的消落进度,导致上游两座电站消落提前1旬左右,对下游两座电站影响较小。
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子牙河流域蒸散发时空变化及其影响因素分析
Abstract:
蒸散发是水文循环和水量平衡的关键要素,研究其时空变化规律对流域水资源优化配置等方面具有重要意义。利用SEBAL模型结合参考蒸发比对子牙河流域2001—2020年蒸散发进行模拟,采用Mann-Kendall趋势检验和变异系数法对时空变化特征进行分析,并通过相关性分析、偏相关分析与通径分析探讨蒸散发变化的影响因子。结果表明:(1)SEBAL模型模拟的子牙河流域蒸散发,与涡动相关系统实测蒸散发数据相对误差为-7.5%,与子流域水量平衡计算结果相对误差为-9.6%。(2)子牙河流域多年平均蒸散发量为520.3 mm/a,年际变化中春季、夏季、秋季表现为上升趋势,冬季总体变化不大,年内蒸散发变化表现为单峰型,主要集中于5—7月份。(3)流域蒸散发空间分布特征整体表现为西高东低,不同下垫面类型下,水体多年蒸散发量最大,其次为林地和草地,农田和城镇最低。(4)流域蒸散发变化受净辐射与空气温度的直接影响最大,受气压的间接影响最大。
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具有时滞效应的air2stream河流水温模型及应用研究
Abstract:
高精度河流水温模型对于深入了解水温的时空变化特征和河流生态修复具有重要意义。基于数据驱动的air2stream模型在保证预测精度的同时,避免了计算的复杂性,已成为河流水温模拟常用的模型。由于水的热惯性及水文条件等的影响,河流水温变化往往显著滞后于气温变化,而air2stream原模型并未考虑滞后效应,导致该模型在流量未知情况下实际精度偏低。为解决该问题,采用气温-水温皮尔逊相关系数计算时滞天数,构建具有时滞的air2stream新模型,进一步根据长江中下游地区两个监测站的多年实测数据验证新模型的有效性和稳定性。结果表明:新模型在不引进额外观测数据的条件下具有更高精度且性能更稳定。相比原模型,在两个监测站新模型的均方根误差分别降低约4.29%和5.85%。新模型具有精度高、水文要素需求少的特点,可为长江中下游的水环境影响评价和生态保护提供依据。
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山区县域洪水预测研究——以阳朔县为例
Abstract:
山区县域的洪水灾害是我国防洪减灾体系中的薄弱环节。为提升洪水预测的准确性,以桂林阳朔县为例,基于HEC-HMS和InfoWorks ICM模拟平台,构建田家河流域的水文水动力模型。利用2017-2022年间多场洪水数据对模型进行率定和验证。在此基础上,根据田家河与漓江的洪峰遭遇,预测12种不同洪水频率组合的情景工况,并对每种情景下的淹没耕地面积、村庄数量、旧城区淹没面积以及新城区淹没面积进行统计和分析。研究结果表明:(1)遇龙河沿岸受灾情况受其上游暴雨洪水的影响,田家河流域洪水频率PTJH=50a时,淹没耕地面积将超过8.15km2,沿途受影响村庄超过27个;(2)旧城区主要受漓江过境洪水的影响,漓江洪水频率PLJ=20a时,漓江水位漫堤行洪,西街将处于1~2m的水深之中;(3)新城区对田家河流域及漓江洪水都表现出较高的敏感性,当洪水等级超过PTJH=10a且PLJ=20a或者PTJH=20a且PLJ=10a时,新城区将会遭遇较严重的洪灾。研究结果可为山区县域洪水预测提供参考。
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1961—2020年黄河源区降水时空变化特征研究
Abstract:
基于1961—2020年黄河源区16个雨量站点的逐日降水资料,应用线性趋势法、Mann-Kendall(MK)检验、滑动t检验、Pettitt检验、小波分析、经验正交分解(EOF)方法对黄河源区年降水、季节降水、汛期降水的变化趋势及时空分布特征进行分析。结果表明:(1)黄河源区年降水以10.0mm/10a的趋势显著增加;除冬季呈不明显的减少趋势外,春季、夏季、秋季和汛期降水同样呈增加趋势。(2)黄河源区降水除春季无明显突变外,全年、夏季、秋季、冬季和汛期的对应突变年份分别为2015年、1998年、2018年、2016年和2019年。(3)黄河源区年降水存在3~7a、6~12a、9~13a和16~24a的变化周期,第一、第二主周期为19a和11a,两种主周期都经历了3次 “丰—枯”变化;年降水存在2种模态,4种降水表现类型,2种模态的年份数为35a和13a。研究成果可为黄河源区防汛抗旱及上游水库群水资源调度提供参考。
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乌梁素海浮游植物群落特征及湖区富营养状态研究
Abstract:
乌梁素海是黄河流域最大的湖泊湿地,是重要的天然水生态屏障。为摸清乌梁素海浮游植物群落结构、水体富营养状态及环境因子的影响,于2022年7月和9月在乌梁素海湖区设置3个采样点,对浮游植物和水环境指标进行调查监测,并对湖区营养状态和影响浮游植物的环境因子进行分析研究。结果显示:(1)两次调查共鉴定浮游藻类8门108种(属),绿藻和硅藻在种类上占主要优势。共筛选优势种7种,丰度的主要贡献物种为蓝藻门,其中伪鱼腥藻和环离鞘丝藻是绝对优势种。(2)Shannon-Wiener多样性指数均值为2.15,湖心水体污染程度高于湖区的南部和北部。(3)营养状态为轻度富营养~中度富营养。(4)浮游植物丰度受电导率、总磷和溶解氧影响,建议重点对总磷加强监测,并采取有针对性的措施进一步改善乌梁素海生态状况。研究成果可为乌梁素海水生态保护治理提供参考。
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考虑暴雨径流的生态环境非点源污染负荷定量控制研究 ——以柴达木盆地东区都兰县为例
Abstract:
提出考虑暴雨径流的生态环境非点源污染负荷定量控制模型。根据污染源的正向指标对非点源污染负荷削减空间进行优化分配,建立污染负荷控制目标模型,采用遗传算法对模型求解,得到最优污染负荷定量控制方案。以柴达木盆地东区都兰县为试验对象,对所提方法的控制性能进行测试。污染负荷控制前和控制后的对比实验结果表明:污染物平均浓度由0.035mg/L下降至0.012mg/L,平均削减率65.7%;峰值浓度由0.078mg/L下降至0.018mg/L,最大削减率88.2%。研究成果可为柴达木盆地水资源高效利用、水生态保护以及区域水资源规划利用提供理论依据,为区域生态环境治理工程提供数据支撑。
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最优尺度变换—层次分析法视角下城市内涝风险评估
Abstract:
摘 要:在城市暴雨内涝频发的背景下,本文以辽宁省阜新市主城区为研究对象,利用无人机采集高精度正射影像和DEM,结合城市排水管网数据建立InfoWorks ICM的耦合水动力模型,对城市内涝进行模拟研究和精度验证。通过对城市内涝灾害系统的三个组成部分——致灾因子、孕灾环境和承灾体的分析,对其指标因子进行最优尺度变换(CATREG)和层次分析法分析(AHP),建立内涝风险评估模型。利用情景模拟结果和指标体系技术建立了城市内涝风险评估模型,并利用GIS空间分析技术绘制直观的风险评估图,多角度解释阜新市主城区内涝原因并提出建议,研究结果也可为其他城市内涝防治提供借鉴。
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浦阳江流域感潮河段洪水预报研究
Abstract:
浦阳江流域中上游属感潮河段,易受下游洪水顶托影响,导致预报站水位流量关系不稳定,给洪水预报作业带来难度。以诸暨站以上流域范围为研究对象,选用1990—2021年间具有代表性的20场洪水,建立三水源新安江模型,对诸暨站流量进行预报;基于BP神经网络优良的非线性映射能力,建立以湄池水位、时段降雨量、安华水库下泄流量、诸暨站预报流量等为输入因子的诸暨站水位预报模型,以探究该模型在诸暨洪峰水位预报中的适用性。结果证明2019—2021年的场次洪峰水位预报效果较优,场次水位相对误差均保持在2.5%以内。
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变化环境下珠江河口区复合洪水事件遭遇分析
Abstract:
受全球气候持续变暖影响,沿海城市受到上游洪水、热带气旋、天文潮等海陆要素联合驱动引发的复合洪水事件频发,严重威胁该地区人民生命财产安全。本文基于1986—2018年间影响珠江河口区的135场台风为统计样本,采用 Mann-Kendall 检验法和 Pettitt 检验法分析复合洪水事件的发生趋势和变化情况,并通过Vine Copula拟合了复合洪水事件潮位、风速、流量三变量的联合分布函数,采用Copula似然比检验法对联合分布函数相关结构进行变点检验,研究结果表明:考虑Vine Copula函数突变的情况下三个变量间的相关性增强,能更好地反映各个变量间随事件变化的相依关系,提高了复合洪水事件重现期评估的准确性。近三十年来热带气旋数量呈现出下降趋势,而风速则呈现显著增强的趋势且风速在2002年发生突变,即热带气旋事件呈现“出现次数下降、等级增强”的特性。在变化环境下“天鸽”“山竹”等极端复合洪水事件联合重现期计算结果相比传统固定参数的Copula重现期计算结果小,即未来极端复合洪水事件发生概率在增大。
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湿润地区暴雨特征对城市化响应研究
Abstract:
人类活动使得暴雨发生频率和强度增加,暴雨特征发生显著改变。厘清城市化对暴雨特征的影响对城市防洪减灾具有重要意义。本研究以中国广东省广州市为例,利用处于不同行政区的11个雨量站点在2006—2019年期间收集到的逐15分降水数据,识别场次暴雨,从暴雨雨量、日数、雨强、次数、雨型、雨峰占比和雨峰系数7个方面,分析湿润地区暴雨特征对城市化的响应表现。结果表明:(1)城市化率较高区的暴雨雨量、日数、强度和次数均高于城市化率较低区,暴雨次数在时序变异性上则相反;(2)城市化对暴雨雨型无显著性影响,广州市各区雨型占比差异不大,且暴雨大多为单峰型,占比约63%;(3)暴雨雨峰占比对城市化响应不明显,其与降雨历时呈负相关关系,短历时暴雨特征由峰值雨量主导,而长历时和超长历时的暴雨事件中持续时间是雨量变化的主要因素;(4)广州短历时和超长历时暴雨雨峰系数受城市化影响显著,城市化率较高区明显高于城市化率较低区,此外,广州暴雨雨型大多为前期集中型单峰暴雨,但城市化率较高区的超长历时暴雨大多偏后期集中型,需要特别注意。
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蒙阴流域日径流模拟多模型比较研究
Abstract:
选择MARRMoT建模工具箱中16个集总式水文模型对湿润半湿润的蒙阴流域进行日径流模拟,对比分析不同模型在该流域的适用性。使用Nelder-Mead单纯形搜索法确定模型参数,选取确定性系数、Kling-Gupta效率系数和洪量相对误差指标评定模型精度;根据模拟精度对模型适用性进行排序,综合考虑模型结构和参数个数,对模拟精度的影响因素进行分析。结果表明,新安江模型和GR4J模型的精度最优,SMAR和HBV模型次之;模型结构是影响模拟精度的重要因素,模型参数个数影响不大,复杂的模型并不意味着更好的模拟结果。研究可为湿润半湿润流域水文模型的选择及应用提供参考。
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近十年黄河流域地表水面积时空变化与影响因素分析
Abstract:
利用遥感技术研究多年来黄河流域地表水体的时空变化情况,对流域生态文明建设和高质量发展具有重要的现实意义。本文基于Google Earth Engine获取Landsat-8卫星影像,采用随机森林分类法批量生产得到2013—2022年各季度地表水数据集。从时间尺度、空间尺度动态监测黄河流域地表水面积季节性变化趋势与特征,同时探讨了黄河流域地表水面积变化的影响因素。研究表明:近十年黄河流域地表水面积在时间尺度上呈现出缓慢增加的趋势,且存在明显的季节性差异。在空间尺度上呈现出“中部少,四周多”的分布特征。上游区域受气候与人类活动等多重因素影响,地表水面积变化与气候因素相关性相对较小;中下游区域地表水面积与降水量、地表温度均呈正相关。
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“多碰头”复合灾害遭遇组合概率及重现期计算方法研究
Abstract:
为揭示变化环境下 “多碰头”复合水文地质灾害的风险规律,采用二维Copula联合概率函数,构建具有“藤状”结构的复合灾害遭遇组合概率分布模型,对模型进行精确拟合,选用log-lik、AIC、BIC三种拟合优度检验方法进行优选。针对不同灾害发生情景,计算复合灾害遭遇组合的联合累积概率及肯德尔联合重现期。以粤港澳大湾区佛山站(降雨-滑坡(泥石流)-山洪)以及灯笼山站(台风-风暴潮增水-洪水)复合灾害遭遇组合事件为例,构建三类灾害组合的概率分布模型。结果表明,随着单一灾害情景的极端性增加,复合灾害遭遇组合联合累积概率及重现期相应增大,从而揭示了复合灾害的风险模式。本研究可为预估 “多碰头”复合灾害遭遇组合的风险提供理论支持,对于复合水文地质灾害风险预估有参考意义。
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贵州省地下水资源量预测方法研究
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。
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基于GCM模式的渭河流域未来气象干旱特征分析
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。
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鄱阳湖流域气象干旱向水文干旱传播的时间特征研究
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。
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里下河平原区径流模拟及其对极端降水响应分析
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。
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190445
Abstract:
在高强度人类活动对地球系统产生全方位深刻影响下,干旱灾害已经不再是严格意义上的自 然灾害,而成为自然-人为复合灾害。人类活动通过改变大气成分(主要通过温室气体排放)引起全球或 区域性水循环过程的变化,导致气象干旱时空特性变化,从而间接影响到水文干旱的形成发展;通过改 变河流蓄存状态与水力联系(主要通过蓄、引、提、调水工程)以及用水特性变化,改变河流与地下水系 统调蓄功能与产汇流过程,从而直接影响到气象干旱向水文干旱的传递过程以及水文干旱的发展过 程。考虑自然和社会水循环之间复杂的相互作用过程,揭示人类活动对干旱形成与发展的影响是干旱 研究的重要发展方向。
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2020,40(4), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190070
Abstract:
基于半分布式水文模型的山丘区小流域防灾对象的雨量预警指标计算方法,首先采用NAM建立小流域半分布式水文模型,结合场次暴雨洪水数据分别对模型进行率定;根据沿河居民户与河道的空间分布信息,建立洪水水面线-沿线居民户高程判定模型,定位防洪能力最薄弱的居民户,确定成灾水位,以水位流量反推法推算防灾对象的成灾流量;采用模型试算法计算临界雨量。以南高而、柳埠东两个小流域为应用实例计算其临界雨量,并采用1995~2014年的75场降雨为验证数据系列,将计算的雨量预警指标与实际灾情对应的雨量记录进行对比验证。结果表明:该方法计算的临界雨量准确率在80%以上,能较好地应用于山洪灾害预警。
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2021,41(6), DOI:
Abstract:
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190344
Abstract:
中小河流洪水预报是当前国际水文科学中亟待研究的重大科学问题之一。由于中小河流存在分布广、降水及下垫面空间异致性强、产汇流时间短、突发性强、水文资料欠缺等特点,因此预报精度较低,预见期短,预报难度大。目前国内外学者对中小河流洪水预报开展了一定的研究,主要集中在中小河流洪水形成机理、洪水预报模型、缺资料中小河流水文模型参数确定方法、洪水预报耦合降水预报等方面。对中小河流洪水预报相关研究进展和存在的问题进行了总结,并指出未来在多源信息高效融合、精细化洪水模拟、高精度降水预报等方面还应进行更深入的研究。
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2021,41(1), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190431
Abstract:
综合应用多种方法,评估了土地利用与气候变化对密云水库来水量变化的影响。应用Mann-Kendall全时段趋势检验方法检验不同时段降水与径流的变化趋势;结合水文收支平衡方法分析气候与土地利用变化对流域径流的影响;利用双累积曲线方法检测了流域降水-径流关系的突变点,并探讨其原因。结果表明,1960~2016年,密云水库来水量整体呈显著的减少趋势;1980s以后,土地利用变化、人类活动用水量剧增是引起径流减少的重要因素,其中土地利用变化导致蒸散发减少,对径流变化的贡献率达60%。
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2022,42(4), DOI:
Abstract:
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2020,40(5), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20200048
Abstract:
基于武江河道内的生物多样性和物种特征,提出适宜水力学指标法计算维持河道生态系统稳定性所需的生态流量。该方法以代表鱼类为生态保护目标,根据湿周、流速与流量的关系,求得鱼类不同生命周期的生态流量。结果表明:(1)越冬期鱼类所需流速下限为0.2m/s,产卵期平均流速为0.5~0.7m/s,肥育期流速范围为0.3~0.6m/s;(2)产卵期河道生态流量为116.3~150.3 m3/s,越冬期与肥育期中后阶段生态流量为49.55 m3/s;肥育期初期(8月)生态流量为71.97 m3/s;(3)提出的适宜水力学指标法以维持鱼类良好的生境条件为生态保护目标,计算结果符合Tennant法河流生态用水标准,且更能反映河流的丰枯变化,可为流域水资源开发利用提供参考。
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2021,41(6), DOI:
Abstract:
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2017,37(5):49-53, DOI:
Abstract:
研究流域水文年及丰、枯水期划分方法,为水文水利计算提供科学依据。通过分析流域径流变化特点,提出径流累计距平法。将该方法用于黑河上游流域,结果表明:该方法为黑河上游流域确定了合理的水文年及丰、枯水期;在不同水文年起讫日下,黑河上游流域年径流时间序列的统计特性和典型年的径流年内分配特征发生显著变化。因此,径流累计距平法可用于划分流域水文年及丰、枯水期,统一水文年划分方式对水文水利计算十分必要。
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2021,41(3), DOI:
Abstract:
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2021,41(1), DOI:
Abstract:
太湖流域快速城镇化、水利工程建设等人类活动对流域水文过程产生了较大影响。基于1981~2018年太湖流域日降雨、太湖水位实测资料,分析了流域降雨与太湖水位涨幅关系,旨在揭示变化环境下该地区降雨与水位关系的变化特征及可能的驱动因素。研究表明,2000年以来太湖水位抬高趋势明显,但同等时段降雨量条件下对应的太湖水位涨幅有所下降,且降雨量越大,太湖水位涨幅减小的越明显;流域各时段降雨与太湖水位涨幅相关关系约0.9,流域10天雨强每增加50mm,太湖水位涨幅约16cm。该研究成果可为太湖水位的中长期预报,尤其是对入汛前、入梅前等关键时间节点的太湖水位调控、雨洪资源利用等流域管理工作提供参考。
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20180443
Abstract:
珠江三角洲冲积平原河网密布,河道及河流的形态和演变影响着人们生活习性与经济发展水平,由于经济社会高速发展下的剧烈人类活动,以及气候、降水等自然环境的变化,导致河床演变加剧。对近 60 年的水文监测成果分析,发现自 1990 年代中期以来的河床演变,导致多种水文要素发生调整,给堤围险段、供水安全和水资源管理带来安全隐患,变化环境下的河流情势改变,是对当下水文工作的新挑战。
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190032
Abstract:
西南盆地边缘红层地区用水困难,通过研究重庆綦江地区岩性、地貌、构造、地下水流量等,总结了綦江红层区水文地质特征及地下水富集规律。研究区地层岩性以砂泥岩为主,地下水分为红层风化带裂隙水、红层承压水和红层基岩裂隙水三类,其中红层承压水富水性相对较好。研究区地下水根据不同的供水目标划分为水量丰富、水量中等、水量贫乏、水量较贫乏和水量极贫乏 5 区。总结了不同富水区的水文地质特点。
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2020,40(5), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852. 20190128
Abstract:
为探究西江流域暴雨洪水发生规律,根据1994、1998、2005和2008年四场灾害性暴雨洪水实测资料,对暴雨洪水过程进行了分析。通过计算暴雨时间、空间变差系数、相对中心和洪水集中度等特征指标定量分析暴雨洪水特性,结合洪水组合和遭遇情况分析了洪水成因。分析结果表明:四场暴雨雨量分布不均,降雨历时均大于10d,且暴雨相对中心值呈减小趋势,暴雨中心沿河流流向移动易导致灾害性洪水。1998和2005年两场100年一遇洪水均为全流域大量级洪水遭遇导致。两场暴雨均有雨量大、时间变差系数Vt值小,时间分布均匀和雨峰系数Cp值大,主雨峰峰现时间迟的特点,暴雨中心均有向下游转移的趋势,空间变差系数Vp值均趋于增加,空间分布趋于集中。研究结果可为西江流域的水库群联合防洪工作与综合治理提供科学依据。
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2022,42(3), DOI:
Abstract: