基于DEM模型的流域参数识别方法研究

探讨了利用数学高程模型识别流域分水线、确定坡面水流方向以及计算流域参数的方法。通过实验流域的数据验证 ,表明该法能正确计算流域的有关参数 ,自动勾绘流域分水线 ,确定坡面水流方向。从而为分布式水文物理模型的研制提供坚实的基础     

保护性耕作技术

北大荒是指黑龙江省嫩江流域、黑龙江流域和三江平原,是全球三大黑土区之一。解放初,经过半个世纪的开垦,已成为全国重要的商品粮基地。然而,在传统的耕作制度下,土壤过度耕作,地表裸露,水蚀、风蚀严重,黑土层由曾经开垦之初的80～100cm,下降到20～30cm。专家预测,以这样的速度再过50年大部分黑土层流失,“黑土地”将成为历史的名词。     

松辽流域灌溉用水过程模拟及分析

随着人类活动对于流域水循环过程影响的加深,水资源演化机制发生了深刻的变化,其中农业灌溉用水是最为重要的影响因素.研究流域农业灌溉用水模拟和分析方法,对于研究水资源评价、水资源合理配置具有重要的意义.基于二元流域水循环模式,采用联合国粮农组织推荐的Penman-Monteith公式,利用已有的气候和作物资料计算了松辽流域30个三级区21 a逐日的参考作物需水量和逐旬的综合灌溉需水量,结合气象观测和用水统计资料对模拟结果进行了分析和验证.结果表明:松辽流域参考作物需水量ET0呈不显著增加的趋势,只有西辽河下游、柳河口以上、绥芬河3个三级区的ET0呈不显著减小的趋势,其他27个三级区ET0均呈增加趋势,其中3个三级区呈显著增加趋势,逐年灌溉需水量总体趋势表现为显著增加.     

根河流域1980-2017年气候和径流的变化特征分析

根河流域处于我国寒温带地区,气候和自然环境较为特殊,分布着大面积冻土,对于气候变化非常敏感。【目的】通过分析根河流域气象要素和径流的变化,探讨气候和水文之间的相互关系,为该流域的水资源科学管理提供理论依据。【方法】以额尔古纳水系根河流域为研究对象,利用M-K检验和Hurst指数等方法,分析根河流域1980-2017年气象要素和径流的变化趋势及相互作用关系。【结果】①根河流域年平均气温在1980―2017年,共上升了1.10℃,在α=0.01的水平上呈上升趋势,且上升趋势有较强的持续性(H=0.75)。其中,生长季的气温变化最为强烈(Z=4.63)。②根河流域生长季降水量占年降水量的85%,趋于下降趋势,下降幅度为1.68 mm/a。③根河流域始冻期和完全冻结期的空气相对湿度分别α=0.001和α=0.01的水平上显著下降,且下降趋势有很强的持续性(H=1.0),变化幅度为0.05%/a。④根河流域径流量趋于下降趋势,在1997年和1999年发生突变,不年降水量发生突变的时间基本吻合,且降雨不径流的变化趋势一致,相关性分析表明,降雨不径流的相关系数为0.91。⑤根河流域径流量不年均气温相关系数为0.50,气温主要以增加流域各因子的蒸散发以及土壤和河流冻结、融化的时间或面积来影响流域径流量。【结论】根河流域降水量和径流在1980―2017年没有很大的变化趋势,气温呈猛烈的上升趋势,流域气候整体上趋于夏季越来越干冷,冬季干热的趋势。     

基于SRTM_DEM的泾河流域特征信息提取研究

流域特征信息的提取对于水文地理信息分析、模拟技术和水文模型建立具有重要意义。基于STRM_DEM数据,在ArcGIS9．3环境下,提取泾河流域坡度、坡向等地形特征,以及河网、流域边界和面积等水文要素,并划分子流域。分析表明,当闽值取5000（40．5km^2）时,生成的流域河网能够较好地反映该地区水系。根据河网分级、低级集水区域生成结果和流域地形特征,可划分为32个子流域,为流域分布式水文模型的构建提供了基础地理信息。SRTM_DEM提取泾河和部分支流流域面积误差均较小,说明提取结果与实际非常接近。结果表明,SRTM_DEM数据和ArcGIS9．3提取流域特征信息方便快捷,具有较高的精度和准确性,应用前景广阔。     

石羊河流域水资源利用及其对生态环境的影响

近年来,石羊河流域的水资源利用及生态环境问题受到了国家的重视和广大研究人员的关注,而且上、中、下游的用水矛盾尤为突出.研究分析了石羊河流域的水资源利用现状,探讨了其对生态环境的影响.重点针对民勤地区从多方位研究确定治理目标,在恢复石羊河流域生态环境,解决流域出现的生态环境问题,综合治理石羊河流域水资源与生态环境方面提供一些对策和建议.     

流域梯级水电站实时水情预报管理系统研究

综合运用基于DEM的流域水系模型与TOPMODEL水文模型构建出了流域梯级水电站实时水文预报模型,并以VS.Net为平台,运用分布式网络编程技术将二者集成,为西南某流域梯级水电站设计开发出功能先进和完善的网络版实时水情预报管理软件系统.该系统已投入使用,为实现流域水情预报的智能化、信息化和网络化管理提供了可靠的辅助工具.     

排水工程对三江平原湿地流域的影响分析

在三江平原别拉洪河流域地形图、土地利用图和排水工程建设资料的基础上,利用地理信息系统进行流域景观制图,并根据排水工程建设量将该流域划分出4个排水分区。利用景观结构分析软件FRAGSTATS分别计算了各分区2个时期(1967年和2005年)的多种景观结构指标。结果表明:排水工程之前,除了旱地无排区的其它3个排水区域,自然湿地覆盖率均达到90%以上,且呈大块连续状分布,结构比较简单,自然状态保存完好;排水渠大量修建之后,沼泽地因排水基本消失,草甸及其它沼泽类型也大片被排干,取而代之的是以大面积的旱地和水田为基质,湿地以小的斑块体镶嵌其中的流域景观,景观结构破碎化严重并趋于复杂化。最后提出下一步的研究工作。     

博斯腾湖流域环境风险源识别体系构建探究

2011年中央一号文件明确水资源管理的"三条红线",即:水资源开发利用控制红线;用水效率控制红线;水功能区限制纳污红线.在此背景下,塔里木河流域水利体制改革致使博斯腾湖水资源管理从地方直接管理划归流域管理.基于此,流域管理机构在管理水资源时就出现了新的问题,为解决这些问题,博斯腾湖流域环境风险源识别体系的构建非常必要.本文在了解博斯腾湖发展现状以及2011年中央一号文件明确水资源管理背景的情况下,阐述了流域环境风险源识别体系指标选取原则,再通过分析流域环境风险源风险度构建博斯腾湖流域环境风险源识别指标体系,以此为流域环境风险源识别提供一套完整成熟的方法.     

太子河流域环境流量保障管理系统平台构建及示范应用

本文依托辽宁省水资源管理系统,集成以环境流量计算与评估预警模型为核心,基于数据库技术、GIS技术和三维可视化技术的太子河流域环境流量管理系统,形成具有流域水环境系统仿真情景展示、模型驱动、信息查询、成果科学可视化与动态演示、流域环境流量保障决策支持等功能的流域水资源管理业务化平台.该平台可为管理部门提供决策依据.     

三江平原典型流域土地利用格局变化与空间分异研究

以遥感和DEM数据为基本信息源,基于网格采样研究方法,利用动态度模型分析土地利用空间异质性规律,并从集水小区角度出发研究土地利用空间自相关格局。结果表明:挠力河流域土地利用变化呈现明显的阶段性,1990—2002年耕地面积增幅最大,且以水田增加为主,2002—2014年整体面积变化趋于缓和;1990—2002年土地利用变化剧烈程度显著强于2002—2014年,前后以趋缓为主,加剧区域较少;流域不同方向上动态度均具有较好的拟合趋势,不同时间段拟合趋势差异大,但基本保持东北方向变化剧烈程度强于西南方向的态势;1990—2002年,各集水小区动态度呈现明显的高-高型和低-低型集聚趋势,空间自相关关系显著,2002—2014年,高-高型数量显著减少,且多为旱地水田化发生区,动态度集聚性变差,差异逐渐趋于缓和,未来应根据集水小区的空间自相关格局进行土地利用开发管理,应重点关注高-高型土地利用问题,适当挖掘低-低型开发潜力,对高-低型进行开发控制,对低-高型进行重点开发引导。     

挠力河流域径流变化特征与影响因素分析

挠力河作为三江平原最大的流域,其径流变化过程对三江平原的社会经济发展、生态环境变化起着至关重要的作用。为获取该流域的径流量变化特征,首先采用线性趋势分析法和Mann-Kendall趋势检验法对流域4个代表性水文站径流序列进行趋势分析,然后采用滑动移除近似熵法(MC-Ap En法)和Mann-Kendall突变检验法分别对径流进行突变检验,并对径流发生变化的原因进行了探讨。结果表明:挠力河流域上、中、下游径流量分布不均匀,且同一水文站径流年际变化较大,不利于挠力河流域水资源的开发利用;挠力河流域近50 a来径流量呈明显的减少趋势,其中宝清站、保安站、菜咀子站径流下降趋势明显;挠力河径流量在1966年发生突变,突变后径流呈明显的减少趋势,发生突变的主要原因是降雨量减少、农业开垦的扩张以及水利工程建设的日益增多;滑动移除近似熵法在进行径流突变分析的过程中,表现出精确度高、抗干扰能力强等特点,是一种适于径流序列突变检测的方法。     

基于CLUE-S情景模拟的挠力河流域耕地适宜性评价研究

以挠力河流域为研究区,选择2000、2010、2020年3期土地利用数据,从土地利用动态度和转移矩阵两方面分析土地利用时空变化,运用CLUE-S模型对研究区2030年土地利用变化格局进行模拟验证,设基线、农业发展和生态保护3种情景预测2030年土地利用变化格局,最后对3种情景下耕地适宜性进行评价。结果表明：研究区土地利用类型以耕地为主,2000—2020年森林、湿地、水体和人造地表呈增加趋势,耕地和草地呈减少趋势。2000—2020年土地利用转移主要发生在耕地、草地和森林之间,2000—2010年草地面积转入最多,耕地次之,森林最少,转出面积相反;2010—2020年森林转入转出面积最多,草地次之,耕地最少。CLUE-S模型对挠力河流域土地利用变化具有良好的模拟能力,Kappa系数为0.894,模拟总体精度为91.18%;基线情景下耕地、草地和水体地类面积减少,其他地类面积增加;农业发展情景下耕地面积增加23.68%,人造地表面积未发生变化,其他地类面积均较少;生态保护情景下与农业发展情景正好相反。依评价指标体系和评价模型,分析计算出3种情景下耕地位于适宜区的面积占研究区总面积的96%...     

基于GIS的南小河沟流域土壤侵蚀 数据库建立案例研究

南小河沟流域是属于黄土高原沟壑区的一条典型小流域，对该流域土壤侵蚀情况的调查和收集的数据，需要建立数据库对其进行有效管理。通过GIS平台，利用高分辨率卫星影像及1∶10 000地形图，对该流域的土地利用、植被覆盖状况及坡度组成等情况进行调查，建立土壤侵蚀数据库，为流域的进一步治理和管理提供本底数据。      

塔里木河流域水资源脆弱性评价

塔里木河流域作为内陆干旱区典型流域,其经济可持续发展受制于水资源的脆弱性。为了保证流域经济与水资源的协调发展,实时开展水资源脆弱性评价,提高水资源优化调控与科学管理效率,成为流域可持续发展的战略方向之一。基于流域水资源历史与现状的调查结果,对水资源脆弱性影响因子进行分析、识别,将主要水资源问题归纳为水资源脆弱性评价指标,建立塔里木河流域水资源脆弱性评价标准,选择数学模型对流域进行综合评价,形成定量反映流域水资源脆弱性的成果,为该流域的各种水资源规划提供理论依据。     

漳河灌区新埠河流域水文特性变化趋势研究

为了了解流域的水文特性变化与土地利用的变化的关系,对湖北省漳河灌区新埠河流域1966-2010年的水文特性变化趋势进行研究。根据该流域实测雨洪资料,采用SCS模型方法分析流域不同时期的径流量和洪峰流量变化规律。结果表明,从1966年至2010年间,相同频率（枯水年80%）径流量由209.2mm减少为174.5mmm,相同前期土壤湿润情况下,洪峰流量（频率5%）由第一阶段1175.4 m3/s减少为第三阶段1073.1 m3/s,但第四阶段较第三阶段增加了46.9 m3/s。这说明土地利用的变化对流域水文特性具有一定的影响。     

多源遥感降水评估及其在水文模拟中的应用

多源遥感降水产品为无资料或缺资料地区的水文过程模拟提供了新的高质量的数据来源。以美国爱荷华州Iowa-Cedar中型流域为例,基于地面雨量站降水数据CPC-U定量评估了5种多源遥感降水产品(NLDAS2、Stage IV、TMPARP、TMPART和IMERG)的精度,并结合分布式水文模型DRIVE(Dominant river tracing-Routing Integrated with Variable Infiltration Capacity Environment)进行了水文效用评估。研究表明:①NLDAS2和Stage IV都能很好地捕捉降水事件,与CPC-U具有良好的一致性,其次是IMERG和TMPARP,日尺度上相关系数达到0.63~0.80,偏差为-0.21%~15.37%,探测率为0.61~0.74,而TMPART产品精度较低;②采用不同降水数据驱动分布式水文模型进行径流模拟,NLDAS2和CPC-U表现效果最好,纳什效率系数分别为0.82和0.8,其次是Stage IV和TMPARP,纳什效率系数分别为0.79和0.63,而IMERG和3B42RT表现较差,纳什效率系数分别为0.46和-1.09。对比结果表明,NLDAS2、Stage IV降水产品精度评估表现较好,适合在Iowa-Cedar流域进行水文模拟应用,其次是TMPARP和IMERG,但IMERG水文效用评估相对较差,说明多源遥感降水数据融合产品更适合于水文模拟应用。     

GS环境下基于DEM的流域分析

随着流域数字化进程中空间基础数据库的建设，应用地理信息系统平台有效地分析流域和水库的基本水文信息成为可能。结合在长江一级支流黄柏河流域分布水文模型建立过程中对DEM数据的应用，重点论述了从栅格DEM数据中提取水文信息的基本方法、研究进展、河网提取过程中临界支撑面积的确定方法、DEM数据分辨率对于水文要素提取的影响及其最小分辨率的确定方法。     

MIKE BASIN 模型在吉林市水资源配置方面的应用

以吉林市第二松花江为典型流域,利用MIKE BASIN软件,构建吉林市第二松花江流域水资源配置模型,搜集吉林市1990~2010年水文资料和用水资料,利用吉林水文站1990~2010年控制站流量实际数据进行验证,对规划水平年2015年进行预测计算。由模型运行结果得到全流域供需水量平衡数据,“二松”干流上三个子流域水量充足,能够满足其用水户用水,其他三个流域都有不同程度的缺水,主要缺水区域集中在鳌龙河、团山子河及牤牛河子流域上游,团山子河子流域在2015年月平均缺水量达8.58万m3,牤牛河子流域月平均缺水量为8.78万m3,鳌龙河子流域月平均缺水量为12.32万m3。采取地表水与地下水联合调度的方法来解决缺水问题。MIKE BASIN模型的建立为吉林市水资源合理配置和经济可持续发展提供决策依据。     

GIS环境下基于DEM的三川河流域特征提取

以地理信息系统软件Arcgis10.0为平台,探讨了其水文分析模块在流域划分、地形分析、河网提取上所采用的算法和原理。并以三川河流域为例,基于数字高程模型（DEM）数据,详述了提取流域特征的方法和步骤,实现了流域边界、坡度、坡向、表面曲率及流域河网的自动提取。结果表明：上述成果均能较好的吻合流域的实际情况,该方法具有操作简单、灵活方便、成果精度高、提取速度快等特点。流域特征的自动提取为进一步研究水土保持、水文模型、流域规划及数字流域等提供了基础数据,具有重要的实际意义。