HBV水文模型在玉树巴塘河流域洪水临界雨量阈值研究中的应用

区域气象灾害的评估在防灾减灾中具有很重要的地位,它不仅是认识灾情、进行灾害区划、实行灾害预测、制定防治对策、进行损失评估、实施防治措施和进行项目管理的基础,对政府的辅助决策都具有重要意义。基于玉树县社会经济统计资料、水文资料、巴塘河洪水灾情资料的基础上,应用HBV模型尝试性的研究暴雨诱发的中小河流洪水临界风险雨量阈值研究,结果表明:1)近11a来新寨站平均流量23.2m3/s,2001年、2003年、2005年汛期流量较大,2006—2011年流量明显偏少;2)在率定期HBV模型对新寨站日径流深模拟的确定性系数达0.678 2,Nash效率系数为0.604 4,验证期确定性系数超过了0.770,Nash效率系数为0.530 5;3)根据不同的基础水位,有效划分了24h玉树巴塘河流域洪水面雨量预警指标,为今后玉树县巴塘河流域提高灾害防御能力提供研究基础。     

HEC-HMS水文模型系统在汉江褒河流域的应用研究

基于地理信息系统和遥感技术的水文模型集成系统将成为未来水文循环过程研究的发展趋势。基于HEC-HMS水文模型系统,采用多种方案对位于汉江上游的褒河流域进行了降雨径流模拟。研究结果表明:基于DEM、遥感影像和土壤资料,并结合GIS技术推求反映流域下垫面特征的关键水文参数的方法可以与HEC-HMS水文模型系统很好地耦合。该模型对于我国湿润、半湿润山区的次洪模拟具有较好的适用性。     

森林流域分布式水文模型研究

 构建了森林流域基于物理过程的分布式水文模型。该模型界面明晰,参数较少、容易获取,具有明确的物理意义,而且能模拟降雨、气温、植被、冻土和地形等因素对系统水文过程的影响。通过改变模型中降雨输入和森林植被组成等参数的方法可以探讨森林生态系统水文过程对降雨输入和森林植被变化的响应。     

植被对流域水文特征响应研究

通过2001～2005年连续5年的密云水库集水区的流域水文监测数据结果表明：流域内年平均降雨量为594.7 mm,主要集中在6～8月份,占全年降水的70%～80%。表层土壤含水量年均6.8%～11.3%,年内变化与降雨量趋势基本一致,先上升后下降。随着植被的恢复,流域内产流量和产沙量逐渐降低,植被的消减率最大可达77%。流域内的多次水质抽样检验结果表明：多数水质指标都达到一类水质标准,超标指标主要是总氮和总磷。     

流域水文模型在生态清洁小流域规划中的应用

小流域综合规划是生态清洁小流域建设的基础工作,现代化的技术手段有助于提高小流域规划的质量与效率。以北京市生态清洁小流域建设试点——蛇鱼川小流域为例,介绍了流域模拟系统WMS在小流域规划设计中的应用,即采用水文模型进行流域水文计算,为流域水源保护工程的规划设计提供依据。本研究工作将有助于推广流域水文模型在流域规划中的应用,也将推动新技术、新方法在北京市生态清洁小流域建设中的应用。     

基于GIS与AHP模型的白龙江流域泥石流危险性评价

以白龙江流域甘肃省境内部分为研究区,在收集资料和野外勘查的基础上,选取海拔、坡度、滑坡密度、地层岩性、距断层距离、地震动峰值加速度、平均10 min降雨量、距水系距离、归一化植被指数(NDVI)、土地利用类型作为泥石流危险性评价因子,对研究区内外动力环境因子进行了分析。在此基础上,基于GIS技术和AHP模型建立了研究区泥石流危险性评价模型。评价结果表明,研究区内泥石流空间分布密度大、空间异质性明显,危险性呈现从西北至东南等级递增的趋势,并据此进行了泥石流危险性分区。     

流域离散化对分布式水文模型径流模拟的影响

以嫩江上游诺敏河古城子水文站以上集水区为研究对象,利用分布式水文模型SWAT (Soil and Water Assessment Tool),对研究区进行6种子流域划分,研究不同时间尺度上径流模拟随流域离散化水平的变化,以了解输入数据空间集总程度对分布式水文模拟的影响.结果表明,在年和月尺度上,不同子流域划分对径流模拟精度影响较小,但在日尺度上对径流模拟精度有影响;不同时间尺度上流域离散化水平对出口流量的影响均较小,但地表径流随子流域数量的增加而增大,相对误差达到35.4％;径流模拟结果对降水量较敏感,湿润年份模拟精度更高,而子流域划分对径流模拟结果的影响在干旱年份以及夏季汛期更显著;当流域离散化达到一定水平即最小集水面积阈值为流域总面积的2％时,增加子流域划分对径流模拟结果的影响较小,但减少子流域划分则会导致模拟结果不稳定,且难以满足流域空间格局分析的要求.     

流域水文模型在川中丘陵区小流域水沙过程研究中的应用

流域水文模型对定量评价水沙的输出响应具有重要的作用。探讨了新安江流域水文模型在川中丘陵区小流域水沙过程研究中的应用，结果表明该模型对水沙过程的模拟效果良好，确定性系数达到0．8以上。为川中丘陵区小流域水沙输出的定量评估提供了一种有效的方法和思路。     

分布式水文模型在小流域综合治理规划中的应用

密云水库是北京市唯一的地表饮用水源,其上游山区是主要的水源涵养和供给地。位于水库上游北部山区的白马关河是一条直接进入水库的支流,虽然年径流量并不大,但是汛期随降雨径流带出的污染负荷进入密云水库,会对水库水质造成直接影响,弄清该流域降雨径流状况是进行水土流失和污染负荷估算及清洁小流域建设的基础。本研究采用分布式水文模型,对水库上游白马关河小流域内不同降雨频率下的产汇流进行了模拟计算,分析其下垫面特性对降雨径流的影响规律,为白马关河小流域的综合治理规划和非点源污染负荷控制提供参考。     

基于InVEST模型的甘肃白龙江流域生境质量时空分异

基于1977年、1990年、2002年、2014年的Landsat TM/ETM+遥感数据,运用GIS和InVEST模型,分析了甘肃白龙江流域生境质量时空分异特征,旨在为流域自然生态系统管理和可持续发展提供参考。结果表明:（1） 1977-2014年,林地和草地是该流域的主要土地覆被类型,林地、耕地和建设用地的面积增率为0.4%,0.36%和3.7%,草地、未利用地和水域的减少率约为0.5%。（2） 1977-2014年,生境质量总体表现出先降低后缓慢增加的趋势。（3） 生境质量较高的区域主要分布在流域西北部与文县南部,集聚于自然保护区和林业管护区;生境质量较低的区域主要分布在河谷近岸、农耕区、城乡聚落区、裸地和低覆盖草地等,集聚于舟曲-武都段白龙江近岸区及文县和武都交界区、宕昌西北部等。研究结果可为流域生境保育及生态建设提供参考依据。     

甘肃省白龙江流域豆科植物根瘤菌共生固氮研究

对甘肃省白龙江流域甘南、陇南的大部分地区豆科植物——根瘤菌资源进行了调查,共采集21属45种豆科植物69份根瘤样品。从69份样品中获63株根瘤菌,对其中44株根瘤以13种寄主进行了回接试验,31株结瘤,结瘤率70.5%。该区根瘤一般带有粉红色,形态比较规则。乙炔还原活力测定结果表明,88.5%为有效根瘤。不同种根瘤固氮活性相差不大,但高于甘肃省其它地区。对豆科植物在蓄水保土,改良土壤状况中的地位进行了讨论。     

白龙江流域泥石流特征分析

泥石流孕灾环境和流域形态是泥石流发育及其活动的基础,把握孕灾环境和流域形态特征对开展泥石流防灾减灾工作具有重要的现实意义。在分析白龙江泥石流空间分布格局的基础上,从区域构造环境、地形地貌、地层岩性和降水等方面研究了流域泥石流的孕灾环境特征,探讨了各因子与泥石流分布的耦合关系。针对白龙江干流250条泥石流沟,运用数理统计方法,对其流域面积、主沟长和相对高差等重要参数进行了统计分析,明确了干流泥石流的流域形态特征。     

甘肃省白龙江流域豆科植物根瘤菌共生固氮研究

对甘肃省白龙江流域甘南、陇南的大部分地区豆科植物——根瘤菌资源进行了调查 ,共采集 2 1属45种豆科植物 6 9份根瘤样品。从 6 9份样品中获 6 3株根瘤菌 ,对其中 44株根瘤以 13种寄主进行了回接试验 ,31株结瘤 ,结瘤率 70 .5 %。该区根瘤一般带有粉红色 ,形态比较规则。乙炔还原活力测定结果表明 ,88.5 %为有效根瘤。不同种根瘤固氮活性相差不大 ,但高于甘肃省其它地区。对豆科植物在蓄水保土 ,改良土壤状况中的地位进行了讨论。     

基于HBV模型确定沁河流域洪涝致灾临界雨量

对暴雨洪涝较为严重的沁河流域进行暴雨洪涝风险评估需要致灾临界雨量。运用半分布式水文模型HBV,选取以润城水文站为控制站的沁河流域1977—1988年逐日气象数据和水文数据,在率定和验证水文模型HBV的基础上,结合水位—流量关系,对沁河流域洪涝致灾临界雨量进行确定,并且运用1982年洪涝灾情的实测水文数据和降水量数据,验证致灾临界降水量的合理性。结果表明:沁河流域的三级致灾临界降水量是合理的,可作为判断该流域在不同前期水位条件下是否发生暴雨洪涝灾害的依据。     

甘南白龙江上游小流域主要林分地被物层的持水特性分异

在甘南白龙江上游林区内,采用实地踏测和浸水法,对林区内主要的4种不同林分类型（冷杉原始林、云杉、落叶松和华山松人工林）林下地被物持水性能进行了研究分析。结果表明:（1）4种不同类型树种林下地被物的总蓄积量为11.75～28.96 t/hm²,其冷杉林（28.96 t/hm²）>落叶松林（16.17 t/hm²）>华山松林（14.36 t/hm²）>云杉林（11.75 t/hm²）;（2）不同林分类型地被物的持水量、吸水速率与浸泡时间之间的动态变化基本相似,持水量与浸水时间存在对数关系,其吸水速率与浸水时间呈幂函数关系。（3）不同树种林下地被物的总有效拦蓄量为21.00～41.99 t/hm²,其中冷杉林最大,其次是落叶松林,最后是华山松林和云杉林;最大拦蓄量、最大持水量、有效拦蓄量和总有效拦蓄深的变化与总有效持水量变化一致。     

白龙江流域生态环境质量动态监测与评价

[目的] 分析1990—2020年白龙江流域生态环境变化及驱动因素,为流域可持续发展提供科学依据和决策支持。[方法] 逐年筛选植被生长季6—9月的Landsat TM/OLI影像数据,计算绿度(NDVI)、湿度(WET)、热度(LST)、干度(NDSI)4个生态指标,采用主成分分析法(PCA)构建遥感生态指数(RSEI),对白龙江流域生态环境进行评价。[结果] 1990—2020年白龙江流域RSEI均值从0.531上升至0.675,生态环境质量总体好转;生态环境质量改善区域主要位于舟曲—武都段的白龙江两岸、宕昌县西北及岷江东岸,改善面积达8 393.97 km²,占总面积45.55%;各生态指标对于生态环境质量影响程度在1990年干度＞湿度＞热度＞绿度;2006年干度＞绿度＞湿度＞热度;2020年绿度＞湿度＞干度＞热度。[结论] 利用GEE平台实现RSEI模型扩展了在大范围尺度、长时间序列下对区域生态环境质量监测与评价,近年来白龙江流域生态环境质量整体呈改善态势,对于流域的保护治理工作仍需继续。     

HBV模型在富春江水库流域临界致灾面雨量确定中的应用

[目的]研究分析HBV模型对于富春江流域径流序列模拟的适用性,并通过水位与径流量的关系,得到该流域各级水位的临界致灾面雨量,为暴雨灾害风险预警和评估业务提供服务产品,也为富春江水库的生产调度提供重要依据。[方法]以富春江水力发电站为研究区,应用研究区气象资料和HBV水文模型开展研究。[结果](1)应用HBV水文模型模拟富春江流域径流量,在序列的率定期和验证期,模拟与实测的径流过程分布一致,模拟径流峰值区与大降水的实况分布比较一致,模拟与实测洪峰的平均相对误差小于5%,经率定后的HBV模型在富春江流域的模拟效果较好。(2)通过建立降水、径流、水位三者的响应关系,可以确定水库在警戒水位、设计洪水位时不同前期水位的临界面雨量。[结论]HBV水文模型在研究区具有一定的适用性。当预报有临界面雨量时,水库可以根据雨量、径流的预报信息做出对水位的科学调控。     

白龙江上游径流变化特征及其对降水和人类活动的响应

[目的]研究近50a来白龙江上游径流变化特征,并进一步分析径流对降水的滞后效应以及降水与人类活动对径流变化的影响。[方法]以1961—2010年白龙江上游武都水文站的月径流数据和白龙江上游气象站月降水量数据为基础,采用集中度和集中期、Mann—Kendall法、R/S分析法等多种数理统计方法,分析了近50a来白龙江上游径流量在年际、季节和月尺度上的变化特征,并预测了其未来可能的变化趋势。[结果]白龙江上游径流年内分配极不均匀,多年平均集中度Cd达34.92%。近50a来白龙江上游年径流量呈极显著减少趋势(p0.001),变化率为-3.942×108 m3/10a,Hurst指数为0.980.5,表明未来一段时间内白龙江上游年径流量可能继续呈减少趋势。四季和1—12月径流量均呈显著减少趋势(p0.05),年径流量在1990年发生由多到少的突变。白龙江上游径流对降水的响应存在滞后效应,且滞后时间有微弱延长趋势。近50a来白龙江上游径流系数呈显著减小趋势(p0.001),降水量转化为径流的部分逐年减少,径流系数在1990年后减少了0.14。[结论]1990年之前,白龙江上游径流变化主要受降水影响;1990年以后,人类活动逐渐成为影响白龙江上游径流变化的主要因素。     

基于HBV模型的尼洋曲流域上游洪水致灾临界面雨量研究

[目的]建立工布江达以上尼洋曲流域的降水—径流关系,构建该流域的致洪临界雨量指标,以期为开展山洪气象预警工作提供参考。[方法]根据流域暴雨洪水致灾机制,利用地面气象观测和CMORPH资料,基于HBV水文模型进行计算分析。[结果]利用2007—2011年观测数据对HBV水文模型的参数优化和率定,模拟数据与观测数据的确定性系数为0.91,NASH效率系数为0.89;采用2012—2014年观测数据进行验证,确定性系数为0.86,NASH效率系数为0.85,率定期和验证期的平均相对误差均为3.1%,表明经过率定的HBV模型对尼洋曲上游流域具有较好的适用性。[结论]尼洋曲流域的洪水过程不仅与实时降水的面雨量有关,还与前期基础水位有关,致灾临界面雨量随前期基础水位升高而减小,并且随着前期水位的变化,临界雨量值呈现了非线性响应特征。     

武都白龙江流域滑坡活动性探讨

该地区滑坡的活动性，在时间上有明显的４个活动期，每个活动周期分别分别白龙江下切所需时间。其中志留系千枚岩板岩及片岩是滑坡发育最活跃的地质单元，活跃度达０．８３２６。根据滑坡发生的频率周期，依据高程及地层岩性对该地区斜坡稳定性进行了分区。