基于SWAT模型与Copula修正的融雪径流模拟

应用分布式SWAT模型,研究黑龙江省三江平原挠力河流域融雪径流模拟及变化特征。结合遥感技术获取研究区土地利用数据、DEM数据及土壤数据,建立SWAT模型地理信息数据库。基于流域内水文站及气象站2004～2014年融雪期内(3～5月)日气象和日径流观测数据,采用分布式SWAT模型模拟流域融雪径流。为提高径流模拟精度,利用二维Copula函数揭示模拟值与其误差间相关性,描述径流模拟结果及其误差联合概率分布,修正模拟径流值。结果表明,率定期及验证期纳什效率系数(NSE)均大于0.7,构建SWAT模型适合于研究区融雪径流模拟,而经Copula函数修正后纳什效率系数(NSE)提高至0.8以上,对修正径流值作滑动平均法平滑数据处理后,精度提高。     

无定河流域1961～2012年水沙变化归因分析

为探究在气候变化和人类活动共同影响下的水沙变化问题,基于无定河流域1961~2012年的水文气象数据及水土保持措施数据,分析了流域径流泥沙的变化,并定量分解了气候变化及人类活动对流域径流泥沙影响的贡献率。结果表明:1961~2012年无定河流域径流量、输沙量均显著减小;径流量和泥沙量的突变分别发生在1986年和1978年。根据弹性系数法和敏感性分析法得出人类活动对径流减少的贡献率分别为78.75%和79.02%,气候变化的贡献率分别为21.25%和20.98%。根据累积量斜率变化率方法得出人类活动与气候变化对输沙量减少的贡献率分别为87.78%和12.22%。     

西拉木伦河流域气候与径流关系

通过分析西拉木伦河流域1995—2012年气候资料,该流域内年平均气温、蒸发量、降水量均呈波动下降趋势,西拉木伦河流域降水主要集中在夏季。该流域4月、6月、7月、8月径流总量均在65.5×10~6 m~3以上,分别占全年径流量的15.3%,12.4%,25.5%,16.4%,从9月份开始径流量随降水量的减少而骤减,西拉木伦河流域径流量年际变化较为强烈,极值比悬殊。西拉木伦河流域年径流量呈波动减少趋势,年平均径流量变化倾向率为每10年-3.4×10~8 m~3。西拉木伦河流域年径流量变化与气候条件存在着明显的正相关性,即西拉木伦河流域年径流量随着年际气温、蒸发量、降雨量的增高(或降低)而增加(或降低)。     

无定河流域1961～2012年水沙变化归因分析

为探究在气候变化和人类活动共同影响下的水沙变化问题,基于无定河流域1961²012年的水文气象数据及水土保持措施数据,分析了流域径流泥沙的变化,并定量分解了气候变化及人类活动对流域径流泥沙影响的贡献率。结果表明:19612012年的水文气象数据及水土保持措施数据,分析了流域径流泥沙的变化,并定量分解了气候变化及人类活动对流域径流泥沙影响的贡献率。结果表明:1961²012年无定河流域径流量、输沙量均显著减小;径流量和泥沙量的突变分别发生在1986年和1978年。根据弹性系数法和敏感性分析法得出人类活动对径流减少的贡献率分别为78.75%和79.02%,气候变化的贡献率分别为21.25%和20.98%。根据累积量斜率变化率方法得出人类活动与气候变化对输沙量减少的贡献率分别为87.78%和12.22%。     

东北地区春季融雪期非点源污染负荷估算方法及应用

针对我国东北地区春季融雪期非点源污染的形成特点,提出了基于现场监测的径流浓度法估算春季融雪期非点源污染。该方法主要包括监测频次确定、监测点位布设、现场监测、融雪径流计算、非点源污染产生量估算、典型子流域入河系数估算和非点源污染入河量估算等7个过程。其中,监测点布设于不同土地利用类型的平均坡度与该种土地利用类型的主要土壤类型重合的区域,监测频次通过分析融雪过程和融雪径流特征确定。将该方法应用于东北地区的阿什河流域,计算出春季融雪期阿什河流域非点源污染COD的产生量为1 637.03 t,入河量为151.11 t。     

新疆奎屯河水文特征分析

依据奎屯河1972~2006年的水文统计资料对河流水文特征进行了初步分析,结果表明:奎屯河属于多泥沙的季节性河流,流域降水稀少,蒸发旺盛;河流主要以冰川融雪水为补给源;正常径流量为6.18×108m3,径流年内分配不均,集中度高,年际变化相对稳定,变幅较小;水质为中性,矿化度不高。     

新疆奎屯河水文特征分析

依据奎屯河1972~2006年的水文统计资料对河流水文特征进行了初步分析,结果表明:奎屯河属于多泥沙的季节性河流,流域降水稀少,蒸发旺盛;河流主要以冰川融雪水为补给源;正常径流量为6.18×108m3,径流年内分配不均,集中度高,年际变化相对稳定,变幅较小;水质为中性,矿化度不高。     

密云县红门川流域降水影响下径流的阶段性和不均匀性研究

为研究北京市密云县水文生态变化过程,收集红门川流域1990a - 2006a逐日降水与径流资料,进行统计分析.结果表明:研究区多年平均降水在600mm左右,1990a ～ 2006a降水相对较少,总体呈缓慢减少的趋势.1990a～2006年红门川流域径流量年际变化波动很大,平均年径流量1609.00万m3,总体呈明显的减少趋势.径流全部集中在汛期,即6月～9月.且具有明显的阶段性,1990a ～1998a径流量较大,径流系数为0.39;而后期相对较小,径流系数为0.09,减少了332.79％.就径流的年内分布而言,1998a～2006a阶段的径流年内不均匀性较大,而1990a～1998a的径流年内不均匀性较小.     

匹里青河流域变动融雪带径流模型

本文提出一个变动融雪带的融雪径流模型。在匹里青流域试作融雪径流预报,流域内没有气温、蒸发资料,仅出山口处有一个雨量站,产流采用径流系数法,汇流采用调蓄经验单位线,连续预报5年的结果:3月—7月融雪洪水总量的预报合格率达到80％。所以变动融雪带的假设在高山区流域是合适的,进一步研究后,将可能成为一种预报应用模型。     

纳板河流域自然保护区河流水文特征分析

依据纳板河流域8个监测断面2005~2011年的流速流量水文资料以及1∶50 000地形图,对该流域的水系特征、河道特征、降水以及径流等进行分析。结果表明,河流平均比降大,从上游河段向下游河段逐渐递减,上游河段的比降为84.4‰,下游河段为10.9‰;流域降雨丰富,但空间分布不均,南部、西南部、西部的山顶和山脊附近地区降雨最多,年降水量为2 400 mm左右;径流主要受降水影响,表现出年际变化和季节变化大的特征,最大年径流量为最小年径流量的2.13倍,最大月径流量为最小月径流量的6~12倍。     

海南不同林分地表径流特征分析

目的探讨桉树林、橡胶林和次生林3种森林地表径流的月动态以及不同雨量等级发生的地表径流规律,为准确评价3种森林水源涵养效益以及人工林可持续经营提供科学依据。方法在海南黎母山不同林分建立径流场,其中桉树林中有4个（F1、F2、F3、F4）,橡胶林有1个（F5）、次生林中有1个（F6）,从2010年4月到2011年3月进行地表径流观测,对比分析了3种森林类型地表径流特征,并借助G（2,1）模型基本思路以及sigmoid模型预测了月地表径流系数。结果（1）F1 ~ F6径流场全年地表径流量分别为230 、49 、170.1 、84.2 、340 、396.4 mm,其中雨季地表径流量分别占全年地表径流量的90.28%、91.61%、87.89%、92.74%、91.86%、90.88%。（2）各月地表径流量大小呈现相同的顺序,即F6 > F5 > F1 > F3 > F4 > F2。（3）雨季次生林地表径流总量是桉树林的1.75 ~ 8.11倍,橡胶林是桉树林的1.49 ~ 6.89倍。（4）单次降雨超过10 mm才会发生地表径流,地表径流随降雨等级而增大,大于60 mm的降雨量占全年总雨量的57.95%,而F1 ~ F6径流场产生的地表径流分别占全年地表径流量的84.92%、89.08%、82.14%、87.75%、79.56%、83.49%。sigmoid模型对雨季地表径流系数的预测精到高于旱季,但对2010年8月各径流场的地表径流预测偏差较大。结论该地区5年生桉树、6年生橡胶人工林的地表径流并不总是比次生林大,因此在评价人工林水源涵养能力时有必要考虑林龄和地理位置。      

降雨径流对江淮丘陵区农业流域磷素输出影响研究

选择位于安徽省滁州市城西水库上游的花山流域作为代表性流域,研究江淮丘陵区降雨径流对流域磷素输出的影响。2013—2015三个水文年高频次水量水质同步观测结果表明,流域出口断面径流总磷浓度和输出负荷与降雨、径流变化基本同步。研究期间49%和24%的水样总磷浓度超过地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ和Ⅴ类标准,水样超标主要发生在汛期雨洪过程。花山流域单位面积年总磷输出负荷分别为0.72、0.91 kg·hm~(-2)·a~(-1)和3.86 kg·hm~(-2)·a~(-1)。汛期和夏季总磷输出负荷占全年的比例分别为94%和80%。梅雨期间或台风雨期间单日磷素输出负荷最大值可达全年负荷的12%～18%。2013年和2015年梅雨时期总磷输出负荷占全年输出负荷约60%;2014年梅雨期总磷负荷输出比例仅占全年负荷的11%,受台风"麦德姆"影响,一次台风雨过程磷素输出负荷占全年负荷的22%。花山流域全年10%的时间内发生的5～10次雨洪过程中,约30%的直接径流输出的总磷负荷约占全年总负荷的50%。流域出口断面TP输出负荷主要受流量影响,建立了基于日平均流量的TP输出负荷预测模型。梅雨和台风雨形成的暴雨径流是江淮丘陵区花山流域磷素负荷输出的主要驱动因子。     

基于运动波方程的坡面降雨径流模型的应用研究

黑龙江西部半干旱区为我国主要的粮食生产基地,该地区降雨量少而集中,干旱和水土流失严重制约着当地农业发展。地表径流不仅降低了降雨利用率,而且也造成了该地区严重的土壤侵蚀。文章将运动波理论和Green-Ampt入渗模型相结合,建立了黑龙江省西部坡耕地降雨入渗产流的数学模型,并运用模型分别在不同耕作措施及不同土壤前期含水量条件下,对人工降雨径流过程进行了模拟计算。结果表明,计算径流过程与实测径流过程拟合较好。本研究对黑龙江西部农区水土流失防治具有一定的理论指导意义。     

元江干热河谷太阳辐射各分量及反照率变化特征

为了探讨干热河谷太阳辐射的特征,本文利用元江干热河谷稀树灌草丛通量塔上连续2年(2013年5月至2015年4月)辐射数据,对元江干热河谷稀树灌草丛植被林冠上太阳辐射(总辐射(Q)、反射辐射(Qα)、有效辐射(I)、净辐射(Rn))的日变化、季节和年变化特征进行分析,探讨了反照率(α)和I变化特征及其原因。结果表明: 该区域Q、Qα、I、Rn的年均辐射值分别为6 210.2、807.9、1 822.9、3 578.7 MJ/(m2·a)。雨季各辐射总量占年总量比例分别为52.9%、56.3%、39.1%、59.2%,除雨季I占全年的比例小于干季外,其他3个辐射分量占全年的比例均是干季雨季。α由于受雨季叶面积指数(LAI)增大和林冠郁闭度增加的影响,其季节变化特征表现为干季雨季,这是生态系统为缓解该区域尖锐的水热矛盾而长期进化的结果。Qα、I和Rn年分配率分别为13.0%、29.8%、56.9%,其中Qα和Rn分配率的季节变化均表现为干季雨季,而I的分配率特征与Qα和Rn的相反。干季I分配率的增加降低了地面和林冠温度,减少了生态系统水分流失,削弱了研究区域干季时水分的胁迫效应,避免了森林植被因水力结构破坏而引发的碳饥饿所导致的死亡,有利于元江干热河谷稀树灌草丛植被在干季生存和维持该生态系统平衡。由于元江干热河谷Q和Rn都较大且该地区降雨少,故人类活动及气候变化更容易影响该地区的生态系统平衡。      

干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分的影响

[目的]研究干热河谷植被覆盖对雨季地表径流和土壤水分变化的影响。[方法]对云南省元谋县的金沙江段干热河谷植被覆盖坡面及裸地进行雨季地表径流和土壤含水量的连续观测,并对观测数据进行统计学分析。[结果]植被覆盖能够显著减少地表径流量,对照小区（裸地）地表径流量是植被覆盖小区的22倍;植被覆盖下0-180 cm土壤含水量比裸地增加37.6%;植被覆盖提高了土壤深层含水量的稳定性,并保持土壤物理性质稳定;不同深度土壤不仅水分含量差异显著,而且土壤水分含量变化也明显不同。[结论]坡面植被覆盖能够明显改变土壤水文,维持土壤水分含量在较高水平,特别是20 cm以下的土层。     

兴安县降水气候特征分析

利用兴安县气象局1957—2017年的地面气象观测资料,统计分析该县降水(雨量及暴雨)的气候变化特征。结果表明,兴安县年雨量总体呈现缓慢增加趋势,年最多雨量2636.1mm,年最少雨量1174.7mm;雨量季节分布不均,雨季从3月开始,9月结束;夏季雨量占年雨量的48%,冬季雨量最少,占11%,汛期雨量占69%;雨量高峰月在5月,12月雨量最少;每月≥0.1mm的雨日都在9d以上,≥50.0mm的暴雨1—12月都有可能出现,但出现暴雨频次较高的是4—6月。     

能量平衡融雪模型在天山西向阳坡的应用(英文)

[目的]验证能量平衡融雪模型在天山西向阳坡融雪速率预测中的适用性。[方法]实验在天山积雪雪崩研究站进行。在天山西向阳坡设置了3个融雪水收集样点,测定每小时的融雪径流量。应用能量平衡融雪模型计算感热和潜热量,并对融雪速率进行预测。最后对预测结果的精确度进行了详细探讨。[结果]结果表明,感热通量和潜热通量分别占能量输入的13.4%和能量输出的15.1%。较低的Dv值和较高的R2值(分别为0.86、0.92和0.91)表明模型预测的融雪水当量与实测值一致。[结论]本研究证明能量平衡融雪模型是一个有效的融雪预测工具。     

渭河流域径流年内分配变化规律分析

在气候变化以及人类活动的影响下,河川径流的年内分配特征发生着相应的变化,直接影响水资源的开发利用以及生态系统的健康。以渭河流域上游北道站、中游咸阳站和下游华县站40多年的实测月径流资料为基础,研究了渭河流域径流年内分配的变化规律。通过计算径流年内分配不均匀性、集中程度、变化幅度等指标发现,渭河流域径流量具有显著的洪枯季节变化;20世纪90年代的径流年内分配特征出现了较大的变化,突出表现在汛期径流量的减少;径流年内分配的多项指标显示,渭河下游华县站的不均匀性、集中度及变化幅度均高于上中游的北道站和咸阳站。     

垦复措施对山地麻竹笋用林地表径流影响

通过测定南靖国有林场山地麻竹笋用林3种垦复措施的地表径流和泥沙含量,结果表明地表径流和泥沙含量都以实行全翻的竹林为最大,每年流失分别达30.37mm和234.45kg·hm-2,其次是带翻,最小的是对照;带翻与对照之间的差异不显著.地表径流量与一次性降雨量呈显著的指数函数相关;地表径流及其泥沙含量均具有明显的季节性,雨季大于旱季.     

Spatiotemporal Change of Agrometeorological Flood Disasters in Heilongjiang Province

Agrometeorological disasters severely impact agriculture in Heilongjiang Province.Flood is one of the main agrometeorological disasters in Heilongjiang Province.The temporal change in flood events in Heilongjiang Province from 1986to 2015 was studied using Mann-Kendall and Morlet wavelet methods,respectively.The results of Mann-Kendall analysis showed that the disaster rates of flood gradually stabilized from 1986 to 2015 with a confidence level of 99%.The Morlet wavelet variance analysis revealed that disaster rates of flood changed periodically at time scales of 3a,7a and 18a in Heilongjiang Province during1986-2015.The dominant period of the variation of flood disaster rate was about 18a over the past 30 years.The flood disaster rates were indicated in a positive phase during the period of 2016-2020 by the fitting curve of Morlet wavelet analysis.The annual average flood disaster indexes of single station,during 1986-2015 years were calculated,according to the precipitation data at 31 stations in Heilongjiang Province and the GIS software was used to analyze the spatial change in flood disasters in Heilongjiang Province from1986-2015.The results demonstrated that the southwest area of Heilongjiang Province was highly hazardous region of flood.The flood indices in the northern part of Songnen Plain and southwest of Heilongjiang Province presented the increment trends.