新疆山区中小河流洪水预报模型及其应用

我国中小河流防洪标准普遍偏低,突发性洪水频繁,洪灾损失极为严重。选取新疆山区金沟河和奎屯河,通过MODIS遥感数据提取流域积雪覆盖率,并结合气象台站数据,基于SRM融雪径流模型、逐步多元回归模型和最近邻抽样模型,对流域进行径流模拟。结果显示:3种模型均能很好的模拟金沟河与奎屯河流域的径流过程,率定期与检验期Nash效率系数均达到0.7以上,且3种模型各有优缺点,说明融雪径流模型、逐步多元回归模型与最近邻抽样模型能够应用于金沟河与奎屯河流域的洪水预报,对新疆山区中小河流域防洪预警具有一定的指导意义。     

霍林河流域洪水径流演变规律及驱动机制研究

霍林河是松嫩平原西部地区科尔沁、向海和查干湖湿地的重要补给水源,其洪泛作用对流域洪泛区环境系统的景观维系起着决定作用。选取流域3个代表测站近50年来的年最大洪峰流量序列,分析流域洪水径流演变的规律及驱动机制,包括自然和人为干扰两方面,可以为流域防洪减灾及洪水资源化利用提供理论依据。霍林河洪水以雨洪型为主,洪水多发于降雨...     

石羊河流域径流量分布特征及对气候变化的响应——以西营河为例

利用1961-2009年石羊河流域西营河径流量和气象资料,分析了近49年来径流量变化趋势、年内分配特征及与气象因素的内在关系.结果表明:近49年来西营河径流量总体呈减少趋势,冬、夏季减幅大于秋、春季;90年代四季径流量衰减明显,特别是年、春、夏季径流出现明显突变;年径流量补给主要以汛期雨水补给为主,雨水补给比例在逐渐增加,冬季积雪融水对径流量的补给比例在减少;流域内降水量呈较小的增加趋势,但是夏季降水增幅不明显.气温呈明显升高趋势,特别是冬季气温趋势系数最大,受其影响蒸发量均呈增大趋势;径流量与6-9月降水量呈显著正相关,但与7、8月气温、蒸发呈显著负相关.分析了未来气温、降水变化在不同情形下对径流量的可能影响,表明气温对径流量的负效应占据着主导作用,汛期气温的升高且伴随着蒸发的增大使年总径流量减少,气候变暖总体不利于流域径流量的增加.     

海河流域近50年降水量时空变化特征分析

依据海河流域1960—2010年逐日降水资料,采用泰森多边形方法将各站点的降水量展布到全流域,并采用M-K法计算Kendall倾斜度,分析降水的时空变化特征。结果表明:时间上,海河流域总体降水呈减少趋势,春季降水虽然呈增加趋势,但仍是少雨季节,夏季降水变化趋势缓慢,少雨现象出现的频率相对较小,秋季降水逐渐减少,少雨现象出现的频率与春季相似,冬季出现极端降水情况,降水呈增加趋势,降水等级集中在极度少雨,另外,存在春夏连续少雨、秋冬连续少雨,甚至四季连续少雨的情况;空间上,整个流域年降水量由南向北逐渐减少,春季五台山、天津变化显著,夏季全流域降水量呈增加趋势,且渤海西南地区增加显著,秋季全流域中东部分降水趋势下降显著,冬季全流域降水上升、下降趋势变化均较缓慢。     

新疆呼图壁河流域水文特征分析

呼图壁河是天山北麓中段第二大河流,根据该河多年统计资料,从流域气候、径流、泥沙、水质等方面对其水文特性进行分析。得出呼图壁河径流年际变化稳定、年内分配极不均匀;洪水特征为峰高、量大且持续时间长。洪水传播时间与传播速度与洪峰流量的量级、区间来水河段特征、洪水类型及洪水特性等因素有关;河流泥沙年际变化较大,年内分配极不均匀,与径流的年内变化基本一致;受人类活动的影响,河流水质沿程有恶化的趋势。     

基于SWMM模型的西安市清河流域暴雨洪峰流量模拟

为探讨暴雨洪水管理模型（storm water management model,SWMM）在暴雨条件下对山区流域洪峰流量模拟的适用性,以西安市清河流域为例,在SWMM模型中分别构建了传统的集总模式和以DEM、流域水系为子流域划分依据的半分布模式。通过2016年几次典型降雨洪峰流量验证两种模式的可靠性,结果表明：集总模式与实测拟合程度较好,相对误差为6%,确定性系数为0.871。为了进一步检验集总模式的适用性,从径流过程角度去模拟,结果也令人满意,两场降雨的相对误差均为11%,两场降雨的确定性系数和纳什系数均高于0.8,表明有较好的模拟效果。由此说明,基于SWMM模型构建的集总水文模式适合于清河流域的径流模拟。最后,模拟了不同重现期下流域的径流过程。流量峰值出现在降雨开始后约1.5 h,10年一遇以下重现期径流变化相对稳定。该模型对当地水利部门评估极端降雨事件等方面具有一定的应用价值。     

基于实测暴雨洪水资料的流域水土保持工程对洪水特征影响程度估算

流域水土保持措施改变了下垫面条件,从而导致洪水洪峰和洪量减小。根据冷口以上流域以工程为主的水土保持措施特点,提出了采用水土保持工程修建前后两场相似大暴雨产生的洪水过程来估算水土保持工程蓄水容量的方法,计算出冷口以上流域水土保持工程蓄水容量约为7.8mm,并采用统计方法估算了水土保持工程措施集水面积约占全流域面积的73%。在此基础上,推求了冷口以上流域水土保持工程对历史洪水洪峰和洪量的影响程度。结果表明,水土保持工程对冷口以上流域历史洪水洪量的影响程度随洪水量级增加而减小,对洪峰的影响程度与暴雨的时程分配有关,对主雨峰靠前的洪峰影响程度大,对主雨峰靠后且前期有降雨的洪峰影响程度小。研究结果对于水土保持措施保水效益评价提供了参考。     

近60a黄河流域地表径流变化特征及其与气候变化的关系

利用气温、降水量和NCEP/NCAR地表径流资料,运用线性趋势系数、相关系数和不规则区域网格化方法,研究了近60a来黄河流域地表径流的变化及其与气候因素的相关关系。结果表明:1951-2010年整个黄河流域均为升温趋势,北部升温幅度高于南部;降水量正趋势主要位于黄河源区,中、下游地区为负趋势;地表径流变化在黄河源区(处于青藏高原)和河套北部(阴山南麓)呈现为增加趋势,其余广大的地区呈现为减少趋势;从不同年代的地表径流来看,不论是黄河源区还是广大的中、下游地区,上世纪60年代的径流量均是最高的,而二十一世纪10年代径流量是最低的;从整个流域来看,径流量与气温和降水均有较好的相关性。在黄河源区以外的流域内,降水与径流的关系好于气温,而在黄河源区则相反,不同区域差异的原因有待进一步研究。     

基于HEC-RAS模型的汉江上游庹家洲河段古洪水流量重建研究

准确掌握全新世特大古洪水流量,对于河流防洪减灾、水利工程建设和水资源合理开发调度具有重要的意义。文中利用HEC-RAS模型计算了汉江上游1983年、2005年和2010年的洪痕流量,与已有的研究成果相比,误差在5%以内。在此基础之上,利用相同的河流横断面和水文参数,选择合适的曼宁系数和河道比降,重建了汉江上游庹家洲河段的4期古洪水的洪峰流量,计算的古洪水洪峰流量符合Baker提出的流域面积和流域内特大洪水洪峰流量的关系。说明利用HEC-RAS模型来重建古洪水流量,准确、便捷、可行。其研究结果为重建古洪水流量提供了新的研究方法。     

1971—2011年汾河流域降水时空特征

基于汾河流域内154个雨量站1971—2010年的逐月降水量数据,利用GIS地统计模块和MK非参数检验方法,对汾河全流域及其上中下游4个空间尺度的降水量在年、四季和汛期的变化特征进行了分析。结果表明：时间上,汾河流域的年、夏季和汛期降水量均呈不显著的递减趋势,春秋冬三季降水量均呈不显著的递增趋势;空间上,由于地形原因,汾河流域上游与其他尺度的年、夏冬季和汛期降水量分布表现相反;汾河流域的年、夏秋季和汛期降水序列在20世纪70年代中后期（1979年居多）发生突变,之后降水基本呈不显著的递减趋势;春季降水量在1973年附近开始突变,80年代呈极显著增加趋势;冬季降水量在1973年附近开始突变,1999年后呈显著减少趋势。     

吉林省西部旱涝灾害的动态变化及其驱动力分析

本文在对吉林省西部近50年的数据资料统计的基础上,研究了吉林省西部旱涝灾害的动态变化规律,并对其驱动力进行了分析。研究结果表明,吉林省旱涝灾害呈上升趋势,特别是近20年大幅度上升。吉林省西部降雨量逐渐减少,蒸发量远大于降雨量,气温逐渐升高,是旱涝灾害逐渐加重的自然驱动力。由于人口的增加和土地利用方式的改变,使得吉林省西部生态环境恶化,旱涝灾害逐渐加重。     

540年来宁夏旱涝分区及演变趋势的诊断分析

应用近500年的旱涝史料和现代降水量资料,对宁夏引黄灌区、中部干旱带和南部山区三个区域进行时段为百年的旱涝特征及演变趋势的诊断分析;通过11年旱涝等级序列滑动平均来探讨其周期变化规律及变化趋势,采用交叉谱分析方法,得到了太阳活动对宁夏地区旱涝的影响尺度、幅度及响应时间,以说明旱涝变化与这些因素的相关程度;并采用功率谱分...     

近20 a新疆升温融雪(冰)型洪水频次时空变化及大气环流型分析

利用2000—2019年新疆升温融雪(冰)型洪水灾情资料,分析了近20 a融雪(冰)型洪水频次的时空分布和地域差异性,结果表明:北疆融雪型洪水频次占全疆的75%,主汛期在春季,集中出现在北疆西部北部区域,伊犁哈萨克自治州最多(新源县最多);南疆主汛期在夏季,融雪(冰)型洪水主要出现于昆仑山北坡,3月和7月是北疆融雪和南疆融雪(冰)型洪水的高发月份。20 a来南北疆春季融雪型洪水频次均呈增多趋势,后10 a融雪(冰)型洪水频次较前10 a均增多,增幅30%左右。阐明了新疆融雪(冰)型洪水的天气学分型,分析了伊朗副高东扩型、西太副高西伸型和新疆脊发展型三类大气环流形势,给出新疆升温融雪(冰)型洪水的高低空环流形势及天气系统配置。得出融雪(冰)型洪水发生前,100 hPa南亚高压呈单体型,100~700 hPa新疆受深厚高压脊控制,高空0℃层高度明显偏高,前期山区降水明显偏多。北疆需重点防范春季伊犁州的中低山体季节融雪型洪水,南疆则应密切关注夏季高山冰湖溃决型和积雪、冰川融水型两类融雪(冰)型洪水。     

1400-1899年渭河上游地区洪涝灾害与城市变迁初探

通过对历史文献资料的搜集、考证、整理和分析,对1400-1899年间渭河上游地区洪涝灾害的频率和时空分布特征进行了分析研究,发现在这500年内渭河上游地区洪涝灾害的发生频率总体上呈升高趋势,且沿着渭河流向由西向东各地洪涝灾害的发生次数逐渐增加。为了探求渭河上游地区城市的兴衰变迁与洪涝灾害的关系,文中将该地区的城市修筑和洪涝灾害在时间上的频次变化趋势进行了比较,并就每个城市的修筑次数与洪涝灾害的发生次数进行了分别比较。结果表明:在这500年内城市修筑的频次变化与洪涝灾害发生的频次变化大体一致,洪涝灾害发生频次高的时段对应的城市修筑频次相应较高,只是在时间上略微后移,这正好说明了洪涝灾害的发生与城市的修筑之间存在一个时间差;渭河上游地区各城市的洪涝灾害次数与修筑次数成正相关关系,即洪涝灾害次数多的城市,其修筑次数相对较多。由此可见,洪涝灾害是渭河上游地区城市兴衰变迁的最主要原因之一。因此,试图分析了历史时期渭河上游地区城市的防洪对策,主要有加固城池、筑堤植柳,甚至迁建城垣。     

明代河南大水灾城洪涝灾害时空特征分析

大水灾城灾害是洪水灾害中的特大水灾,通过相关资料的搜集整理,对明代河南大水灾城灾害时空特征进行了分析。结果表明:明代河南大水灾城洪水灾害共发生101次,平均每3.65年发生一次。1580、1470、1530、1590年代灾害最为频繁。灾害季节性强,主要集中在夏秋两季,具体为农历的6、7、8、9月间。主要为河灌型灾害,占水灾总次数的46%,河溢型、雨灾型各占水灾总次数的35%、19%。明代河南有64个州县发生灾害,约占全省的61.5%,祥符、睢州等受灾最为严重。处于黄河南泛区的开封府、归德府受灾严重,南阳府、汝宁府,受灾最轻。总体特征为东部密、西部疏;黄河沿岸及其泛区、沁河流域、伊洛河下游密,其他流域及支流疏。黄河南泛河道不固定、泛溢无常,以及太行山东南缘河道短促,暴雨集中、宣泄不畅等是灾害频发的主要原因。     

黄河干流输水能力对南水北调西线调水量的影响

本文针对黄河干流防凌、城市防洪、平滩流量的约束,计算常流量下的干流最大可能输水能力,结合干流节点不同来水频率,得到相应来水频率下的南水北调西线最大可能调水量。可为南水北调西线工程规划和调度提供参考。     

气候暖干化背景下黄土高原旱涝时空演变特征

选取58个国家气象基准站1960-2010年逐年降水资料,采用Kriging插值、Mann-Kendall检测及Morlet小波分析等方法,对该区降水及旱涝时空特征进行分析。结果表明：黄土高原暖干化趋势明显,气温、降水突变年份分别在1995年、1990年左右。旱涝等级呈上升趋势,尤以半湿润区最为明显。干旱区发生旱、涝频率最高,涝情略微严重,但干旱更易发生,大旱频次高值中心分散分布,洪涝发生频率西部低、中部高。该区旱涝情势存在多尺度的周期变化,25~30 a的振荡最强,推测涝期即将结束,旱期将要开始。研究成果可为黄土高原旱涝灾害防御提供参考。     

Understanding the impact of mountain landscapes on water balance in the upper Heihe River watershed in northwestern China

Estimating the impact of mountain landscape on hydrology or water balance is essential for the sustainable development strategies of water resources.Specifically,understanding how the change of each landscape influences hydrological components will greatly improve the predictability of hydrological responses to mountain landscape changes and thus can help the government make sounder decisions.In the paper,we used the VIC(Variable Infiltration Capacity)model to conduct hydrological modeling in the upper Heihe River watershed,along with a frozen-soil module and a glacier melting module to improve the simulation.The improved model performed satisfactorily.We concluded that there are differences in the runoff generation of mountain landscape both in space and time.About 50% of the total runoff at the catchment outlet were generated in mid-mountain zone(2,900-4,000 m asl),and water was mainly consumed in low mountain region(1,700-2,900 m asl)because of the higher requirements of trees and grasses.The runoff coefficient was 0.37 in the upper Heihe River watershed.Barren landscape produced the largest runoff yields(52.46% of the total runoff)in the upper Heihe River watershed,followed by grassland(34.15%),shrub(9.02%),glacier(3.57%),and forest(0.49%).In order to simulate the impact of landscape change on hydrological components,three landscape change scenarios were designed in the study.Scenario 1,2 and 3 were to convert all shady slope landscapes at 2,000-3,300 m,2,000-3,700 m,and 2,000-4,000 m asl respectively to forest lands,with forest coverage rate increased to 12.4%,28.5% and 42.0%,respectively.The runoff at the catchment outlet correspondingly declined by 3.5%,13.1% and 24.2% under the three scenarios.The forest landscape is very important in water conservation as it reduced the flood peak and increased the base flow.The mountains as "water towers" play important roles in water resources generation and the impact of mountain landscapes on hydrology is significant.     

临汾市农业自然资源灰色关联聚类分析

采用灰色系统理论中的灰色关联聚类分析的方法,对山西省临汾市17个县市的农业自然资源进行了聚类评价。结果表明:临汾市可划分为五个农业自然资源区域,且农业自然资源的分布大致呈现纬度低的地区优于纬度高的地区、盆地优于山区、农村优于市区、东部山区优于西部山区的趋势。同时还显示出,采用灰色关联聚类的方法计算简捷,结果直观清晰,可用于农业各领域的综合评价与区划。     

玉龙喀什河和喀拉喀什河出山径流变化及其影响因素分析

塔克拉玛干沙漠周边地区近40 a来年气温和年降水有明显的上升趋势,位于沙漠南端以西昆仑山冰雪融水和山区降水为补给的玉龙喀什河和喀拉喀什河出山径流理应上升,利用研究资料分析表明这两条河的出山径流存在下降的相反趋势,夏季温度是玉龙喀什河与喀拉喀什河径流量维持稳定的主导因子,而山区夏季降水量的减少则导致玉龙喀什河与喀拉喀什河年径流量呈现减少趋势。