城市化背景下广东省综合单位线法的评估与修正

广东省综合单位线法作为一种在工程实践中得到广泛应用的单位线,由1983年前的雨洪资料分析综合得到,它反映了广东省城镇化之前的产汇流关系,但是目前针对其在城市化地区适用性评价与修正的研究较少。以广东省深圳市景田流域为例,基于景田水文站2011-2019年间的暴雨洪水记录资料,采用纳什效率系数、认同指数、相关系数等评价指标,对广东省综合单位线的适用性进行评价,通过Spearman秩相关系数法对重要参数进行敏感性分析,并基于拉丁超立方抽样法、约束最小二乘法等方法对广东省综合单位线法进行了修正。研究结果表明：景田流域自20世纪80年代后经历了快速的城市扩张,不透水下垫面所占比例已超过90%,广东省综合单位线法对该流域雨洪过程的刻画能力存在明显不足,提出的通过对重要参数进行率定以及对单位线进行修正两种方案都提高了模型的模拟效果。其中,针对小样本提出的基于网格搜索的交叉验证参数优化方法与约束最小二乘法的单位线修正方法,表现出良好的模拟性能,纳什效率系数、认同指数、相关系数等指标都有明显提高,较好地反映了景田流域的产汇流特性;相较于广东省综合单位线法的推荐单位线,经过修正的单位线表现出洪峰流量变大、...     

流溪河底栖硅藻群落结构的时空异质性及其影响因素

底栖硅藻能够较好地响应河流水环境变化,其群落物种组成与分布已被广泛应用于河流水质与生态状况的指示与评估。为了解流溪河底栖硅藻群落结构的时空异质性及其受河流水文与水质的影响,从上游到下游共设置了 20个样点,于2018年3月、6月、9月和12月进行季节采样和观测,采集底栖硅藻,同步测定了水体理化因子;在分析群落组成的基础上,进一步探究河流环境变量和空间变量对流溪河底栖硅藻群落的影响。结果表明,4次调查共检 出底栖硅藻276种,隶属于2纲、6目、9科、55属,底栖硅藻多样性具有明显的时空差异。在季节上,丰水期的物种丰 富度和真辛普森多样性指数高于枯水期。枯水期曲壳藻科的相对丰度超过50%,高于丰水期;而舟形藻科在丰水期 时相对丰度比枯水期高。在空间上,三级河流物种多样性最高,一级河流物种多样最低;一级河流和二级河流的优 势种主要以曲丝藻属的种类为主,三级河流的优势种主要以菱形藻属的种类为主。随着河流等级增加,曲壳藻科相 对丰度降低,而菱形藻科的相对丰度逐渐升高。冗余分析（RDA）表明,环境选择和空间要素对流溪河硅藻群落结构 均有显著影响,但营养盐水平比空间要素有更高的解释率。     

基于原型观测与DEM的强风化花岗岩小流域水文过程模拟

为了解华南花岗岩小流域特殊的产流机制,以土壤为砂壤土、基岩为强风化花岗岩的中山大学珠海校区滨海小流域作为研究对象,观测了2个分别代表森林、灌丛覆盖的5 m×10 m的径流试验场的产流过程和土壤含水率变化过程。观测结果表明超渗产流、优先流是试验场的重要产流方式,壤中流（尤其是在土壤-基岩界面上产生的壤中流）对试验场的总产流量也有较大贡献。在径流试验场原型观测基础上,建立了一个基于数字高程模型（DEM）的、包括地表径流、壤中流和基岩裂隙出流的三水源小流域水文模型。利用9次降雨径流过程对模型参数进行率定,利用4次降雨径流过程进行验证,模型的率定、验证均取得了良好的拟合效果。根据模型的模拟结果,在径流的起涨阶段地表产流贡献最大,而基岩裂隙出流对退水过程贡献明显。综合试验场原型观测结果与模型模拟结果得出结论：明显的壤中流和基岩裂隙出流是华南花岗岩小流域显著的产流特点。     

流溪河流域中长期汛期降雨量预报研究

随着气候变化和人类活动影响加剧,中长期水文预报有着重要价值。基于物理成因的多元回归法和基于时间序列分析的均生函数法为两类较为优越的中长期预报方法,将这2种方法应用于流溪河流域温泉人工湖雨量站汛期降雨量预报,结果表明,2种方法皆能够得到精度良好的模拟结果,均生函数法模拟精度更好。     

珠三角滨海小流域土壤水分吸力及特征曲线研究

珠三角地区的中山、珠海等地下覆基岩多是花岗岩,花岗岩风化形成的土壤砾、砂含量高,其土壤水分特征曲线特点鲜明,但相关研究较少。本文以中山大学珠海校区滨海小流域为研究对象,利用马尔文粒径分析仪分析了小流域内的土壤质地,得出小流域内土壤基本属于砂壤土或砂土;在此基础上,根据小流域内实测的土壤含水量、土壤吸力数据,分析了土壤含水量、土壤吸力的变化及其对降雨、蒸发的响应特点。通过对野外实测数据的分析,发现小流域内径流试验场中各个深度土壤水分特征曲线(包括吸水过程和脱水过程)总体上呈"L"型,且含较多细小颗粒土壤的水分特征曲线(脱水过程)在"低含水量、高吸力"区呈现出"反S"型,根据此特点提出用Gauss、Dose res ponse(Bi-dose response)等函数对土壤水分特征曲线进行拟合的方法,并取得了良好的拟合效果。     

南亚热带水库消落带土壤主要金属元素流失及其对沉积物磷释放的影响

磷从陆地向水体迁移以及沉积物内源磷的释放是水体富营养化的主要过程。南亚热带地区土壤富含铁,铁结合态磷是该地区土壤和沉积物中磷的重要组成部分,铁与磷的相互关系可能在该地区水体富营养化中扮演关键角色。本文比较了中国南亚热带地区31座大型水库消落带裸露土壤、表层沉积物和水体中的磷和主要金属元素(Al、Ca、Fe和Mn)含量或浓度。结果显示：沉积物与消落带土壤中各元素含量的比值依次为Mn>P>Fe>1>Al>Ca,与土壤铁和锰高的流失率相比,铝和钙基本无流失作用,铁和锰从流域土壤向水体和沉积物迁移可能是华南地区水体铁锰超标的重要原因。水库消落带土壤和表层沉积物总磷与铁含量显著正相关(p<0.05),且沉积物铁结合态磷含量占总磷的百分比显著高于土壤(p<0.05)。表明磷主要与流域土壤中的铁结合并共同迁移、沉降,最终汇入沉积物中。当Fe：P>70时,水体磷浓度基本低于20μg/L,水库处于中营养状态,表明表层沉积物中的铁能吸附水体磷并抑制磷释放,此时沉积物是磷的“汇”。当Fe：P<70,总磷含量与铁含量之间无显著相关性,水体磷浓度与沉积物铁磷比显著负相关( p<0.05),表明这些水库沉积物中铁对磷的吸附可能已开始饱和。暗示沉积物铁磷质量比为70可能是南亚热带水库沉积物开始由磷汇向磷源转化的关键阈值。     

鹤地水库叶绿素a时空分布特征及其与环境因子的关系

为全面了解鹤地水库水体富营养变化趋势及导致水体富营养化的环境因子,于2010-2015年2月、5月、8月和11月,对鹤地水库叶绿素a含量及主要环境因子进行测定,分析鹤地水库叶绿素a含量的时空分布特征,运用逐步回归分析方法探讨鹤地水库叶绿素a和环境因子之间的相关关系,建立逐步回归方程,并运用主成分分析法对影响鹤地水库水质的主要环境因子进行了分析。结果表明,鹤地水库叶绿素a含量在0.8~44.5μg/L,该水库处于富营养化水平;在时空分布上,叶绿素a含量季节变化表现为枯水期最低、平水期其次、丰水期相对较高;空间变化表现为河流区浓度较高,过渡区和湖泊区较低。运用逐步回归分析法建立的全库区叶绿素a回归方程为:Y_(Chl-a)=7.690X_(COD_(Mn))-32.587 X_(TP)-8.689(P0.001),影响鹤地水库叶绿素a含量的显著影响因子为高锰酸盐指数和总磷,总磷可能为浮游植物生长的限制性因子。主成分分析结果表明,影响水库水质的主要环境因子有透明度、氨氮、总磷、总氮和硝态氮。     

基于原型观测与DEM的强风化花岗岩小流域水文过程模拟

为了解华南花岗岩小流域特殊的产流机制，以土壤为砂壤土、基岩为强风化花岗岩的中山大学珠海校区滨海小流域作为研究对象，观测了2个分别代表森林、灌丛覆盖的5 m×10 m的径流试验场的产流过程和土壤含水率变化过程。观测结果表明超渗产流、优先流是试验场的重要产流方式，壤中流（尤其是在土壤-基岩界面上产生的壤中流）对试验场的总产流量也有较大贡献。在径流试验场原型观测基础上，建立了一个基于数字高程模型（DEM）的、包括地表径流、壤中流和基岩裂隙出流的三水源小流域水文模型。利用9次降雨径流过程对模型参数进行率定，利用4次降雨径流过程进行验证，模型的率定、验证均取得了良好的拟合效果。根据模型的模拟结果，在径流的起涨阶段地表产流贡献最大，而基岩裂隙出流对退水过程贡献明显。综合试验场原型观测结果与模型模拟结果得出结论：明显的壤中流和基岩裂隙出流是华南花岗岩小流域显著的产流特点。