水文网络模型在分布式流域水文模拟中的应用

科学准确地利用水文对象之间的拓扑关系是描述水流空间分布的主要因素。选取合适的计算方法建立各要素之间的拓扑关系是进行水文网络模拟的关键。通过对流域内空间地理特征要素和流域水文网络拓扑关系进行分析,并对水文网络模型在分布式流域水文模拟中的应用进行了概述,然后以大凌河流域为例,利用水文网络模型对研究流域内的河网水系空间分布进行研究探讨。结果表明:研究流域内水流空间和时间分布可利用水文网络模型进行模拟分析,其结果与实际情况大致相符,可靠度和精确性良好。     

基于RS与GIS技术的分布式水文模型模拟径流变化刍议

基于遥感和地理信息系统技术的分布式水文模型是目前水文模拟发展的主要方向。分析了分布式水文模型、遥感和地理信息系统技术在流域径流模拟过程中的结合点,并针对流域径流要素对土地覆被和气候变化响应过程为目的,讨论利用分布式水文模型研究土地覆被和气候变化下径流响应过程的一般方法。     

渭河中游气候变化及其对水文要素的影响

为了探究渭河中游气候变化及其对水文要素的影响,基于渭河中游1970-2017年气候与水文要素资料,运用线性回归、Mann-Kandall检验、小波分析等方法分析了50年来气候及水文要素的时空变化趋势、周期及突变特征。采用双累积曲线法判定径流量突变点,累积量斜率变化率法探讨了气候变化与人类活动对径流量变化的影响程度。结果表明:渭河中游年均气温、气压、水汽压和潜在蒸发量分别呈0.349℃/10 a,0.96 hPa/10 a,0.11 hPa/10 a,2.66 mm/10 a的上升趋势;风速与大气相对湿度每10 a呈-0.16 m/s,-0.65%的下降趋势,各气候要素冬春季节的变化幅度更大;除水汽压外各气候要素均存在明显的周期变化;气温、水汽压及大气相对湿度分别在1996年、1983年和2003年发生显著突变。水文要素中径流量与降水量呈显著下降趋势。气候要素与水文要素的变化有较强相关性。人类活动对径流量减少的贡献率大于气候变化的贡献率,但气候变化的贡献率近年来有增长趋势。     

田林老山中山杉木人工林水文作用的研究

1982～1990年,对田林县老山林场中山杉木人工林及草坡地的水文要素进行定位对比观测研究。结果表明,杉木林冠对大气降雨量的截留、再分配;林分对增加林地枯枝落叶量与容水量,改良土壤物理特性,增加土壤蓄水等方面具有显著的水文生态效益。     

流域森林植被水文生态效应研究展望

对流域森林植被的水文效应及其与流域水资源关系的研究,多少年来受到各界学者关注,并取得了显著成果。但森林与水的关系问题十分复杂,二者的关系除受到流域森林植被本身高度异质性的影响外,地形、地质、土壤类型、植被等的空间变异性,气象通量诸如降雨、入渗和蒸发等的时空变化性,以及研究方法和尺度对研究成果也有着限制性影响。在综述近年来相关方面研究的基础上,就当前森林水文研究中的若干定论与争议做出分析,并对今后的研究做出展望：进一步完善流域内各类型森林景观要素的水文效应研究,探索水文效应敏感型流域森林植被景观格局及其动态特征指标,深入研究流域河岸带森林植被的水文生态效应,加强森林植被水文效应的区域性对比和跨尺度整合研究     

多元自回归模型在区域中长期水文预报中应用研究

采用多元自回归模型,综合多要素对辽宁西部区域中长期水文进行自回归预测。研究结果表明:多元自回归模型相比于单一自回归模型,可综合考虑多个要素对自回归方程求解目标的影响,提高模型收敛和求解精度;在区域中长期水文预报精度也明显好于单一回归模型,相比于单一模型,多元自回归模型预测的降水和水量值与实测值之间的相关系数均值分别提高0.20和0.31。研究成果对于区域中长期水文预测方法提供参考价值。     

流域拓扑关系建立方法研究

水文网络模型是地理信息系统对流域实际河网水系的一种规范化描述,能够完整反映出流域水文地貌要素的拓扑关系.利用DEM提取流域河网信息,在此基础上尝试建立能够完整反映流域水文地貌要素拓扑关系的矢量流域水文网络模型,并以此探讨流域汇流关系的演算方法.并使用县南沟流域数据进行实验,检验方法的有效性.     

行政村地名分布与自然地理要素关系的初探——以毛乌素沙地与黄土高原交界地区为例

地名作为对地表特定地域空间的指称,可以反映特定时期地域的地貌、水文、植被等自然环境特征。以位于毛乌素沙地与黄土高原交界的榆林地区5个市(区)县的1 704个行政村名作为离散点,在ArcGIS中进行核密度分析(Kernel Density)和多距离空间分析函数(Multi-Distance Spatial Cluster Analysis)分析,并对地名蕴含的自然地理要素信息进行了分类统计和特定自然要素地名的缓冲区分析(Buffer)。结果表明:区内行政村的分布总体呈现显著的集聚分布,其中榆阳区和横山区的聚落密度最高。1 704个行政村名与自然要素有关的为1 542个,占85.97%。其中以水文类要素命名的地名最多,占41.73%; 地貌类的地名占31.04%,此外还有与方位、植被、颜色等要素有关的地名。水文类地名的分布可以指示环境变化。部分水文类聚落点与现代河流湖泊距离较远,可能与近两千年来气候总体呈干冷趋势发展,有关风沙活动加强,地表水环境恶化,一些河流流量减少甚至消失有关。     

基于GIS的冀北接坝山地地形特征数值研究

在地理信息系统的支持下,以河北丰宁小坝子为研究区域,利用ArcGIS9.3的空间分析功能,对研究区地形因素空间分布规律进行了研究。研究结果包括:采用等高线数据建构DEM,并基于DEM进行空间坡度、坡向、起伏度分析,得到研究区地势起伏度在0—265.5 m之间;进一步对水文要素进行研究,计算得到水文网密度。研究结果较准确地表达了小坝子的总体地形特征,可为当地地理分析及环境评价等提供基础数据,也可为当地沙漠化研究提供地形分析数据。     

大凌河源头区域水文特性分析

大凌河流域源头区域是大凌河径流的主产区,分析其水文特性,对大凌河沿岸城市防洪、水资源开发利用具有指导意义。利用1957—2016年共60a系列降雨、径流、泥沙资料,统计水文特性。分析水文要素年内、年际变化规律。分析结果表明:长期变化趋势都呈现不同程度的衰减趋势,降雨量的衰减最小,径流量的衰减较大,输沙量衰减最大。     

黄土区小流域水土保持措施水沙关系演变特征

以黄土丘陵沟壑区水土保持综合治理示范流域韭园沟及其对比流域裴家峁沟为研究对象,基于韭园沟和裴家峁沟1986—2015年长序列水文泥沙数据,采用累积距平法和Mann-Kendall趋势检验法分析水文泥沙要素的变化趋势,针对存在显著变化趋势的水文泥沙要素采用Mann-Kendall突变检验方法识别突变时间,并通过Kendall相关系数分析要素之间的相关性,分别计算韭园沟和裴家峁沟的降水—径流—输沙关系,分析流域产流产沙能力的变化,探讨不同水土保持措施下的黄土区小流域水沙关系演变特征。结果显示：韭园沟年输沙量仅为裴家峁沟的5.35%,表明水土保持工程措施可大幅度减少流域出口断面输沙量;生物措施在短期内即可明显改善流域径流调节能力,流域固沙抗蚀能力则随着退耕还林后林草逐年生长渐增,说明退耕还林具有可持续的环境价值。     

水文地貌关系正确DEM的建立方法

 水文地貌关系正确DEM(hydrologically correct DEMs,Hc-DEM),是指符合水文地貌学基本原理,正确反映水文要素(水流方向、水流路径、水系网络、流域界线等)与地貌特征发生和位置关系的DEM。区域尺度水文和土壤侵蚀等研究中,地形因子参数只能利用DEM来提取,为了准确反映地面形态,有效提取地貌和水文特征因子,建立Hc-DEM是必需的。笔者对Hc-DEM的概念、建立方法进行了讨论和介绍;以黄土高原为例,提出了利用多种比例尺数字地形图和ANUDEM软件建立DEM的关键参数;通过与TIN方法建立的DEM的比较,对所建立的DEM进行了简要评价。研究表明,利用我国已有的数字地形图和ANUDEM软件,可以建立Hc-DEM,为流域水文和区域尺度水土流失定量分析模拟、区域尺度植被适宜性评价等研究提供更加直接的数据支持。     

基于GIS的石羊河流域地下水位变化情况分析

水资源管理研究与各水文要素的空间运动密切相关,GIS由于其强大的空间分析功能近年来被广泛运用于水文信息的空间分析研究中。基于GIS平台,利用自动化测报系统收集的实时数据,可实现对监测区域内水文空间信息的实时分析,有效解决人工分析不及时、繁琐费力、展现不直观等问题。基于Arc GIS软件平台,利用石羊河流域水资源调度管理信息系统采集的实时数据,通过反距离加权插值法对石羊河流域地下水埋深进行插值分析,绘制石羊河流域地下水埋深等值线图,实现了石羊河流域地下水位变化情况的直观展现。     

1970-2016年气候变化对渭河源头清源河流域降水和地表径流的影响

[目的]探究1970—2016年渭河源头清源河气温、降水、径流变化特征及相互关系,为明确该区域气候变化对降水和径流的影响及模拟研究径流演变过程提供依据。[方法]在分析气候要素变化和径流等年际变化规律和相互关系的基础上,采用3种气温修正气候水文模型与流域基本水文模型相比较的方法研究气候变化对径流的影响。[结果]1994—1995年是清源河流域主要气象水文要素变化的分界线,1970—1994年,流域年平均气温、年降水量、径流量变化不大;1995年之后,气温持续升高,而降水、径流则出现了整体降低趋势,2010—2016年平均温度比1970—1974年升高0.9℃,升幅15.79%;年降水量、径流量分别减少13.48%,31.82%。3个气候水文模型MQPT_1-1,MQPT_2-1和MQPT_3-1对年降水—径流过程模拟精度均比一般水文模型高,尤其是气温扰动法修正模型MQPT_2-1平均模拟误差仅为3.03%,比不考虑气候变化的流域水文模型精度提高11.62%。[结论]渭河源头清源河小流域近50 a气温变化对径流影响非常明显,尤其是1995年之后;在径流模拟分析中必须考虑气温等主要气象因子的影响。     

威宁县茶叶种植区土地适宜性分析

立足贵州省山区,以威宁县茶叶种植区为研究区,运用系统论多因素分析方法,基于种植区35个有效土样检测相关数据,结合研究区气候、地形、水文等要素建立综合分析评价体系。参照茶叶生长最优自然条件要求,逐项分析贵州山区地理各要素对培育优质茶叶的优势和劣势。研究表明,贵州山区得天独厚的自然条件能够孕育高品质茶叶,并提出山区的茶叶种植应尽量考虑布局于区域内有河流经过的山间谷地地区。     

田林老山常绿落叶阔叶混交林气候及水文效应的研究

运用对比研究方法,于1982～1990年,对田林老山常绿落叶阔叶混交林及草坡地的主要气象和水文要素进行了定位观测研究,并对所得的数据进行了统计回归分析。结果表明,常绿落叶阔叶混交林在减缓气温和地温振幅,提高空气湿度,减少物理蒸发等方面具有极显著的气候生态效应;对大气降雨量具有截留、再分配,消减地表径流,防止土壤冲刷,水源涵养等良好的水文效应。研究结果说明,常绿落叶阔叶混交林在维护山地中海拔生态平衡中具有重要的作用。     

水文模型研究进展及发展方向

概述了水文模型的发展历程,着重对分布式水文模型等现状研究重点进行了介绍。通过对水文模型研究现状的分析,指出GIS、RS技术与水文模型研究有机结合、水文过程物理规律、水文尺度问题及水文模型与其他系统模型的耦合研究是今后水文模型研究的重要发展方向。     

干旱区流域水文生态系统质量综合评价研究--以新疆自治区玛纳斯河流域为例

根据玛纳斯河流域水文生态现状和存在的主要问题,构建了由3层19项指标组成的综合评价指标体系;基于层次分析法进行了指标权重分配,确定了评价标准和两级模糊综合评判法,并以玛纳斯河流域为例进行了实例验证。结果表明,水文气象要素和生态环境要素对玛纳斯河流域水文生态系统质量影响较大,两者对很差级别的隶属度分别高达38.4%和47.0%,而社会经济要素相对较好,对良级别的隶属度高达59.2%,总体来说该流域水文生态系统质量较差。评价结果与实际情况基本相符,说明层次分析法和两级模糊综合评判法在干旱区流域水文生态系统质量综合评价中具有一定的应用价值。     

数字化水文要素过程线的绘制与应用

应用计算机软件技术按照常规人为绘图方式将降水、水位和流量进行数字化绘图,对实时水情和历史洪水水文要素过程线可以直观显示线形、随意左右平移、放大、显示鼠标所在点的各种水文信息,如时间、降水量、水位、流量以及水势等,对指导水文测验、水资源调查评价、水情分析预报十分有利。     

北京市山区小流域主沟道水文地貌调查与分级

以北京山区小流域主沟道为研究对象,研究小流域主沟道水文地貌调查要素及分级方法.以沟道河床、河岸及缓冲带、河滩地、河流整体为主要调查与评价因子,将北京山区小流域主沟道水文地貌划分为极好（Ⅰ级）、好（Ⅱ级）、中等（Ⅲ级）、差（Ⅳ级）、极差（Ⅴ级）5个等级,并对开展水文地貌修复工程的7条小流域和全市567小流域主沟道进行分级,结果表明：全市山区567条小流域,调查主沟道总长度为4 258 km,属于Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级的沟段长度比例分别为64.85％、14.02％、9.56％、8.76％和2.81％,其中Ⅱ级及以上的沟段长度占到总长的78.87％.研究成果将为北京市及全国河流水文地貌生态修复、生态清洁小流域建设提供重要参考.