流域水文模型中面雨量的空间插值

以汉江褒河流域上游的江口地区为例,对流域水文模型中子流域面雨量的空间插值方法进行了比较,并应用三水源新安江模型对江口流域的日流量过程进行了模拟,模拟结果表明,在利用一般的面雨量处理方法,反距离加权法（IDW）,克立格插值法（Kriging）及引入面积权重的泰森多边形面雨量处理方法等4种方法中,引入面积权重的泰森多边形面雨量处理方法取得了较其它三种方法更好的精度,在面雨量的处理上这种方法具有一定的优势。     

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。     

基于AnnAGNPS模型的大宁河流域泥沙输移比评价

选择三峡库区大宁河流域为研究区,基于流域土地利用、土壤、地形及11个气象站8 a气象数据等资料,利用分布式流域评价模型-AnnAGNPS研究了流域泥沙输移特性.结果表明,大宁河流域多年平均输沙量自上游巫溪站的1.25×106t/a,沿程递增至大昌站的1.81×106t/a,大昌站以下增加缓慢,到流域出口为1.95×106t/a;东溪河和巫溪站以下至大昌站的大宁河干流左岸区间是两大产沙集中区;全流域SDR值为0.30,各子流域SDR值变化范围为0.376～0.531,与相关文献研究结果一致;干流控制站SDR值与流域站点控制面积呈负相关关系(r2=0.73),但这种关系在各支流上不明显,这是由于各子流域地形、土壤、土地利用和降雨量空间异质性都很大,表明对于不同的流域,仅用SDR值与流域面积关系无法确切计算其SDR值.     

泾河流域径流-泥沙的尺度效应研究

[目的]分析泾河流域径流和泥沙的尺度效应,并通过突变检测确定突变时间点,对比突变前后水沙尺度效应的变化,为气候变化和人类活动对水沙尺度效应研究提供支持。[方法]收集整理了泾河流域1958—2013年的水沙资料,基于流域水沙异源的特性,将流域分成南北两个分支,分别探讨2条分支水沙的尺度效应,并通过Mann-Kendall突变检验方法计算出突变时间点,对比突变前后尺度效应的异同。[结果](1)南北两分支的径流—泥沙之间的尺度效应具有反向关系。北支(洪德—张家山)的产流模数随面积增加表现为线性增加,南支(三关口—张家山)的产流模数随面积增加表现出对数函数关系,随集水面积增大产流模数先快速减小后缓慢减小。北支的产沙模数随面积增加表现为线性减少,南支的产沙模数随面积增加表现出幂函数关系,即随面积增大产沙模数先快速增加后缓慢增加;(2)突变后水沙都比突变前出现了不同程度的减少,突变前后水沙的尺度效应大部分具有相同的拟合函数关系式,仅南支的产沙模数由突变前的最优二项式函数拟合转变为突变后的线性函数。[结论]气候变化和人类活动的共同作用不同程度的改变了泾河流域径流—泥沙的尺度效应。     

1981—2013年桃江流域径流与泥沙模拟研究

[目的]探讨人类活动对桃江流域水文过程的影响,为赣江源区的生态保护与可持续发展决策提供一定依据。[方法]利用1980,2000,2015年3期土地利用数据,结合SWAT模型模拟桃江流域1981—2013年的径流与泥沙,分析土地利用方式对土壤侵蚀的影响,并定量评价居龙滩水电站的拦沙效应。[结果](1)SWAT模型能够较好的模拟桃江的径流与泥沙,其中月径流模拟的Ens为0.92,月泥沙模拟的Ens为0.8;(2)1980—2013年土地利用变化对桃江径流和泥沙的影响很小;(3)桃江流域以轻度侵蚀为主,草地侵蚀模数最大,林地绝对产沙量最大;(4)居龙滩水电站对桃江的泥沙具有较强的拦截作用,2007—2013年预计拦沙量为7.78×10~6 t,约占桃江流域输沙总量的77.5%。[结论]土地利用变化不是引起桃江流域径流和泥沙变化的主要原因,但居龙滩水电站的建设对桃江泥沙影响显著。     

基于移动趋势面的降水面雨量分析

在分析现有面雨量计算方法及降水站点相互关系的基础上,采用移动趋势面分析法对已知站点降水进行拟合,建立区域降水三维模型。并通过某地区62个雨量站点的年降雨量进行了实例演示,通过比较已知站点实际降雨量和拟合降雨量,发现最大相对误差为8%,平均相对误差为5.1%,不仅满足实际需要,而且形象直观地反映该地区降水量变化趋势。     

鄱阳湖流域日降雨的侵蚀性雨量标准研究

确定日降雨的侵蚀性雨量标准是提高基于日降雨数据的降雨侵蚀力模型计算精度的重要前提.利用鄱阳湖流域降雨数据,采用最小偏差法,确定该流域日降雨的侵蚀力雨量标准.结果表明:(1)鄱阳湖流域次降雨的侵蚀性雨量标准为14.0 mm,降雨侵蚀力偏差系数为1.8％,土壤侵蚀损失率2.8％,降雨场次错选度为14.9％.(2)流域内各站...     

不同时间尺度濂水流域水沙变化及其驱动因素分析

为深入分析流域水沙变化特征及其驱动因素,揭示水沙变化机理机制。以赣南濂水流域为研究区,基于1965—2020年的水文气象数据和土地利用数据,在年尺度和场次暴雨尺度,利用Mann-Kendall检验法、累积距平法、水沙关系曲线、经验统计分析法等,分析水沙变化特征,建立不同时期水沙关系,并定量评估降雨变化和人类活动对水沙变化的贡献率。结果显示：(1)在年尺度,流域径流深、输沙量分别呈非显著下降和极显著上升趋势,突变年份分别为1998年和1995年。(2)与基准期相比,变化期不同时间尺度的径流深和输沙量波动更大,且水沙相关性均增强,表征外界人为干扰的参数(a)和河流本身输沙能力的参数(b)均增大。(3)在年尺度和场次暴雨尺度,降雨变化和人类活动对径流减少的贡献率分别为-1.1%,101.1%和30.2%,69.8%,对输沙增加的贡献率分别为0.5%,99.5%和-2.0%,102.0%。研究成果可为流域的水沙合理调控及生态可持续发展奠定基础。     

流域侵蚀产沙物理成因模型评述

回顾了国内外流域侵蚀产沙模型的发展过程 ,对各类产流产沙模型的特点进行了比较。介绍了物理成因模型的概念及当前研究工作中存在的问题     

大理河流域不同时间尺度水沙变化影响因素及趋势研究

近几十年来黄河中游水沙特征有所改变,以黄河中游典型流域大理河为例,通过分析流域气候及下垫面变化.探求流域产流、产沙量变化的原因及趋势.结果表明:流域水土保持措施的减水、减沙效益从1972年后开始显现,1960年代至1990年代,大理河流域产流、产沙量出现了一个先减少再增大的过程.以1960年代为基准,1970年代降雨与下垫面产流能力对流域产流量减少的影响比较接近(51.7%.42.2%),而在1980,1990年代降雨的影响要小于下垫面产流能力的影响(1980年代为27.0%,64.1%;1990年代为38.4%,54.9%);但在汛期尺度上,降雨、下垫面产流能力对流域产流量的影响此消彼长,随时间变化看不出什么规律.受气候以及水土保持措施等的影响,未来大理河流域多年平均尺度下流域产流量、产沙量将会减少,但在某些小的时间尺度(次暴雨)内的产流量、产沙量将有增大的可能;水力侵蚀将会减少,但风力侵蚀却有加强的趋势.     

雨季不同时段蒋家沟泥石流侵蚀产沙特征的分析

根据雨季不同时段,降雨入渗后的土壤含水状况观测以及泉水季节性变化,详细分析了蒋家沟1987-2001年雨季不同时段的167场泥石流侵蚀产沙的特点。结果表明:在雨季中期(7-8月),无论是泥石流暴发频率、产沙量还是规模都是最高值,分别占总样本的70.65%和占总产沙量的78.88%。雨季初期(5-6月)和雨季后期(9-10月)的泥石流,分别占总产沙量的16.16%和4.97%。雨季初期5月的雨沙比(R/s,mm/万m3)高达82.26,6月为3.49;而雨季中期的7月R/s仅为1.32,8月为1.67。这一研究可提高雨季不同时段泥石流降水警戒值确定的精度。     

云南省盘龙河流域河流输沙率变化的多时间尺度分析

对云南省盘龙河流域55年来的河流输沙率进行复值Morlet小波变换,通过分析输沙率变化的小波变换结果研究其多时间尺度特征。结果表明：盘龙河流域悬沙输移率从1951年以来总体呈波动上升趋势,且存在多时间尺度特征,有4、7、22年的振荡周期,其中22年的振荡周期最为明显,贯穿整个研究时段,而4、7年时间尺度却局部性特征很强。以小波系数实部图上的零点作为判据,且以主要周期附近的小波系数实部值进行突变分析得知,对应于4年尺度的突变有27年,7年尺度的突变有16年,22年尺度的突变有5年。     

Conceptual Models and Budgets for Sediment Management at the River Basin Scale (12 pp)

Background, Aims and Scope   Sediment management in rivers basins has tended to deal with local issues associated with either excessive amounts of sediment (clean and contaminated) or sediment deficit. With sediment management increasingly needing to address both sediment quantity and sediment quality issues, it is becoming increasingly apparent that for sediment management to be effective the river basin represents the most appropriate scale for consideration. Although local and site-specific sediment issues are still likely to be the main scales at which interventions are made they need to be placed within a broader context and with full appreciation and consideration of their impacts within the river basin. This paper describes some of the reasons why the river basin scale represents the most appropriate scale for sediment management, while recognizing the needs for site-specific interventions. It also describes the development of conceptual river basin models (CRBM) for sediment. Main Features   A CRBM should identify, in a conceptual framework, the relevant key environments (subsystems) within a river basin and the interrelationships between the environments. From a sediment perspective, key information includes the identification of sources of sediment (and associated contaminants and nutrients), the pathways of sediment and contaminants within and between the various environments, and the role of storage elements. Additional information that informs the CRBM includes, the assessment of sediment fluxes (including storage), the residence time of sediment storage, and information on exchanges between sediment and contaminants, although such information is often not available at the scale of the river basin. An example of a CRBM for sediment for a hypothetical river basin and examples of several sediment budgets (for basins in USA and Zambia, and for Europe) are presented which are based on data and information on sediment sources, sediment fluxes and storage. These are discussed and some of the advantages and disadvantages for decision-making for sediment management are described. Conclusion and Recommendation   Conceptual frameworks and models for sediment offer considerable potential for certain stages of the management process. They are, however, only part of a much larger decision-making process, which involves, amongst other things, stakeholder participation, evaluation of the appropriate legislation and guidelines, and the use of risk assessment and societal cost-benefit analysis.     

流域侵蚀产沙模型与农业面源污染模型研究综述

土壤侵蚀和农业面源污染是普遍存在的一种现象。国外对于侵蚀产沙的研究开始较早,目前已经有一些成熟的分布式产沙模型,而且有一些成熟的分布式产沙模型已经耦合了农业面源污染模型。国内对侵蚀产沙模型的研究起步较晚,农业面源污染模型只有一些统计型模型,尚没有侵蚀产沙和农业面源污染相结合的模型。系统评述了当前的侵蚀产沙模型和农业面源污染模型,并对存在的问题、今后的发展方向及GIS、RS技术在该领域的应用等提出了一些看法。     

不同时间尺度孤山川流域水沙关系变化及驱动因素

以黄土高原孤山川流域为研究区,采用Mann-Kendall趋势检验和Pettitt突变检验分析年际尺度水沙变化趋势和突变年份。结果表明:孤山川径流量和输沙量于1965—2014年呈现极显著减少趋势(p<0.01),突变年份为1979年和1996年,据此将研究时段划分为基准期(1965—1979年)、过渡期(1980—1996年)和效益期(1997—2014年)。同基准期相比,过渡期年均径流深和输沙模数分别减少34.11 mm和401.48t/km^2,效益期减少65.05mm和213.09t/km^2。径流深低于10mm时,水沙关系较为离散;高于该值时,水沙关系变化相对稳定。过渡期人类活动的减水减沙贡献率分别为79.12%和86.45%,效益期人类活动减水减沙贡献率分别为86.45%和87.45%。