浙江省平原河网地下管道灌溉典型模式

浙江省平原河网地区地下管道灌溉发展比较快,在实践中逐步形成了以平湖市为代表的微压管道灌溉,以桐乡市为代表的低压管道灌溉两种典型模式。在对浙江平原河网农业灌溉条件和农业生产特征分析的基础上,对两种典型地下管道灌溉模式进行了总结分析,提出了今后浙江平原河网地下管道灌溉发展的建议。      

平原河网一维水流计算模型在洪水

平原河网在洪水期注重行洪要求,在枯水期要提供一定的用水功能,不同时期的水流变化具有不同的特点,需要了解水流的变化规律以调控河网水位。河网一维水动力模型作为水流模拟的基础,在洪水期和枯水期的边界条件及过流工程的运行方式差异明显,应该综合加以考虑,在洪水水流模型的基础上,对枯水水流模型进行相应局部调整,以适应边界条件的变化状况。通过建立的河网水动力计算模型,结合不同水文时期河网与概化湖泊的水量交换以及边界条件的变化,对研究区实际发生的洪水和枯水水流进行模拟验证。计算分析表明,模型能够适应不同时期的水动力计算要求,且精度相对较高,为平原河网在急流和缓流不同状态下的稳健交替模拟以及普适性研究提供了基础。     

基于水动力水质模型的平原河网排污模拟分析

以嘉兴市平湖塘及其周边河道水域作为研究区域,以水体中氨氮、BOD5含量作为水质指标,应用MIKE21建立平原河网水动力水质耦合模型,模拟了污染物在河网模型中的迁移扩散过程。通过对不同工况下的事故排放过程进行分析,得出在一定条件下,污染物在单位时间内的扩散面积与扩散时间呈明显的线性关系;在其他条件相同的情况下,污染物在相同时间内的扩散面积与事故排放浓度呈四次相关关系。研究表明,在保持排放总量不变的情况下,污染物的排放模式与排放浓度对扩散面积起决定作用,相同总量的污染物若采用高浓度排放,则对环境影响程度呈指数级上升。     

SWAT模型在平原河网区的子流域划分方法研究

由于平原河网区地势平坦,地形起伏较小,SWAT模型在对平原河网区进行河流生成和子流域划分时往往不能反映河流的真实情况,经常会出现所生成河流不连续的现象.针对此技术问题,提出了"分片区、分层次"的河流生成和子流域划分方法,可以解决SWAT模型在平原区河流生成和子流域划分困难的问题,生成的子流域和河流与实际情况比较接近并可以对河流生成和子流域划分进行"局部加密".将"分片区、分层次"方法应用于温瑞塘河流域,取得了不错的效果.     

平原河网地区稻田排水过程及其受外河影响的研究

为了探寻符合平原河网地区特点的排水系统最佳布置及管理方案,根据江苏常熟稻田排水观测试验,结合田间水文模型-DRAINMOD模型,分析了河网地区独特的水量平衡关系,确定了稻田排水量以及农田与外河的交换水量,并根据研究区的排水要求计算了可以削减的排水量。结果表明,在现有灌排制度下,生长期内稻田实际排水量约816mm,远高于当地所推荐的适宜排水量,可削减排水量约216mm,占目前灌水量的21.4%;按照当地所推荐的适宜排水量,利用DRAINMOD模型,当暗管埋深为90cm时,排水间距以25m为宜。研究区农田与外河的水位差较小,当外河距离农田大于30m时,实际水量交换很小;外河对农田的影响主要表现为对农田排水系统功能的抑制作用。     

基于系统动力学的平原河网型灌区多尺度下灌溉用水量计算方法研究

以嘉兴市长水塘灌区为研究对象,建立基于系统动力学的灌区水循环过程模拟模型,并引入灌片灌溉水回归系数,应用于灌区灌溉回归水重复利用量模拟分析以及多尺度下灌溉用水量计算。结果表明：通过对模型的率定与验证,模拟得到典型泵站模拟水量与实测值基本吻合,相对差绝对值均在15%以内,模拟得到的灌区河网水位变化趋势与实测过程基本一致。模型能够较好的反映灌区水量转化过程,能够为灌区灌溉用水量统计工作提供支撑。     

平原河网地区灌溉泵站群优化布局研究

在平原河网地区,为保证河道生态用水量,需要解决河道的引水能力与二岸农田灌溉泵站提水流量不匹配的现象。为此,提出了灌溉泵站改造布局优化的动态规划模型,可在满足农田灌溉、河道最小生态流量等条件下,确定泵站群的最优开机组合,该成果可对平原河网地区的灌溉泵站布局优化调整提供理论依据。同时,对此类耦合约束带有明确可行域的动态规划模型,提出了简单、方便的递推方法。     

大范围平原河网地区防洪标准分析研究

分析了大范围平原河网地区洪涝特性,指出这类地区存在本地降水引发的防洪问题。研究了防洪标准确定的相关因素,提出防洪标准表达需包含设计暴雨频率、设计暴雨年型、防洪设计水位、与承泄区水位组合关系等内容。研究了防洪标准确定的基本思路,大范围平原河网地区防洪标准确定时建议将低洼圩区作为整体来研究,中等城市或大面积乡村,防洪标准可选用50～100年一遇。对区域内部圩区和城镇防洪排涝治理提出了协调要求。     

太湖流域平原河网地区引水河道水质控防消纳技术研究

针对太湖流域平原河网地区引水河道水质受联通支河、排水口影响及水安全要求高特性,提出防控重点及关键环节,构建自陆域至水域、从上游到下游外的全方位立体式污染物防控消纳技术体系,确保引水安全。     

平原河网区改善水环境引水配水方案设计

引水配水已成为当前改善平原河网区水环境状况的重要技术手段,而科学合理的引水配水方案无疑是提高水环境改善效果的重要依托。其设计原则、引水方式、配水方式以及相应流量的确定是整个引水配水方案设计的关键,而根据不同边界条件与不同流量状况确立的"间断引水"与"连续引水"、"同时配水"与"轮流配水"则较好地解决了引水配水方案设计与调度管理中的技术问题,其出发点在于最大限度地改善河网的水力条件,并以水力条件的改善促进河网水环境状况的日渐好转。     

平原河网区排涝计算研究

行洪排涝是平原河网区汛期的重要任务。利用MIKE11模型中的HD模块,以江苏省泗洪县城区水系为实例,建立了一维水动力学模型,并利用产汇流计算确定了模型的边界条件,对20年一遇暴雨条件下的城区河网水量进行了模拟计算。结果表明,在现有的排涝设施条件下,泗洪县城区河网能够满足设计暴雨下的排涝要求。     

径流混沌网络模型及其在长江三峡预测研究中的应用

流域径流受诸多因素影响,变化复杂,仅凭观测站统计数据难以发现其演变规律.以混沌理论为基础,将三峡寸滩站月平均径流量时序曲线进行相空间重构,并确定合理饱和关联维数.再与神经网络结合,用多维相空间建立网络学习样本和教师值,参照饱和维数建立网络结构,形成混沌神经网络分析模型,以期发现流域径流模型的变化规律.结果表明,对三峡流域径流数据的混沌网络分解后,能找到其合理的演变规律,对三峡库区水资源的合理开发利用具有实际工程意义.     

黄河龙门径流量预测模型研究

河川径流预测是一个十分复杂的问题,生命旋回模型在进行径流趋势预测时具有对资料要求少、计算简单等优点,但由于模型方程的限制,进行预测时得到的序列很难反映径流序列的随机波动变化,且存在预测结果精度不高的缺点。根据黄河龙门水文站提供的49a的径流水文资料。应用神经网络进行预测时和生命旋回模型建模使用,得到预测值。结果表明预测结果明显优于单一的生命旋回模型和神经网络模型,可以用于径流预测。     

基于RAGA-Shepard模型的滦河大河口站年径流预测

应用基于RAGA的Shepard相似模型,在实测径流统计特性分析的基础上对内蒙古滦河上游主要测站大河口站的年径流进行了预测.为科学调度水资源,最大限度地满足各方面的用水需求,提供有效依据.     

基于SWAT模型的气候变化对泾河径流量的影响

在收集、处理大量空间及属性数据资料的基础上,构建泾河流域SWAT模型,运用流域出口站张家山水文站点11年的月实测径流量数据对模型进行率定和验证,并以Nash-Sutcliffe系数(Ns)和决定系数(R2)2个指标综合评价模拟效果,率定期及验证期的2个指标值均大于0.7,表明模型对泾河径流量的模拟具有较好的适用性。通过历史降水量数据频率分析计算,选取3个典型水文年作为基准年,并根据前人对Had CM3模式在A2、B2情景下的输出数据作统计降尺度处理得到流域未来3个时段(2020s、2050s和2080s)降水量、气温的变化结果,设定2种未来气候变化情景,并分别输入已验证的SWAT模型,预测未来典型水文年月径流量的变化趋势。结果表明:相比基准年,2种情景下未来3个时段典型水文年年径流量均减小,丰水年在2种情景下的减幅分别为26%~42%和25%~35%,平水年的减幅为23%~37%和21%~25%,枯水年的减幅为23%~38%和20%~31%;2种情景下未来3个时段典型水文年内的月径流量分配趋势与基准年大致相同,且月径流量的变化特征与降水量的变化基本一致,径流量在月峰值处的变化幅度较大,在其他月份变幅较小;A2情景下,3个时段的丰水年月径流量在8月份减幅分别为41%、43%和61%,平水年月径流量在7月份减幅依次为15%、23%和38%,枯水年的月径流量在6月份减幅依次为20%、36%和46%;B2情景下,3个时段的丰水年月径流量在8月份减幅分别为34%、37%和56%,平水年月径流量在7月份减幅依次为15%、23%和38%,而在2月份的径流量分别从17.71 m3/s增加到24.93、38.79、63.63 m3/s,枯水年的月径流量在6月份减幅依次为24%、31%和28%;2种情景下,丰水年的径流量年内分配不均匀系数从1.06分别减小到0.71和0.74,年内分配不均匀程度降低,而平水年及枯水年的径流量年内分配不均匀系数变化较小;对比2种情景,无论是典型年的年径流量还是各月径流量,其在各时段的变化趋势基本一致,且变幅相差不大。     

基于SWAT模型的开都河上游未来土地利用变化对径流的影响

【目的】揭示土地利用变化下的流域径流变化。【方法】以开都河上游区域为研究对象,利用分布式水文模型SWAT,采用元胞自动机-马尔科夫模型(CA-Markov)预测法、当地土地利用规划要求和极端土地利用情景法共设置了4种2025年土地利用情景,包括自然发展情景、规划发展情景、极端草地情景、极端林地情景。【结果】①构建的SWAT模型在率定期(R2=0.74,NSE=0.73)与验证期(R2=0.58,NSE=0.57)的模拟结果可以接受。②采用CA-Markov模型模拟的2010年土地利用类型图Kappa系数为0.83,可用于预测2025年土地利用类型。1980—2010年土地利用类型变化主要表现为草地转换为水体和未利用地,其转换面积分别为106.09 km2和0.5 km2。③相较于基准年2010年,各土地利用情景下的年均径流量均减少,自然发展情景减少最快,极端草地情景减少最慢;从丰水期与枯水期来看,2种时期下各情景月均径流变化完全相反;从其季节分配来看,各土地利用类型在夏季对径流变化影响最大,冬季影响较小。【结论】该地区草地是影响径流最主要的调控因子,原有草地的减少会引起夏季径流较大幅度减少,对于未利用地,可考虑开发为草地。     

龙川江流域径流量变化趋势及水资源合理配置研究

采用Mann-Kendall法分析近50年来龙川江流域的径流量的变化趋势;采用MIKE BASIN研究龙川江流域的水资源合理配置方案.研究结果表明:龙川江流域降水量呈增加趋势,但由于水利工程的建设和枯季农业用水量的不断增加等人类活动的影响,改变了径流的年内分配过程,导致流域内年径流量和枯季径流量呈减少趋势.要从根本上解决流域的水资源供需矛盾,除了推行强化节水、水资源保护等措施,建设青山嘴水库等新的水源工程,还必须依靠滇中引水等外流域调水工程.     

瓯江口盐水入侵预测模式研究

从一维恒定对流扩散方程出发,通过简化变形推导出河口盐度和河口距离相关的指数型经验公式,以瓯江口为具体研究区域,运用实测资料进行验证,推求盐水入侵的最大距离,探讨河口盐水入侵与潮汐、径流等各种因素的影响关系,建立瓯江口最大咸潮入侵的快速预报模式。     

基于小波分析的黄河上游径流变化周期研究

为了研究黄河上游径流变化周期,在综合评述已用方法的前提下,引入了小波分析法;然后采用Morlet连续小波变换,对兰州和贵德2站84年(1920～2003年)年径流时间序列变化特征进行了多时间尺度分析,揭示出黄河上游年径流在不同时间尺度下的小波变换时频特征及其丰、枯交替变化的周期规律;进一步分析其径流变化规律,发现黄河上游年径流变化具有同步性,现正处于偏枯期;最后对分析结果进行小波系数过程线及方差图检验,得出黄河上游年径流具有32年的主周期变化规律,同时预测2007年后的17年(2008～2024年)时期内,将处于偏丰期。     

长江与汉江两江洪水演进数学模型

基于汉江与长江两江洪水演进特点,建立了两江洪水演进数学模型。将计算河段分为四段,即汉江下游皇庄至汉江河口、长江螺山到汉江口、汉江汇合口到汉口水文断面以及东荆河,对汉江与长江汇合点,采用水力学中的汇流计算方法。采用实测资料对模型进行率定与验证,计算结果与实测资料吻合较好,表明本模型能较好地反映长江与汉江两江真实的物理过程,模型有较好的实用价值,可为该区域防洪调度及决策提供参考依据。