贡嘎山黄崩溜沟流域基流估算及其特性分析

采用数字滤波法对黄崩溜沟3个不同尺度流域1995-2007年日径流量进行了基流分割,结果表明:本区基流所占比重较大,黄崩溜沟、观景台沟、马道沟水文站多年平均基流指数分别为0.539、0.721、0.552.基流量受降雨量、降雨历时、雨型、雨强、下垫面条件的共同影响,下垫面奈件的不同是决定该区不同流域基流指数差异的关键因素.地表水及地下水中化学元素含量与基流指数大小的一致性及其相关性分析证实了该区基流量主要来自地下水.其相关分析也为基流估算提供了新的思路.     

贡嘎山黄崩溜沟流域基流估算及其

采用数字滤波法对黄崩溜沟3个不同尺度流域1995-2007年日径流量进行了基流分割，结果表明：本区基流所占比重较大,黄崩溜沟、观景台沟、马道沟水文站多年平均基流指数分别为0.539、0.721、0.552。基流量受降雨量、降雨历时、雨型、雨强、下垫面条件的共同影响，下垫面条件的不同是决定该区不同流域基流指数差异的关键因素。地表水及地下水中化学元素含量与基流指数大小的一致性及其相关性分析证实了该区基流量主要来自地下水。其相关分析也为基流估算提供了新的思路。     

流量过程线的自动分割方法探讨

为了确定出稳定可靠的流量过程线分割方法,以东江流域中的13个子流域为例,对现行广泛使用的滑动最小值法、HYSEP法和滤波法等自动基流分割方法进行较为深入的探讨。研究结果表明这3类方法的分割结果并不一致,有些情况下差距较大,同时也表明滤波法可以得到较为稳定的基流系数BFI,尤其是第3种滤波法可能为最优的基流分割方法。由于流域空间特征值与BFI之间的相关关系较为密切,利用逐步回归方法构建了这二者之间的相关关系,利用该关系可以由流域的空间特征值推求出无资料地区的基流系数BFI。     

昆明市松华坝水源地水源涵养能力时空变化研究

水源涵养能力是水源地脆弱性诊断的重要指标之一。在对比直线分割、直线斜割和滤波3种基流分割方法的基础上,选取松华坝水源地径流区内4个水文站实测流量资料,用滤波法分割基流,并计算基流量和基流指数。结果显示,左支流冷水河上、下游平均基流指数分别为0.589、0.485,右支流牧羊河上、下游平均基流指数分别为0.528、0.484。此外,1954-1992年冷水河下游地区基流量呈显著减小的趋势,其余区域基流量减小的趋势不显著。水源涵养能力空间上表现为,冷水河流域的水源涵养能力较牧羊河流域强,两流域上游的水源涵养能力均较下游强。     

河川基流分割法在山丘区地下水资源量评价中的运用

山丘区河川基流分割方法很多，采用不同方法的分割成果不尽相同。在地下水资源评价中，根据云南省自然地理独特，气候复杂多样，降水量丰沛，洪水频繁，河川径流过程线普遍呈连续多峰型的特性，寻求一种既能满足水资源综合规划要求，又符合云南实际分割河川基流量的方法，是地下水资源评价中的重要内容。采用适宜水均衡法和直线斜割法的径流资料分割河川基流量，求出两种方法之间的换算系数，修正水均衡法的分割成果，一是达到了以直线斜割法统一分割河川基流量的目的；二是提高了山丘区地下水资源量评价的精度，为探索山丘区地下水资源量及时空分布规律提供技术支撑。     

无上游来水城市河道径流分割及其下垫面影响

为了对无上游来水城市河道径流进行分割,同时进一步探究城市下垫面对降雨-径流关系的影响,引入多种流量过程线的自动分割方法对中牟水文站2003-2016年逐日径流进行分割,应用筛选出的最优分割方法将城市河道径流分割为年基流和年直接径流,采用年直接径流系数表征城市集水特性,结合5期土地利用数据构建年直接径流系数和各类下垫面面...     

岩溶地区水文模拟研究

岩溶地区发达的地下水系统,地下水与地表水之间,通过漏斗、裂隙等方式进行直接的水量交换,需要有一套地下水模型来描述其复杂的地下水汇流过程。模型在新安江模型基础上,模拟流域岩溶面积上进行地下水、地表水转换,又通过多个串并联的地下水库经行地下水汇流模拟。模型在平湖流域对其水循环过程进行了模拟,采用多目标粒子群优化算法MOPSO优化模型参数,用多年逐日实测数据对模型进行率定。结果表明模型率定期确定性系数平均能达到0.8以上,验证期确定性系数也能保证在0.78以上;采用数字滤波法和基流指数法分割得到的基流对地下水径流进行对比校验,表明基流与地下水径流间存在很高的关联度。     

辽河流域径流序列特性分析

以辽河干流、浑河、太子河3个子流域为研究区域,依据地域代表性选取辽河干流石佛寺水文站、浑河沈阳水文站、太子河辽阳水文站为分析测站,依据各测站1956-2000年月径流资料,分析辽河流域径流年内、年际变化规律.结果表明:辽河流域径流年内分配极不均匀,月径流变化幅度比较大,其中辽河干流最大月径流可占年总径流的60%以上;径流年际变化趋势不显著,约存在10a、12a、19a、21a的周期.     

济南趵突泉泉域泉群生态基流量研究

济南趵突泉泉域分布着趵突泉、黑虎泉、珍珠泉和五龙潭四大泉群,自20世纪50年代以来四大泉群泉流量总体呈衰减趋势,泉流量由50年代的36.6万m3/d衰减到近年的8~12万m3/d。泉水基流是一种较为稳定的径流流量,是下游河道的重要补水来源,是维持河道与湖泊生态系统健康的重要保障。利用基流分割法,对趵突泉泉群泉流量数据不同频率年进行分析计算,确定稳定的基流指数,计算不同水平年的泉水基流量;利用拐点法计算了济南泉群下游河道的生态需水量;分析了泉水生态基流量和河道需水量之间的关系,揭示了济南市的岩溶泉水对河流、湖泊等生态系统健康状况的影响,为济南市泉水保护提供了重要的技术支撑。     

基于多种水文学法的襄阳市主要河流生态基流估算

为了对襄阳市主要河流生态基流进行估算,对常用的几种水文学计算方法进行总结,结合资料获取情况,选取Tennant法、7Q10法、90%保证率法和最枯月平均流量法对襄阳市4条代表河流控制断面的生态基流进行计算。在对计算结果进行对比和分析的基础上,结合河流生态需水要求,确定其生态基流的推荐值。对于缺乏逐日径流序列资料的河流,考虑每条河流的实际特征,结合上述4条代表河流的计算结果,对其生态基流进行估算。计算结果可为襄阳市水资源的合理开发利用和水生态文明建设提供依据。     

基于SWAT模型的沂蒙山水土流失治理区地表水与地下水转化规律研究

为研究沂蒙山水土流失治理区,气候及植被覆盖变化影响下,水资源转化规律,以蒙阴县岸堤水库控制流域为研究对象,采用归一化植被指数(NDVI)为指标,分析植被覆盖的时空变化规律,采用分布式水文模型SWAT研究流域水文要素的时空演变规律,定量分析地表水与地下水转化量.计算结果表明:2000-2016年,流域NDVI呈增大趋势,...     

丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型

针对丘陵-平原-湿地复合地区降雨径流数值模型较少、而已构建的模型对水文要素空间分布和湿地区水流运动又反映不足,采用格子玻尔兹曼法和有限元法构建丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型。在模型构建过程中将复合区分为地势起伏较大的上游丘陵区和下游地势变化较小的平原湿地区。上游丘陵区降雨采用距离平方倒数法计算降雨空间分布、采用格子玻尔兹曼法建立非饱和区土壤水运动模型、利用达西公式建立饱和区水流运动模型、利用格子玻尔兹曼法构建汇流数值模型,进而构建了上游区的降雨径流数值模型。平原湿地区采用基于有限元四边形单元构建了水流运动数值模型。平原湿地区入口边界采用上游区降雨径流数值输出的流量过程,平原湿地区出口边界采用基于格子玻尔兹曼法的汇流模型计算的水位过程。四边形单元有限元求解水流运动方程实现了上、下游区的无缝连接,模型使用比较方便。以挠力河流域为研究对象进行了降雨径流和平坦区水流运动模拟研究,模拟结果良好,说明模型较为可靠。     

控制平原湖区棉田暗管排水水位对氮素流失影响分析

选取控制水位为地下0、30、50、80、100 cm的5块棉花地,测定分析生育期内土壤和排水中氮素含量,探讨不同的地下水控制水位对土壤氮储量和径流中氮素排放量的影响。结果表明,5块棉花地雨后地下水水位与控制水位显著线性相关,单位面积土壤中氨态氮储量随控制水位的降低而减少,暗管径流中氨态氮排放量与暗管排水量有明显的线性正相关关系,硝态氮的排放量有随控制水位降低而增加的趋势。     

数值法与解析法在地下水环境影响评价中的应用研究

【目的】探究数值法与解析法在进行地下水环境影响评价时的差异,以及在进行地下水环境评价时,选择更为合适的计算方法。【方法】以四川省宜宾市某氯化法钛白粉项目为例,利用瞬时点源一维对流扩散模型、瞬时点源二维扩散模型和GMS数值模型研究非正常工况下苯储罐泄漏时污染物对地下水的影响,预测了污染物在潜水含水层中的中心运移距离、最大浓度和污染范围,并对3种方法的计算结果进行比较分析。【结果】一维对流模型只考虑地下水流向方向上的运移情况,计算结果最大,方法简单方便,参数要求较少,但精度较低,无法预测污染面积;二维扩散模型考虑了平面上的污染物分布情况,可以预测污染物范围及浓度变化,但预测运移距离较大,与实际的边界条件矛盾;GMS数值模型是三维模拟,计算精度高,更符合实际情况,但建模过程复杂,水文地质条件限制较多,所需水文地质参数较多,耗时较长。【结论】综上考虑,水文地质条件简单、地下水环境评价等级不高的工程项目使用解析法预测较为方便;在水文地质资料充足、评价等级高的区域使用数值法预测精度更高。     

非稳定边界条件下地下水流场数值模拟

地下水流数值模拟的目标是复制和再现实际地下水流状态。非稳定边界是指,模拟流场和外部环境通过它进行的物质、能量和信息交换具有重要影响且该交换规律难以准确刻画的边界。对于潜水含水层平面二维非稳定流,边界的非稳定性集中体现在水力坡度和含水层厚度上,可以借助迭代法实现模拟,应用该方法成败的关键在于相邻二时段边界渗流量的差值是否满足精度要求。给出非稳定边界条件下地下水流场数值模拟实例,并综合采用水位拟合、水量均衡和流场分析等方法对模拟结果进行识别和验证。     

基于LU-SWAT模型的土地利用/覆被变化对水文过程的影响研究——以黑河上游为例

【目的】揭示内陆河流域集水区土地利用/覆被变化对水文过程的影响及其成因。【方法】基于能够逐年调用土地利用/覆被数据的LU-SWAT模型,并结合控制变量法研究了黑河流域集水区黑河上游1990—2009年土地利用/覆被变化对地表径流、侧向流、蒸散发量、地下径流以及总产水量的影响。【结果】LU-SWAT模型对于黑河上游月、年出山径流模拟结果较好,其月径流模拟的纳什系数为0.93,相关性系数为0.94;其年径流模拟的纳什系数为0.83,相关性系数为0.86。此外,其对各个水文要素的模拟结果符合西北干旱区内陆河流域集水区的水文特征;1990—2001年黑河上游土地利用变化主要表现在林地的减少,而2002—2009年土地利用的变化除了林地和草地的增加之外,还表现在裸地的大面积减少;1990—2001年黑河上游地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量都呈现增加趋势,而地下径流呈减少趋势,2002—2009年流域地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量减少,而地下径流量增加。在黑河上游,干旱条件下各水文要素对于土地利用覆被变化的响应更明显。【结论】1990—2001年林地的减少可能是流域地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量都呈现增加趋势而地下径流呈减少趋势的主要原因。2002—2009年裸地的大面积减少可能是流域地表径流、侧向流、蒸散发量以及总产水量减少而地下径流量增加的主要原因。     

Management of runoff stored in small tanks for transplanted rice production in the mid-hills of Northwest Himalaya

Scarcity of water in upland areas limits the growing of transplanted rice and the yield of rice grown under rainfed conditions is very low. As the first priority for the use of runoff recycling based water resources is in the dry season followed by the monsoon season, a strategy has been developed to use the surplus water (occurring during the early monsoon season) to grow transplanted rice without compromising the dry season irrigation. Field experiments revealed that under the mid-hill conditions, transplanted rice can be grown as transplanted in 5 cm standing water and thereafter tainted, requiring only 3.0–3.5 cm of water with a yield reduction of about 25% as compared to generally recommended intermittent submergence (2 days after the disappearance of water) requiring 100–130 cm of water. However, the reduction in yield was not significant if 1 week of initial ponding just after transplanting was created. Based on rainfall-runoff analysis, graphs were developed for runoff and volume of water available in water tanks in different durations of early monsoon periods, command-catchment area ratio and the volume of water available after irrigation which is to be used in dry season, as a function of runoff curve numbers. These graphs can be consulted directly to plan irrigation systems for transplanted rice in upland areas.     

Estimation of irrigation return flow from paddy fields considering the soil moisture

The objective of this study was to estimate irrigation return flow in irrigated paddy fields considering the soil moisture. The proposed model was applied to examine its feasibility with regard to the growing period of rice. Simulation results showed a good agreement between the observed and simulated values: root mean square error (RMSE) of 6.05-7.27 mm day⁻¹, coefficient of determination (R²) of 0.72-0.73, and coefficient of efficiency (E) of 0.54-0.55. The estimated average annual irrigation return flow during the period from 1998 to 2001 was 306.2 mm, which was approximately 25.7% of the annual irrigation amounts. Of this annual irrigation return flow, 14.1% was attributable to quick and 11.6% to delayed return flow. These results indicate that considerable amounts of irrigation water in the paddy fields were returned to streams and canals by surface runoff and groundwater discharge. The modeling assessment method proposed in this study can be used to manage agriculture water and estimate irrigation return flow under different hydrological and water management conditions.     

土地利用方式对平原-丘陵-湿地交融区水资源的影响

近年来三江平原的平原-丘陵-湿地交融区土地利用方式变化显著,造成地下水水位下降、水资源紧缺等问题,然而揭示该区土地利用方式变化对水资源影响的报道较少,且难于精准描述地表、地下、湿地和绿水等水资源量时空变化。本文联合基于格子波尔兹曼法的分布式TOPMODEL和湿地水流运动模型构建平原-丘陵-湿地交融区水文模型,利用GIS和RS技术,结合地学信息图谱与空间自相关方法,分析了挠力河流域土地利用方式变化及其对水资源量影响。结果表明:根据耕地面积变化和动态度分布得1990—2013年间挠力河流域草地和林地面积变化不大,旱地面积轻微下降;挠力河流域中部与北部区域生产条件优越的未利用地和旱地转为水田;土地利用方式变化对水资源影响由强到弱的顺序为灌溉水田抽取地下水量、绿水储量、径流深、绿水流量、补给地下水量;水稻田不同生育期蒸发量不同,造成了挠力河流域5—6月期间绿水流量增加、绿水储量减少、径流深减少、补给地下水量增加和灌溉水田抽取地下水量增加等趋势,7—8月期间这一增加趋势逐渐减弱,8月后这一趋势结束;水田密集区域绿水流量大,绿水储量和径流深减少,而补给地下水量和灌溉水田抽取地下水量增加。