流域坡面综合产流数学模型的研究

从流域坡面产流机制出发,依据Horton入渗曲线,建立起一个可适用于不同流域的综合产流模型,模型以降雨强度和土壤蓄水量为控制条件,同时兼顾超渗产流和蓄满产流,适应下垫面条件较为均一的流域或单元区域在不同条件下的产流计算。     

河沟流域水分入渗的数学模型

采用现场实地人工模拟降雨试验,并结合双环入渗测定以及天然降雨条件下的径流小区观测等手段,对河沟流域各类型下垫面水分入渗规律及特征进行了较为深入系统地研究,并对各入渗模型的优劣进行了分析、比较及评价.结果表明:考斯加可夫（Kostiakov）公式以及霍顿（Horton）公式较符合河沟流域的实际入渗情况.     

波涌灌溉土壤间歇入渗数学模型研究现状

波涌灌溉土壤间歇入渗数学模型是进行波涌灌溉田面水流运动数值模拟和灌水方案优 化设计的基础.本文介绍了国内外波涌灌溉土壤间歇入渗的几类主要数学模型:Richards模 型、权重函数模型、Kostiakov-Lewis模型或Kostiakov模型、周期-循环率模型、梯函数模 型和其它模型的应用现状,并进行了分析和评价.     

红壤坡地降雨入渗、产流及土壤水分分配规律研究

选取农作区和荒草区两个不同利用模式下的红壤坡地，研究了降雨的入渗、产流及对土壤水分分布的影响。结果表明：（1）农作区和荒草区的径流系数都随着年限的延长而降低并达到稳定。降雨量成为影响径流量的唯一主导因素；农作区的径流系数显著高于荒草区（r〈0．05）。（2）农作区的入渗比率（入渗量／降雨量）低于荒草区；在持续降雨的情况下。农作区60cm以上土壤蓄水增量降低，但渗漏量保持不变．因此使入渗比率降低，而荒草区则在60cm以上土壤蓄水增量降低时，通过提高土壤的渗漏量保持较高的入渗比率。（3）降雨对土壤水分分布的影响受土壤初始含水量和垫面的影响。土壤初始含水量越低，降雨使土壤水分含量增量越大。在同等降雨置下，农作区只有40cm以上的土壤水分含量增加，而荒草区则为90cm以上。     

基于栅格的分布式SCS产流模型研究

利用基于栅格分布的土地利用类型和土壤类型,构建了一个基于栅格的分布式SCS产流模型,该改进模型能够较好地考虑流域下垫面的空间分布及降雨空间分布的不均匀性,并将其应用到实际的流域中.模拟结果表明,改进后的基于栅格的SCS模型比原始的SCS模型的模拟精度明显提高.在共44场降雨中,产流模拟精度达到85%以上的场次由原来的12场提高到26场.并且通过该改进模型可以得出次降雨的空间分布式的产流分布图,可为流域的水管理提供更为准确的产流信息.     

黄土区坡地降雨入渗产流中的滞后机制及其模型研究

滞后作用的存在,不但影响降雨过程中的入渗特性,而且影响产流量。该文通过对入渗产流中的滞后机制分析,建立了考虑滞后作用的坡地降雨入渗产流模型。利用黄土高原沟壑区典型小流域坡地天然降雨入渗－产流的实测资料对模型进行了检验,结果表明：在降雨入渗－产流过程中,滞后作用加快入渗速率,减少径流量;滞后模型使土壤含水量、产流过程接近实测值。因此,在降雨入渗产流过程中考虑滞后作用的影响是必要的。     

基于短历时Philip入渗公式的产流模型

在分析积水入渗条件下短历时Philip入渗公式特点基础上,建立了基于短历时Philip积水入渗公式的降雨产流模型。模型显示地表积水时刻与雨强平方成反比。利用降雨强度为0.082 cm/min、坡度为15°情况下实测累计降雨产流量推求了模型参数吸渗率,并利用获得的S分别计算了雨强为0.214 cm/min、坡度为5°,雨强为0.133 cm/min、坡度为5°和雨强为0.133 cm/min、坡度为15°情况下累积径流量,相对于实测累积径流过程,计算相对误差都在10%内,可以满足精度要求,说明基于短历时Philip入渗公式建立的降雨产流模型可以用于描述坡面降雨产流过程。     

基于MODCYCLE分布式水文模型的区域产流规律

为了分析区域产流时空变化规律以及不同下垫面的产流特征,采用了具有物理机制的分布式水文模型——MODCYCLE模型,并以天津市为例进行深入研究。该模型在综合考虑土壤、下垫面条件、降雨条件等多方面因素的基础上,采用修改后具有地表积水机制的Green-Ampt方程计算产流量。计算结果表明,1）1997－2004年天津市8 a平均总产流系数约为16%,其中陆面产流系数不足10%。2）陆面产流主要集中在北部山区、中心城区及东部沿海地区;水面产流主要集中在中部及东南部地区。3）陆面产流中城市区产流系数最大,8a平均为44.1%;农村居民地的产流系数也较大,为24.5%;天然林草和河滩地的产流系数不足10%,农田由于田埂的作用几乎不产流。     

森林流域分布式水文模型研究

 构建了森林流域基于物理过程的分布式水文模型。该模型界面明晰,参数较少、容易获取,具有明确的物理意义,而且能模拟降雨、气温、植被、冻土和地形等因素对系统水文过程的影响。通过改变模型中降雨输入和森林植被组成等参数的方法可以探讨森林生态系统水文过程对降雨输入和森林植被变化的响应。     

分布式水文模型亚流域合理划分水平刍议

不同的亚流域划分对流域径流和泥沙负荷模拟的影响源于地形、土壤、土地利用以及气候特征输入的空间分布不均匀性。假设当亚流域划分充分考虑流域输入数据空间分布不均匀性时,流域模拟的输出结果趋于稳定,并应用分布式水文模型——SWAT作为研究工具,在GIS技术支持下,选择两个面积不同的流域采用不同的亚流域划分数量进行流域径流和泥沙负荷模拟。模拟结果表明,当亚流域划分数量达到一定水平时,增加亚流域划分对模型输出结果的影响较小,这在一定程度上证实了上述假设。在此基础上,以简化模型输入数据和输出结果分析处理工作且保证模拟精度为原则,对分布式水文模型亚流域划分的合理划分水平进行了探讨。     

浑水入渗机制及模拟模型研究

泥沙的沉积会改变土壤表面特性、影响土壤的入渗特性。但目前对此问题仅是通过实验研究,未形成具有物理机制的计算土壤入渗过程的模型,不利于根据现代土壤物理方法描述浑水入渗过程。该文通过对浑水入渗特性和浑水入渗规律的分析,对现有的Ｇｒｅｅｎ－Ａｍｐｔ入渗模式进行改进,将泥沙沉积对入渗的影响归结为对湿润锋平均吸力的影响。这样有利于利用现有清水入渗模式来计算浑水入渗过程。并且利用室内模拟实验资料对模型进行检验,检验结果表明该模型是合理的。     

分布式水文-土壤-植被模型与GIS集成研究

基于ESRI最新推出的ArcObjects对象库，研究了分布式水文-土壤-植被模型（DHSVM）与GIS的集成。分析了DHSVM模型与GIS的集成方式．并以嵌入式集成方法建立了DHSVM模型与GIS的无缝集成系统。在洛河卢氏水文站以上流域实施案例研究，结果表明集成系统在模型参数自动获取、数据管理、过程可视化和空间分析等方面强化了DHSVM模型的功能，为流域陆面水文过程模拟提供了有力的支撑。     

小流域侵蚀产沙分布式数学模型的研究

 为反映因下垫面因子空间分布不均和人类活动对流域侵蚀产沙的影响,建立了基于场次暴雨的小流域侵蚀产沙分布式数学模型。该模型能够模拟出流域在不同水土保持措施(不同土地利用类型)下的径流和侵蚀产沙的时空过程,从而加强了在水土保持措施制定中的应用,并能够检测流域管理措施对径流泥沙过程产生的影响,进而为配置流域内水土保持措施和检测流域管理,提供技术支撑和科学依据。经黑草河小流域实测资料率定和验证,计算值与实测值符合良好。     

基于SWAT模型的罗玉沟流域森林植被变化的水文生态响应研究

以甘肃天水罗玉沟流域为研究区,应用分布式水文模型（SWAT）对该流域的径流、泥沙和水质状况进行模拟研究,并重点探讨了降雨和森林植被变化对水文生态响应的影响。结果表明:降雨因子对径流的影响略大于对泥沙的影响;森林植被具有明显的减水减沙生态水文功能,尤其对泥沙的影响更大于对径流的影响。     

分布式水文模型的误差分析

分布式水文模型以其具有明确物理意义的参数结构和对空间分异性的全面反映,能够准确详尽地捕述和模拟流域内真实的降水径流过程而被广泛需求和关注。在模拟土地利用、土地覆盖、水土流失等各种变化过程的水文响应,面源污染、陆面过程、气候变化影响评价等诸多领域都有广泛的应用。模型的预报精度和误差至关重要．决定了模型的应用和推广。在分析分布式水文模型建立和验证过程的基础上,提出了模型的4类误差来源：被排除往外的因素引起的误差,实测历史记录资料的随机或系统误差,参数误差和模型结构误差,讨论了各类误差的分析与计算方法,为模型的发展和成长提供了依据。     

敦煌阳关西土沟流域高含沙洪水河道入渗特征分析

为明确无控制性工程地区的洪水入渗过程,提高洪灾防治能力和洪水资源化利用程度。选取敦煌阳关西土沟流域下游高含沙洪水河道,通过野外试验和实验室样品测定,测算了该河道下游上段到下段河床断面不同压力水头下的导水率,拟合得到饱和入渗速率,并通过实验室测样得到不同深度的饱和入渗速率,分析河床断面不同位置和不同深度土层的饱和入渗速率的变化规律。结果表明:饱和入渗速率:上段(0.003 1 cm/s)中段(0.002 9 cm/s)下段(0.002 6 cm/s);0—120 cm不同深度的饱和入渗速率上段大于中下段,中段和下段不同深度饱和入渗速率差异较小。整体上,河床两侧饱和入渗速率随深度的增加呈增大趋势,河床中心饱和入渗速率随深度增加呈减小趋势,主要是高含沙洪水流动时泥沙沿程分选沉积造成的。粗颗粒泥沙先沉积,细颗粒泥沙后沉积导致的上下段泥沙沉积层的孔隙度差异引起饱和入渗速率在河床断面和上下段以及不同深度的变化规律。由不同压力水头下测定的地表入渗速率来表征不同洪水水位下的入渗速率,经过趋势拟合发现随洪水水位升高,地表入渗率呈线性增长。