晋西黄土区不同尺度小流域降雨径流过程的对比分析

水文观测是水文学的基础,尺度转换问题是水文学的热点问题之一,利用野外定位观测资料开展黄土区不同尺度小流域径流过程的研究对该区水文模型的构建与尺度转换问题的解决具有重要意义。该文通过在不同降雨条件下,对不同尺度小流域径流系数、径流深、洪水过程线的对比分析得出:不同尺度小流域的径流深、径流系数差异显著;雨强是影响小流域洪水过程线的主要因素;在小尺度上,不同雨量条件下小流域的洪水过程线相似,而在较大尺度上,不同雨量条件下流域的洪水过程线差异显著;如何定量描述下垫面覆盖、地形的变化和定量描述雨强、雨型的空间分布是水文模型构建与水文尺度转换的关键。      

流域水文模型研究进展

流域水文模型是研究流域水文学和水资源管理的重要工具。介绍了系统理论模型、概念性模型和物理模型的应用发展情况和存在的不足。未来的主要研究热点将主要集中在:加强模型的物理基础分析、改进参数优选方法、完善模型结构、增强模拟真实性、增加分布式物理模型适用性;将3S、DEM和ANN等先进技术和工具应用到模型中,集成开发一体化的分布式水文模型,并与其他专业系统模型相耦合建立起模型库集成系统;把水文—气候—社会—经济—生态—环境等耦合成新型的模型系统,更好地满足模拟需要,更真实地反映实际情况,提高模型的精确度。     

新书推介

<正>流域生态水文过程模拟与预测本书主要介绍了研究背景、意义及国内外研究进展;研究流域概况及生态水文关系统计分析;植被生态与作物生长观测实验成果;分布式流域水文模型构建与验证;分布式陆地植被生态模型构建与验证;分布式作物生长模型构建与验证;植被与作物生态水文历史演变规律分析;未来气候变化下的生态水文预测;水土保持措施对黄土高原生态水文影响研究;主要的研究成果总结与未来研究展望。     

国内外森林水文研究现状和进展

基于国内外近几十年森林水文学的研究成果,在简要介绍森林水文研究历史的基础上,概述了森林对降水、蒸发散、径流、泥沙和水质的影响等方面的最新研究进展.从国内外的研究成果看,森林植被在涵养水源、调节径流、减少径流泥沙、改善水质等方面具有重要作用,但由于研究方法、研究尺度、森林生态系统本身的复杂性等原因,各地森林水文效应具有较大差异.因此,今后森林水文研究工作必须加强水文过程物理机制研究,对于分析评价不同地带、尺度、类型的森林水文效应具有重要意义.     

气候变化及人为活动驱动下的西南喀斯特生态水文研究评述

喀斯特地区地表关键带结构十分复杂,土层浅薄且持水能力弱,地下裂隙多而渗透速率快,导致地表水分亏缺频繁、生态脆弱、污染物扩散快速等一系列生态环境问题。喀斯特地区的合理开发利用和生态环境保护,对深刻理解其生态水文过程有着极大的诉求。迄今为止,喀斯特生态水文学已经获得了重要进展,极大地提升了人们对植被水分来源与耗散机理、坡面水文快速过程、环境变化的生态水文效应等方面的认识,并构建了多种模型,为喀斯特地区生态治理、环境保护和水资源合理利用等提供了理论依据和技术支撑。但受限于喀斯特地表结构的复杂性,目前所获得的结论也存在很多不足和不确定性。本文从喀斯特生态水文过程与机理、喀斯特流域生态水文和喀斯特生态水文模型研究三个方面概述了喀斯特生态水文研究进展,介绍了课题组在相关方面的主要成果,并提出了未来研究中应进一步重视的问题。     

干旱区土地利用/覆被变化(LUCC)的生态水文效应研究进展

土地利用/覆被变化(LUCC)的生态水文效应是当前全球变化研究中的热点问题之一。其中LUCC对水文的影响主要表现在对水量和水质两个方面,对生态的影响主要是通过降低生态系统服务功能价值、使景观破碎化等途径。本文以生态水文学为指导思想,综述了LUCC与生态过程和水文过程的研究现状与进展,认为关于这方面的研究仍缺乏统一的指标体系,研究不够系统全面,不够深入,未来发展应当结合高新技术完善模型和指标体系的构建。     

滨海湿地互花米草入侵的生态水文学机制研究进展

滨海湿地具有重要的生态服务功能和经济价值,互花米草入侵已经对滨海湿地生态系统产生巨大影响。为深入理解滨海湿地生态系统植被演替过程与水盐梯度等环境因子的耦合关系,完善滨海湿地生态水文学的研究内容和方法,为滨海湿地互花米草生态防治以及滨海湿地生态系统的保护和管理提供科学参考,本文针对水文因子和土壤盐分对互花米草的影响及其生理生态响应、水盐梯度下互花米草的空间格局与生物量反演,以及互花米草的生态格局模拟和预测等方面的国内外相关研究进展进行了梳理和展望。主要结论包括：①水盐梯度决定着互花米草的生理生态特征、物种分布和演替格局;②随着遥感技术的不断发展和地理信息系统技术的不断完善,关于群落尺度上互花米草的空间动态研究也越来越趋向于精确化;③群落尺度上的互花米草格局动态及其生态水文驱动机制的量化将成为今后的研究热点;④在对互花米草空间格局进行预测和模拟时,需综合考虑滨海湿地水动力学过程、植物生理学过程、地形生态演化等过程。     

论水文系统混沌特征的研究方向

简要介绍了混沌的概念，回顾了水文系统的混沌研究进展，从哲学上论证了水文系统混沌演化的普遍性，指出当前水文系统混沌研究的重点应该是探索水文系统混沌演化的普遍性，揭示水文系统混沌演化的成因机理和基本规律及其因果关系，提出了宏观、中观和微观时空尺度相结合，理论分析和计算机模拟相结合的水文系统混沌研究方法，讨论了形成混沌水文学的可能性     

论水文系统混沌特征的研究方向

简要介绍了混沌的概念，回顾了水文系统的混沌研究进展，从哲学上论证了水文系统浊沌演化的普遍性，指出当前水文系统混沌研究的重点应该是探索水文系统混沌演化的普遍性，揭示了水文系统混沌演化的成因机理和基本规律及其因果关系，提出了宏观、中观和微观时空尺度相结合，理论分析和计算机模拟相结合的水文系统混沌研究方面，讨论了形成混沌水文学的可能性。     

树干茎流研究综述

树干茎流是林冠层降雨再分配的重要组分,有着重要的生态学和水文学意义。本文从树干茎流的研究方法、影响因素及模型等方面,阐述了树干茎流的样树选择、收集方法及树干茎流量的尺度上推,论述了植被状况、降雨特征及天气条件对树干茎流的影响,探讨了树干茎流模型的理念及优缺点,为生态水文学的发展与进步提供一定参考借鉴。     

传统水文向现代水文的转变

水文学是地理学科的一个重要组成部分。水文学是研究关于地球上水的起源、发展、分布、变化等运动的自然科学学科。随着自然科学的发展和人类社会的进步,水文研究也逐渐从传统水文向现代水文转变。基于此,在阐述传统水文与现代水文内涵概念的基础上,重点分析传统水文向现代水文转变的变化特点,并深刻总结传统水文向现代水文转变的现实意义,对水文学科的发展变化有更加清晰的认识。     

干旱半干旱地区生态水文研究综述

干旱半干旱地区由于受特殊的地理环境和气候条件的影响,是生态环境脆弱的重点地区。介绍了我国干旱半干旱地区的划分及其生态水文研究的内容与意义,重点阐述了可用于干旱半干旱地区生态水文研究的典型模型如TOPMODEL、MIKE SHE、VIC、DHSVM、SWAT等的形成、结构、适用时/空尺度、主要功能,并就我国学者对它们的一些应用进行的归纳与总结,为我国干旱半干旱地区的生态水文研究提供借鉴。     

岷江上游典型流域植被水文效应模拟

该文通过研究现有土地覆盖下水文分布的空间格局,及不同植被类型集水区内降雨与径流间的关系,来揭示森林生态系统与水文动态之间相互作用的机制,从而为岷江上游的生态环境评价和区域生态环境保护及恢复提供理论依据和科学指导.在前人研究的基础上,结合先进的地理信息系统和遥感技术,构建岷江流域植被水文模型.模型以水文子模块TOPMODEL为中心,由山地小气候模型MTCLIM和林冠截留模型为其提供水文学参数,研究中水文循环过程涉及植被截留、(实际)蒸散发、降雨入渗和土壤水分动态等.最后将模型应用于岷江上游典型支流——杂古脑流域,对其1995年7—9月的径流特征进行了模拟分析.结果显示,7—9月日径流量总体趋势表现为逐渐降低,径流量对降水响应敏感,基本反映了杂古脑流域雨季的径流变化特征.     

多时段空间剩余协克立格模型基本理论及其在水文领域中的应用

本文将随机水文学理论和地质数学理论有机地结合在一起，提出了用时空随机函数观点去分析水文数据的多时段空间剩余协克立格模型。该模型仅利用有限站的多变量水文时间序列数据即可建立起反映每一时段多变量时空相关特征的变差函数模型，从而能够在局部范围内对多个水文变量进行最优估计或外推预测。     

国内外水土保持径流调控措施研究综述

对国内外水土保持径流调控措施进行了综述。在我国,主要研究了水土保持措施对径流、水环境效应、小流域综合生态经济效益的影响,以及径流空间尺度效应。在国外,一直以机理性研究为主导,其发展方向主要侧重于大型水文模型的建立和推导。     

HEC——HMS分布式水文模型在黄土高原小流域的可应用性

场降雨条件下小流域水文模型的研究是水文学的热点问题之一。该文利用山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站2004—2006年的实测资料,在分析了HEC--HMS分布式水文模型参数敏感性的基础上,进行了参数率定和检验,然后利用率定好的参数,对HEC--HMS分布式水文模型在黄土高原小流域中的可应用性进行了评价。研究得出:参数Cn对洪峰流量和径流总量敏感,Cn的取值是决定模型模拟精度的关键;洪峰滞时对洪峰出现时间为一般敏感;模型率定期的确定系数在0.75～0.87之间,模型验证期的确定系数在0.73～0.82之间;HEC--HMS分布式水文模型适用于黄土高原地区。      

森林流域水文模拟模型的概念、作用及其在中国的应用

在全球变化的背景下,研究森林植被与水资源相互作用的森林水文学和流域管理科学在国际上得到迅猛发展. 作为一种新型的水文研究和流域管理工具,流域水文模拟模型在中国越来越为森林水文和流域管理工作者所接受和使用. 该文在总结了中国在森林水文研究中的主要问题后,介绍了森林流域水文模拟模型的基本概念、分类方法以及在开展森林与水关系研究中的主要作用,总结了流域水文模拟模型的主要功能. 并以分布式水文模型MIKE SHE为例介绍了模型的结构组成、开发和应用过程. 最后提出该模型在中国应用中要注意的问题,包括中国土地利用的独特性、历史水文气象数据的可靠性和共享性.      

贵州喀斯特森林生态系统水文生态功能的研究

对贵州喀斯特森林林冠截留、枯落物持水、林地土壤持水、延缓地表径流和减沙效应以及喀斯特地区主要树种水分生理、生态特性进行了总结和分析。分析表明,喀斯特森林水文生态功能研究对喀斯特区植被恢复、石漠化防治有重要作用。从目前研究结果来看,喀斯特森林水文生态研究较少且大多集中在茂兰原生性林区和乌江流域;研究方法多采用定点定位观测,获取资料以统计分析为主;大尺度上建立定量研究模型并对喀斯特森林水文生态功能进行评价是以后需要深入研究的内容。     

论水文尺度问题

对国内外研究的水文尺度问题进行了回顾,阐述了水文尺度问题研究的现状并进行了分析.提出了水文尺度研究涉及的关键问题,包括水文过程尺度、水文观测尺度以及尺度连结"桥"和遥感水文等.最后对水文尺度研究的发展趋势与前景进行了探讨,指出充分利用现代科学技术,开展国内和国际间的水文科学实验以及变化环境下不同尺度水循环物理过程的研究,对推动水文科学的发展具有重要意义和广阔前景.     

水文尺度问题及尺度转换研究进展

在介绍了水文尺度、尺度问题和尺度转换概念的基础上,分析了进行尺度转换的4种途径,即分形理论、小波分析、分布式水文模拟、混沌理论。提出了水文尺度研究涉及的关键问题,包括尺度问题的不确定性、水文过程尺度和水文观测尺度、水文现象的空间异质性和时空变异性。最后在已有成果的基础上,提出了目前研究中存在的问题及未来的发展方向。水文尺度转换需要多学科的交流和理论与技术的创新。