巢湖沿岸圩区稻季营养盐的输出特征研究

巢湖流域沿岸分布着很多圩区,人们在圩内进行各种农业活动,圩区营养盐的输出是造成巢湖流域非点源污染的重要因素。为了解圩区农业非点源营养盐的输出特征,笔者通过在巢湖流域河网地区选择比较典型的圩区,于2014年水稻生长期进行了较系统的野外调查观测、取样和室内水质分析,探讨在自然降雨-径流的条件下圩区各类营养盐的浓度变化及输出特征。2014年稻季共进行了9次排水,排水量总计73.09 mm,径流系数为0.37,9次排水事件总氮(TN)和总磷(TP)的平均浓度分别是3.42、0.22 mg/L,圩区水体处于富营养化水平。降雨-径流强度是影响营养盐浓度变化的重要因素,稻季生长期内TN和TP的输出量是0.28、0.017 kg/hm2,占稻季施肥总量的1.7%和0.16%。径流量是影响营养盐输出总量的关键因素,同时施肥量和施肥至排水事件的间隔天数也是是影响营养盐输出的重要因素。     

基于GIS的黄河下游分布式水资源模拟

分布式水文模型是水文界研究的焦点问题之一。该研究选用黄河下游流域作为典型研究流域，应用ARC／INFO技术和遥感信息、国内最新水资源调查资料和我国自行开发的LL-Ⅱ分布式水文模型对流域的水资源量进行模拟计算。黄河下游流域内主河道由于泥沙的不断淤积属于典型的地上悬河，而且该地区随着经济的不断发展，人类活动对水资源的影响日益显著，尤其是跨流域调水的影响。本研究充分考虑各种人类活动对水资源的影响，对径流过程进行连续模拟，并取得了较好的模拟结果。     

跨区域量化比较3种土壤类型坡面的拦蓄径流能力

[目的] 基于定量化数值建立一个跨区域评价不同土壤类型和管理措施坡面拦蓄径流能力的指标体系,为水土流失防治工作提供科学指导。 [方法] 在新疆维吾尔自治区伊宁市北山坡的灰钙土、棕红土坡面和贵州赤水市大石河小流域的紫色土坡面各布设了4种管理措施的径流小区,基于2019—2021年4—9月的自然降雨量和径流量观测数据,用径流系数、径流曲线数(CN值)和降雨产流阈值数据量化比较了12个径流小区的减流能力。 [结果] 不同土壤拦蓄径流能力排序为：灰钙土＜棕红土＜紫色土,其CN值分别为90.05,89.53和77.36;其降雨产流阈值分别为3.44,3.50和14.96 mm。不同评价指标结果均显示,灰钙土和棕红土管理措施坡面的拦蓄径流能力顺序为：枯草覆盖＞水平沟＞增渗孔＞对照;紫色土管理措施坡面减流能力的顺序为：园地＞草地＞耕地＞对照。对于对照小区,当径流系数增加1%时,灰钙土、棕红土和紫色土的径流深分别增加了1.73,2.61和6.79 mm;当CN值增加1时,3种土壤坡面的径流深则将分别减少1.00,1.00和0.71 mm。 [结论] 跨区域评价不同土壤类型坡面的减流能力时,推荐用CN值和降雨产流阈值指标,不宜使用径流系数。     

固原市玫瑰苑小区低影响开发措施改造对降雨径流的调控效益

[目的]计算住宅小区海绵改造后对降雨径流的调控效益,旨在为海绵城市建设提供技术参考。[方法]结合宁夏回族自治区固原市某住宅小区各低影响开发(low impact development, LID)设施的布设情况,计算不同设计降雨量下LID设施对降雨径流的截蓄量与各LID设施截蓄容积的利用率;再结合固原市2004—2014年的降雨资料,计算出该小区年均降雨径流总截蓄量与各LID措施对降雨径流的截蓄量。基于计算出的小区LID设施对降雨径流的截蓄数据,结合资源环境经济学原理,计算小区降雨径流年调控效益、单方降雨径流调控效益与各LID措施年均降雨径流调控效益。[结果]小区海绵改建后,年均降雨径流调蓄量增加11 568 m~3,产生的效益为111 302元/a,单方降雨径流调控效益为9.62元/m~3;各LID设施年均效益分别为:雨水花园45 273元/a,下沉式绿地27 103元/a,雨水桶6 654元/a,雨水池32 272元/a。[结论]住宅小区海绵改建能够有效控制小区降雨径流的外排量,提高小区年径流总量控制率,具有明显的经济、环境和社会效益。     

黄土高原北部水蚀风蚀交错区产流条件及径流系数

为了揭示黄土高原北部水蚀风蚀交错区的产流机制并推求径流系数,为该地区地表水资源的深入研究提供基础数据,选取具有黄土高原北部水蚀风蚀交错区典型气象与水文特征的六道沟流域为研究区。通过分析实测水文数据,从机制上分别研究了试验流域在表层土壤（5—10 cm）达到饱和及不饱和条件下的产流过程,在长历时低强度降雨条件下,产流的必要条件是表层土壤达到饱和且雨强≥0.12 mm/min;在短历时高强度降雨条件下,表层土壤未达到饱和状态时,产流的必要条件是降雨强度≥0.52 mm/min;径流系数与平均降雨强度之间存在着显著的正相关关系;以运动波理论的基础方程式结合GIS技术开发了适用于试验流域的分布式降雨—径流数值模型,模型的误差<3%;基于2005—2009年（5 a）的降雨—径流数值计算,得到试验流域在这5 a的平均径流系数为0.11,从而推求出多年平均径流系数为0.10～0.15。     

城市雨水径流非点源污染研究进展

城市雨水径流污染是城市非点源污染最主要的类型,具有随机性强、面积广、成分复杂等特点,对其研究有着重要意义。通过对国内外城市非点源污染机理、模型等研究进展的讨论,提出今后我国城市非点源污染研究的发展方向。     

晋西黄土残塬区人工集流场形式优化设计

在黄土残塬地区,旱井作为解决当地农业用水的一种有效途径,已被越来越多的人所认同。而在旱井集雨系统中,旱井集流场所汇集的降雨径流及其含沙率的多少,又直接关系到工程效益的发挥和寿命的长短。该文利用人工降雨试验,并辅以天然降雨观测,系统分析了旱井系统中人工集流场的产流量、产沙率、集流效率与下垫面材料、坡度、雨强的关系,最终遴选出适合当地条件的最优坡度及下垫面材料。研究认为在经济、便捷与高效的原则下,采用5°左右坡的裸露夯实黄土面,可有效利用当地有限的雨水资源。     

SCS模型在干热河谷区坡面产流模拟中的应用

 为探索干热河谷泥石流多发地区的降雨产流机制,选择地处云南省东北部干热河谷区的蒋家沟流域,利用径流小区野外双环下渗试验的结果,确定径流小区中各土壤水文类型,根据蒋家沟实际情况,用前期影响雨量代替前5d降雨总量来确定各径流场中土壤的前期湿润程度,然后利用实际观测的5次降雨—径流资料,运用SCS模型对5个不同土地利用类型的径流小区进行降雨产流模拟,通过校正初损Ia和CN参数,得到模拟结果。结果表明,与实测资料相对比,各次降雨中模拟的径流量与实测值的误差平均值分别为4.32%,5.30%,9.59%,7.99%,5.26%,可信度较高,说明SCS模型可以应用于干热河谷区坡面降雨产流的估算,研究成果可为该地区降雨—径流模型提供参考。     

黄河呼和浩特段水动力与降雨径流耦合模型的构建

针对目前黄河呼和浩特段污染日趋严重,没有合理、完善的水动力模型为流域水环境污染物迁移、扩散和降解模拟提供基础模型的问题,基于MIKE11水动力模块、降雨径流模块构建了黄河呼和浩特段水动力与降雨径流耦合模型,对黄河呼和浩特段降雨径流、水位、流量进行模拟分析,结果表明:降雨径流模型纳什系数E≤0.8的占2.19%,E≤0.9的占7.39%,其余为E0.9,相对误差σ为0.04%~19.88%,黄河呼和浩特段水动力与降雨径流耦合模拟纳什系数E≥0.99,相对误差σ为0.23%~1.54%;01—06月降雨径流量0.46~8.36m~3/s,10月达到全年最大值,为26.16m~3/s;10月之后呈线性下滑趋势,并到12月初出现急剧下降状态;头道拐、河口镇、喇嘛湾断面02—03月各断面温度开始逐渐回升,且具有一定的突变现象,水位和流量突变范围分别为2.5~3.5 m和1 380~1 400m~3/s,04—12月和1月黄河呼和浩特段水位和流量相对平稳,变化范围分别为1.8~1.3m和790~800m~3/s,并在07—09月出现了一年当中的丰水期,水位和流量最大值可达988.6m和1 162.5m~3/s。     

黄土高原小流域水土保持林空间配置对场降雨径流影响的模拟

合理的水土保持林空间配置是黄土高原植被恢复和水土保持功能持续提高的关键。在对HEC-HMS分布式水文模型参数进行率定的基础上,探讨该模型在黄土高原小流域中的适用性,模拟水土保持林覆被率以及水土保持林空间配置对场降雨径流的影响。结果表明：HEC-HMS分布式水文模型在黄土高原小流域中的应用效果良好,径流系数、洪峰流量均随森林植被覆盖率的增加而减少,随着水土保持林覆被率的提高,流域对高强度暴雨的调控能力将得到极大的提高;当水土保持林位于流域的上游、中游时,场降雨的径流量、洪峰流量均降低,水文调节效果较好。因此,在干旱的黄土高原应该适度造林,在小流域中配置水土保持林时,应该配置在上中游。