土柱变密度溶质运移试验推求水平及垂直方向弥散度研究

基于溶质运移对流弥散理论的变密度海水入侵模型广泛用于海水入侵研究,而水动力弥散系数是影响模型模拟效果的关键性参量之一。利用传统土柱溶质运移试验结合旁侧抽水,采用数值反演法成功获取了水平及垂直两方向弥散度。相对于传统方法,在不增加试验复杂度的前提下,同时推求了不同方向的弥散度,提高了试验效率,节约了试验成本,可广泛用于测定水动力弥散系数等参数。     

淮河流域近500年洪旱事件演变特征分析

为了认识淮河流域过去500年洪旱事件发生规律并鉴别当前的洪旱情势,收集并对比分析了流域实测降雨资料、重建历史雨季降雨资料、历史旱涝等级资料、历史洪旱文献记录和历史调查洪水资料等多源洪旱灾害数据。以重建历史雨季降雨资料和历史旱涝等级资料为主要依据,通过滑动平均、频率计算、小波分析和突变检验等方法,分析流域过去500年洪水干旱时空分布特征和演变规律。结果表明,17世纪淮河流域洪旱灾害最严重,但20世纪极端洪旱事件发生频次最多。淮河流域洪旱事件存在40年左右的稳定长周期,主周期从18世纪的15~20年逐渐减少到19世纪的5年周期,近20年来出现2~3年的主周期,洪旱灾害事件呈增加趋势,流域社会经济发展面临着严峻的洪旱灾害威胁。     

基于多元线性回归的表层岩溶泉流量预测

利用贵州省安顺市普定县陈旗小流域泉流量动态变化及降雨观测资料,根据泉流量系列自相关和偏自相关以及降雨-泉流量系列互相关分析,确定泉流量系列以及降雨-泉流量响应滞时,建立泉流量与降雨及前期泉流量的多元线性回归模型。率定期(模型参数率定的时段)模型的输出结果与实测流量过程线较为吻合,效率系数为0.996,均方误差为3.0×10-7m3/s,平均相对误差为2.12%。验证期效率系数为0.985,均方误差为3.96×10-7m3/s,平均相对误差为5.36%。研究也同时表明,随着预测时段的增长,泉流量消退阶段的预测误差增大,因此文中所建模型用于10小时之内泉流量预测较为可靠,六场降雨后泉流量退水过程预测的泉流量相对误差平均值小于5%。      

基于离散裂隙网络模型的裂隙水渗流计算

离散裂隙网络模型(Discrete Fracture Network（DFN）)是研究裂隙水渗流最为有效的手段之一。文章根据裂隙几何参数和水力参数的统计分布,利用Monte Carlo随机模拟技术生成二维裂隙网络,基于图论无向图的邻接矩阵判断裂隙网络的连通,利用递归算法提取出裂隙网络的主干网或优势流路径。基于立方定律和渗流连续性方程,利用数值解析法建立了二维裂隙网络渗流模型,分析不同边界条件下裂隙网络中的流体流动。结果表明,该方法可以模拟区域宏观水力梯度和边界条件下,裂隙网络水力梯度方向总的流量,以及节点的水位、节点间的流量和流动方向的变化特征,为区域岩溶裂隙水渗流计算提供了一种实用、可行的方法。      

基于VTK的地下水数值模拟三维可视化开发应用

本文应用Kitware公司Visualization Toolkit(VTK),开发地下水数值模型可视化建模及数据处理的三维可视化方法.利用美国地质调查局三维地下水数值计算模型MODFLOW的数据,构建VTK类库定义的vtkStructruredGrid、vtkUnstructuredGrid及vtkPolyData数据集类型对象及VTK流水线.以河南省安阳市小南海泉域地下水可视化模拟系统开发为例,实现图像绘制、等水头线生成、筛选及剪切交互处理.     

单环入渗试验与数值反演法结合推求土壤水力参数

单环入渗试验广泛应用于野外测定土壤水力参数。文章在三维非饱和带水分模拟程序VSF基础上,加入了单环入渗水流计算模块,并将改进的VSF与参数优化程序LEVMAR相耦合,构建了适用于单环入渗试验的土壤水力特征参数反演程序VSF-LEVMAR。利用大型室内土槽单环定水头入渗及变水头入渗试验资料,反求水平及垂向饱和入渗系数等土壤水力参数。应用结果表明:该方法既可以利用单环定水头入渗试验单独推求吸湿过程中的土壤水力参数,也可以结合单环定水头入渗与变水头入渗试验同时推求吸湿及脱湿过程中的土壤水力参数。     

气候变化对沅江流域径流影响研究

温室气体排放量增加造成气候变化,对全球资源环境产生重要影响.本文在水量平衡基础上,建立考虑气象要素和地形变化的月水文模型,利用实测径流资料对模型在时空尺度上进行验证.利用全球气候模型(GCMs)预测的未来气候变化情形,对处于湿润区的沅江流域径流过程进行预测.分析结果表明,该区域径流过程对降雨和气温变化十分敏感.根据英国Hadcm2模型对本世纪中叶气候变化预测结果,沅江流域未来年降雨量减少0.43%气温升高1.55℃,丰水期降雨增加,而枯水期将有较大幅度减少.年径流量相应减少6.8%,丰水期径流量增大11%,枯水期径流减少47%,不利于防洪和水资源开发利用.     

新安江模型理论研究的进展与探讨

回顾了新安江模型发展的历程,指出在具有物理基础的分布式水文模型发展遭遇理论瓶颈的背景下,可重新审视新安江等概念性模型的重要作用和地位。文章介绍了近年来新安江模型在结构、理论方法及应用等方面取得的进展,认为新安江模型是一个不断发展的模型理论体系。新安江模型理论的创新首先需秉承其理论的特色,即蓄满产流及以统计曲线形式表达的部分产流的概念,可用山坡水文的理论和发现指导模型创新,并采取野外实验、理论分析与计算机建模三者并重的理念。     

潜在蒸散发量计算公式在贵州省适用性分析

利用贵州省18个气象站1961~2001年逐日气象资料,采用Penman-Monteith方程计算潜在蒸散发量,对以辐射和气温为基础的简化公式参数进行率定,对比分析不同计算公式推求的潜在蒸散发量之间的差异以及用于气候变化情景下预测适用程度。结果表明,各种潜在蒸散发量公式经参数率定后计算的多年平均蒸散发量相近,但变化趋势存在较大差异。与考虑综合气象因子对潜在蒸散发影响的Penman-Monteith公式计算结果相比,以辐射为基础的蒸散发公式在该地区的适用性较好,以气温为基础的蒸散发公式用于气候变化情景下潜在蒸散发量预测,结果偏大。