生态水文学：植被形态与功能的达尔文表达

美国麻省理工学院Eagleson教授的专著(中文译名<生态水文学>), 从生产力最大化驱动下植物特性的自然选择出发, 致力于有植被覆盖地表的简化生物气候边界条件的推导和应用, 提出了包括光学最优性原则、力学最优性原则、热力学最优性原则和水文最优性原则在内的生物气候最优化原则. 该书通过严密的数学物理推导, 辅以大胆合理的假设, 最终得到简洁明了的具体结论, 给生态水文学的研究提供了许多启示. 全书系统完整、逻辑严密, 代表了陆地生态水文学的前沿, 其主要观点与研究方法将对生态水文学研究产生重要的影响.     

地下水浅埋条件下越冬期土壤水热迁移的数值模拟

应用土壤冻融过程中水热耦合迁移模型,对内蒙古河套灌区地下水浅埋条件下整个土壤冻融过程进行了模拟,分析了越冬期土壤水热迁移规律．结果表明,快速冻结阶段土壤冻结速度随深度线性减小．冻结过程中某一深度处的含水量增量与冻结速度呈双曲线型相关关系．提出了土壤冻融过程中的特征含水量概念,以描述土壤含水量的动态变化特征．     

冬小麦水肥生产函数的Jensen模型和人工神经网络模型及其应用

作物水肥生产函数研究是非充分灌溉理论的重要内容,也是提高农田水、肥利用效率的基础.在作物水分生产函数Jensen模型的基础上,引入肥料因子构造了水肥生产函数的Jensen模型;同时构造了作物水肥生产函数的人工神经网络模型.利用北京地区冬小麦田间试验资料对以上2个模型进行了分析,表明以上模型均可用于描述水分、肥料等因素对作物产量的影响,进而可对作物产量进行预测,且模型都具备一定的精度.     

线性规划在灌区用水管理中的应用

采用流速仪测量渠道流量的灌区,在其测流及水量计算过程中,由于测验断面或人为因素,不可避免地存在着一定误差,有时出现上游测站水量小于下站水量或站间计算配水量明显偏大、偏小等不合理现象.应用线性规划理论中的修正单纯形法,提出水量平差模型,对不合理的测站水量进行修正,以提高配水统计和配水调度的精度.通过在位山灌区的实际运用,取得了明显效果,灌区配水调度也因此实现了由经验定性决策向科学定量决策的过渡,提高了用水管理水平.     

塔里木河干流河道水均衡模型研究

通过对河道水面蒸发量、渗漏量、漫溢量的分析,建立了以月为单位的塔里木河干流河道水均衡模型.该模型以阿拉尔来水量为输入,输出包括干流主要水文站点的水量、各河段的蒸发量、渗漏量、漫溢量等.利用1981—1995年逐月的水文资料进行了模型参数率定,以1996—2000年的水文资料进行了模型验证,结果表明模型具有较好的适应性.利用该模型分析塔里木河干流水资源转化消耗的规律,得出河道漫溢尤其是中游的漫溢是塔里木河干流主要的水量消耗.考虑堤防建设对模型进行了修正,并利用修正后的水均衡模型分析了堤防建设的影响.     

五台山区地形雨减少与能见度减小的可能联系

为了揭示气溶胶对地形雨的影响,以五台山站为研究站,其南部山下的原平、阳泉为对比站,采用相关性分析研究五台山站与对比站年降水量、降水日数的比值与能见度的关系。结果表明,五台山区能见度显著降低,年降水量及降水日数显著减少;研究站与对比站的年降水量比值、年降水日数的比值均显著减小,并且与能见度显著正相关(p0.05)。究其可能原因,能见度的降低反映出气溶胶浓度的增加,气溶胶浓度的增加抑制了山区地形雨的形成。山区地形雨的减少导致山区水资源的减少;在缺少山顶站的情况下无法捕捉地形雨减少对面平均降水量计算的影响,导致低估面平均降雨量的减少量,低估山区水资源的减少量。     

五台山区地形雨减少对水资源量的影响

海河流域水资源量减少的原因倍受关注,以五台山地区为例分析地形雨减少对水资源量的影响,分析五台山站与山下周边的5个站点年降水量之比——地形强化因子(R_o)的减少趋势以揭示地形雨的减少;并利用水热耦合平衡方程定量评估地形雨减少对该地区水资源量的影响。结果表明,近50年间R_o减少了0.53(27%),即地形雨大幅度减少;导致南庄水文站控制的五台山地区天然年径流量减少了1.9亿m3/a,占径流总减少量的70%,为多年平均年径流量的26%。中国很多地区的降水观测站网都缺少位于山上的雨量站,难以估计山区地形雨的减少,导致根据降水进行径流计算时,会低估水资源的减少量。     

基于分布式水文模型的长江上游水资源时空变异性分析

本文首先分析了长江流域内154个气象站降水量和26个干支流水文站流量在1950～2000年期间的变化趋势。为定量分析长江上游地区降水量时空变化对水资源量的影响,构建了基于物理机理的分布式水文模型,模拟再现了天然河道条件下的水文过程。有别于传统的河道径流性水资源评价方法,本文尝试用径流深的空间变化来探讨水资源分布及演变态势。并以渠江罗渡溪水文站为个案,剖析了90年代秋季流量大幅减少的主要缘由。结果表明:受降水在时空分布上存在变异的影响,长江上游局部地区夏季径流深比率呈增加趋势,而秋季则相反;导致嘉陵江渠江水系秋季流量减少的主要原因是降雨,其次才是人为因素。