FEFLOW——有限元地表、地下水流与污染物质模拟系统

分散性水文模型(或流域水文动力学模型)是现代化水文与环境学科中发展的一个热点,国际上已知的分散性水文模型多达十几种,但从理论上、通用性以及软件使用的友好性来看,FEFLOW是其中比较完善的一个.     

灵活架构水文模型在不同产流区的应用

对于给定的流域,选择合适的水文模型进行模拟是水文学研究的难点。选取中国11个典型流域,划分为蓄满产流区、超渗产流区及混合产流区,分别验证4种经典概念性模型与4种灵活架构模型。研究表明:蓄满产流区灵活架构模型难以提高模拟精度,但可以检验模型构件对模拟结果的影响,排除不合实际的模型结构;超渗产流区灵活架构模型可以提高模拟精度,但缺乏系统性,难以完整准确地描绘水文过程。综合而言,灵活架构模型表现不稳定,通用性差,但架设与修改方便,易于确定流域产汇流关键过程,是水文模拟的有效手段。     

灵活架构水文模型在不同产流区的应用

对于给定的流域,选择合适的水文模型进行模拟是水文学研究的难点。选取中国11个典型流域,划分为蓄满产流区、超渗产流区及混合产流区,分别验证4种经典概念性模型与4种灵活架构模型。研究表明:蓄满产流区灵活架构模型难以提高模拟精度,但可以检验模型构件对模拟结果的影响,排除不合实际的模型结构;超渗产流区灵活架构模型可以提高模拟精度,但缺乏系统性,难以完整准确地描绘水文过程。综合而言,灵活架构模型表现不稳定,通用性差,但架设与修改方便,易于确定流域产汇流关键过程,是水文模拟的有效手段。     

分类器和时相结合的流域下垫面分类方法

文章探讨提高卫星遥感大范围流域下垫面分类方法:通过集合贝叶斯分类器和决策树分类器的优势,充分利用TM影像覆被信息,结合影像时相动态信息以获得分类准确的土地覆盖/利用类型;再结合DEM生成的坡度信息得到下垫面类型,最终确定水文地理单元.以河南省的东湾流域为例进行验证,结果表明:贝叶斯法和决策树法分类各有优势,两者结合可以获取更准确的土地覆盖/利用分类结果,辅以时相类信息可以进一步修正类别间的混淆.     

Analysis of stochastic characteristics of the Benue River flow process

Stochastic characteristics of the Benue River streamflow process are examined under conditions of data austerity. The streamflow process is investigated for trend, non-stationarity and seasonality for a time period of 26 years. Results of trend analyses with Mann-Kendall test show that there is no trend in the annual mean discharges. Monthly flow series examined with seasonal Kendall test indicate the presence of positive change in the trend for some months, especially the months of August, January, and February. For the stationarity test, daily and monthly flow series appear to be stationary whereas at 1%, 5%, and 10% significant levels, the stationarity alternative hypothesis is rejected for the annual flow series. Though monthly flow appears to be stationary going by this test, because of high seasonality, it could be said to exhibit periodic stationarity based on the seasonality analysis. The following conclusions are drawn： （1） There is seasonality in both the mean and variance with unimodal distribution. （2） Days with high mean also have high variance. （3） Skewness coefficients for the months within the dry season period are greater than those of the wet season period, and seasonal autocorrelations for streamflow during dry season are generally larger than those of the wet season. Precisely, they are significantly different for most of the months. （4） The autocorrelation functions estimated ＂over time＂ are greater in the absolute value for data that have not been deseasonalised but were initially normalised by logarithmic transformation only, while autocorrelation functions for i = 1, 2 365 estimated ＂over realisations＂ have their coefficients significantly different from other coefficients.     

张集地区地下水易污性及污染风险评价

文章在地下水易污性和污染风险评价方法的基础上,根据张集地区的水文地质状况和土地利用情况,建立了地区地下水易污性和污染风险评价的指标方法:GRADIC法和GRADICL法,并利用GIS/Arcinfo软件对地区地下水易污性和污染风险进行评价,得到张集地区地下水易污性指数和污染风险指数及其分布图。评价结果对于张集地区地下水合理开发利用、科学管理和有效保护,实现地区地下水资源的可持续利用具有实际意义。     

雷达测雨误差及其对淮河流域径流模拟的影响

将雷达测雨数据与分布式水文模型相耦合进行径流过程模拟,分析雷达测雨误差及其径流过程模拟效果,研究雷达测雨误差对径流过程模拟的影响效应.在对淮河流域气象中心业务化的5种淮河流域雷达测雨数据进行误差分析的基础上,采用雷达测雨数据驱动HEC-HMS水文模型,模拟分析淮河息县水文站以上流域2007年7月1-10日强降雨集中期的径流过程.结果表明:利用雷达测雨数据的径流模拟结果与实测资料的模拟结果基本吻合,各种雷达测雨数据误差经过HEC-HMS水文模型传递后,误差明显减小.联合校准法对应的模拟效果最好,过程流量相对误差NBs'和洪峰流量相对误差Z'分别为-20.2%和-13.3%.     

经验方法研究下垫面变化对洪水的影响

1980s以来,人类活动对下垫面的影响加剧,研究下垫面变化对流域产汇流规律的影响具有重要意义.通过对海河流域中紫荆关、阜平两个流域分别用经验方法进行洪水模拟演算,并把洪水资料按照年代不同分时段,建立P+Pa～Rs相关关系图,分析流域下垫面变化对降雨径流相关关系的影响.建立产流量R与洪峰Qm之间的相关关系,通过统计比较不同年代的趋势线发现,在产流量相同情况下,1980s后的洪峰流量较1980s前有所减少,说明海河流域的调蓄作用有增强的趋势.同时建立流域下垫面条件改变后产流量与洪峰变化幅度的相关关系,发现流域产流量变化与洪峰变化呈正相关关系.     

应用新安江-海河模型研究下垫面变化对设计洪水的影响

为了探明流域产汇流参数变化特征及其演变机理,分析流域下垫面条件变化对设计洪水的影响.通过新安江海河模型研究卫河流域代表区下垫面变化情况,采用综合线性权重法对元村集站设计洪水资料系列进行一致性修正.结果表明:自由水蓄水容量、河网水流退水系数、地表填洼蓄水能力和地下水库出流初始水深这4个参数在1980年后都变大,可见代表区下垫面1980年前、后发生了明显的变化,导致流域内径流量大幅减少;合河—新村—五陵区间在1980年前15场洪水和1980年后32场洪水的预报径流深合格率都超过80%,达到乙等精度;元村集站最大5日洪量修正后比修正前平均减小27.1%;最大15日洪量修正后比修正前平均减小25.4%;最大30日洪量修正后比修正前平均减小23.0%.本研究可为水利工程的建设规模的确定提供科学依据,保障地区的防洪安全,满足人民生活和生产用水需求.     

半干旱地区洪水模拟效果差异性分析及影响因子响应评估

中国北方半干旱地区的降水与下垫面条件具有明显的时空异质性,如何完整准确地描述该类区域的水文过程是当代水文学研究的难点之一.选择半干旱地区水文实验区域——绥德流域和曹坪流域,通过构建不同时空规律的降水场,并结合3种不同产流机制的水文模型,进行大型数值模拟实验,去探究时间、空间、产流机制等因素对半干旱地区洪水模拟的影响,为该类地区水文模型的研制工作提供借鉴.结果 表明:1)半干旱地区中小流域的产流对降雨强度较为敏感,因此降水输入的时间步长对洪水模拟效果的影响程度较大;相比之下,流域雨量站数量的增减,仅体现在降雨分布场的暴雨中心缺失以及面平均降雨量的微小差别,对洪水模拟效果的影响程度较小.2)水文模型能否准确描述主导水文过程是半干旱地区洪水模拟效果优良的关键,流域的尺度效应及其下垫面条件的空间异质性是半干旱地区不同水文模型研制和调整应当优先考虑的问题,无论时间步长、雨量站数量怎么组合,产流结构适宜的模型其模拟效果总是趋于较好的结果.