珠江流域的枯水研究与展望

本文简述了珠江下游控制站枯季径流特点及珠江流域枯水研究概况,对珠江枯水研究进行了展望,提出了未来珠江枯水研究的重点:开展人类活动对枯水径流的影响研究及枯水水文气候研究,同时指出,为指导流域的防旱抗旱工作,需建立枯水水情数据库及枯水预报模型.     

基于ABC法下改进SVR模型的南疆冰川河流年径流预测

为提高传统SVR模型的求解精度和收敛速度,对其循环求解过程利用人工蜂群算法的自适应度因子优化改进,并以新疆冰川河流为例,验证改进SVR模型的可行性与预测精度。结果显示:改进的SVR模型在AIC计算准则下获得的计算值能够达到最小,相对于传统模型其参数结果更加合理;在南疆冰川河流年径流预测过程中改进的模型可提高年相关系数0. 26,降低预测误差均值17. 2%,能够明显提高年径流预测精度;对于冰川河流未来年径流预测建立的自回归方程具有较强的适用性与科学性,为南疆地区其他类似河流的径流预测和水文变化规律分析提供参考。     

基于BP人工神经网络的枯水径流预报方案研究

介绍了BP人工神经网络的桔水径流预报方法,编制了锦屏一级水电站枯水径流预报方案.根据枯水径流预报方案的预报精度评定成果,总结了应用BP人工神经网络进行枯水径流预报的特点.研究表明基于BP人工神经网络的枯水径流预报方案能够满足水文情报预报规范,具有较好的实用性和可行性.     

东北小流域夏季枯水径流对覆被变化的响应

根据枯水径流在流量过程曲线上的定义,绘制枯水径流流量过程曲线(Low Flow Duration Curve,LFDC),分析1973～2004年间东北地区育林沟流域夏季桔水径流对造林引起覆被变化的响应规律.结果表明,1983～2004年相对于1973～1982年,流域森林覆被增加了l5%,多年平均夏季枯水径流相对增加11.84%,各年夏季枯水径流增加值却随着森林覆被的增加整体呈现递减的趋势.其中,流域覆被的增加对LFDC曲线上0～50%频率的夏季枯水径流增加尤为显著.LFDC曲线能够更好地体现超过某一频率的枯水径流对覆被变化的响应规律,对于枯水季节水文水资源的利用管理具有重要的参考价值.     

枯水研究进展

枯水和洪水是水文学中极值范畴,自20世纪七八十年代以来,大规模地开展河流枯水研究工作,但枯水研究的深度远远低于洪水。总结前人研究的成果可以发现,人类对枯水研究的内容主要集中在以下3点:①对不同区域影响枯水的主要因素进行识别;②枯水频率分析以及有关枯水资料的处理方法;③分析枯水径流的计算方法及系统预测。从研究方法来看,过去,对于枯水研究中所采用的方法主要是以概率统计学和时间序列分析等为主的传统方法。随着信息时代的到来,一些新的技术、新的方法纷纷地应用于枯水研究,如"3S"技术(RS、GIS、GPS)。通过枯水研究综述,对我国进一步开展枯水研究以及合理利用枯水资源提供了科学依据,为我国开展系统综合分析应用研究,特别是对西部的干旱、半干旱地区具有深远的科学现实意义。     

变化环境下海河流域天然河川径流丰枯概率演变规律

海河流域天然河川径流持续衰减,水文丰枯情势显著变化,亟需研究适用于非一致性水文序列的丰枯概率计算方法。基于标准化径流指数、GAMLSS模型等方法,提出一种不同等级丰枯水事件期望发生次数和期望等待时间的计算方法,研究变化环境下海河流域天然河川径流丰枯概率的演变规律。结果表明：(1)径流丰枯概率呈现出显著的枯增丰减趋势;(2)同传统的一致性分布等多类概率分布相比,以时间t为协变量的LOGNO分布拟合流域径流系列的效果最优,且基于该分布计算的期望发生次数更接近于历史实际;(3)非一致性最优模型不同情景条件下计算的流域极端枯水和极端丰水事件的期望等待时间分别为4.9～9.4 a、14.5～36.0 a,说明海河流域近期发生极端枯水的概率远大于极端丰水。     

考虑径流年内分布影响的丰枯划分方法及其应用

在分析现有的考虑年内分布影响的径流丰枯划分方法不足之处的基础上,提出一种求取年内各月权重值的新方法--因子分析定权法,并将其应用于西江干流梧州水文站1946-2000年的年平均流量的丰枯划分;然后,应用Markov过程分析法,对该站年平均流量丰枯状态演化的概率特性进行了研究。结果表明：梧州站枯水、平水和丰水状态的自保守性依次减弱;无论径流处于何种初始状态,其向枯水、平水和丰水状态转移的概率依次减小;在其径流长期演化过程中,枯水、平水和丰水状态的出现频率依次降低。     

喀斯特流域岩性与枯水径流特征值的灰色关联度分析

喀斯特流域枯水径流特征值的影响因素很多,如气候、流域面积、岩性、土壤、地貌等等,而能够确知的信息不多。本文视喀斯特流域为灰色系统,对流域枯水径流特征值与岩性组成之间的灰色关联度及灰色相对关联矩阵进行分析,从而揭示枯水径流特征值与流域面积和岩性之间的关联规律。      

甘肃省主要河流径流时空分布规律及演变趋势分析

通过对甘肃省主要河流径流时空分布规律的分析研究,得出干旱缺水的主要原因是各河年径流丰水时段很短,一般只有2～3年;枯水时段很长,可达7～26年;祁连山区许多河流多年均值基本稳定。并预测从1998年开始至2009年,全省诸河水量从枯水年代转向平水到偏丰的年代;建议全省必须树立长期抗旱的思想,水资源利用必须进行系统分析优化配置。     

黄河上游径流长期变化及趋势预测模型

分析了黄河上游唐乃亥以上流域年径流序列的长期变化特征，在此基础上将时间序列分析与随机离散过程理论相结合，提出了一个用于黄河上游径流变化趋势超长期预测的时间序列—Markov链辐合模型．应用表明，该模型兼具时间序列模型与Markov链模型的优点，既能预调总体趋势，又适合于波动性较大的随机序列变化．分析与计算结果表明，黄河上游径流目前正处于20世纪80年代末期开始的第5个枯水段的底部，未来10a内，黄河上游年径流量的变化将呈现一个震荡递增的趋势，但这期间的平均径流量仍将低于多年平均水平，     

Spatial evaluation of impacts of increase in impervious surface area on SCS-CN and runoff in Nagpur urban watersheds,India

The changing land use due to rapid urbanization has profound impact on the runoff in urban watersheds. The spatial analysis in urban watersheds is felt necessary for management of surface and subsurface water regimes. Significant increase in impervious zones was observed in Nagpur urban watersheds between 2000 and 2012 having impacts on runoff, and even flash floods were observed. This study presents spatial and temporal impacts of change in urban built-up area on curve number (CN) and runoff during the years 2000 and 2012. The study also analyzes effect of slope on CN values and shows that CN increases with slope. High-resolution satellite images were used to map impervious surface areas (ISAs) which show an increase of 0.9 to 34 % during 2000–2012. Spearman’s and Pearson’s coefficients have been generated to establish relationship between runoff, impervious surface areas, vegetation index, slope, and runoff coefficient. It has been hypothetically assumed that if 100, 50, and 25 % rooftop rainwater harvesting is considered, the estimated runoff reduces in 2012 as compared to the year 2000. The study suggests that increase in impervious areas within urban watersheds can be utilized for groundwater augmentation adopting rooftop rainwater-harvesting techniques and to prevent flash floods.     

Estimation of net primary productivity using a process-based model in Gansu Province, Northwest China

The ecological structure in the arid and semi-arid region of Northwest China with forest, grassland, agriculture, Gobi, and desert, is complex, vulnerable, and unstable. It is a challenging and sustaining job to keep the ecological structure and improve its ecological function. Net primary productivity (NPP) modeling can help to improve the understanding of the ecosystem, and therefore, improve ecological efficiency. The boreal ecosystem productivity simulator (BEPS) model provides the possibility of NPP modeling in terrestrial ecosystem, but it has some limitations for application in arid and semi-arid regions. In this paper, we improve the BEPS model, in terms of its water cycle by adding the processes of infiltration and surface runoff, to be applicable in arid and semi-arid regions. We model the NPP of forest, grass, and crop in Gansu Province as an experimental area in Northwest China in 2003 using the improved BEPS model, parameterized with moderate resolution remote sensing imageries and meteorological data. The modeled NPP using improved BEPS agrees better with the ground measurements in Qilian Mountain than that with original BEPS, with a higher R ² of 0.746 and lower root mean square error (RMSE) of 46.53 gC m^?2 compared to R ² of 0.662 and RMSE of 60.19 gC m^?2 from original BEPS. The modeled NPP of three vegetation types using improved BEPS shows evident differences compared to that using original BEPS, with the highest difference ratio of 9.21 % in forest and the lowest value of 4.29 % in crop. The difference ratios between different vegetation types lie on the dependence on natural water sources. The modeled NPP in five geographic zones using improved BEPS is higher than those with original BEPS, with higher difference ratio in dry zones and lower value in wet zones.     

瓦屋山水电站厂房区红层岩体古滑坡稳定性研究

红层岩体以其岩体结构的软硬相间及软弱夹层发育而在边坡稳定方面表现为"易滑地层".瓦屋山水电站厂房区边坡为顺向坡,砂岩类岩石与黏土岩类岩石呈缓倾、互层状(倾角10°～20°)产出.构造与表生改造作用下,在这两类软硬相间的岩石界面上常形成分布较为连续的软弱夹层,这类岩体较易沿软弱夹层产生顺层滑动.地质历史时期,瓦屋山厂房区...     

Review on snowmelt runoff simulation in mountain regions,Northwest China北大核心CSCD

Snowmelt runoff is a valuable water resource in Northwest China. In the past few decades, progress has been achieved in snowmelt runoff simulation in mountainous areas, including observation and simulation of snow melt process, improvement and development of distributed snow melt runoff model, and ability for application of snow melt runoff model with temporal and spatial distribution driving data. The development of interpolation algorithm, remote sensing and data assimilation technology provides data support for the widespread application of distributed snowmelt runoff model in northwest mountainous regions of China. Climate warming and economic and social development will further aggravate the contradiction between supply and demand of water resources in the arid regions of Northwest China, which requires higher precision and detail spatial and temporal resolution of snowmelt runoff simulation. Based on the progress and challenges on snowmelt runoff simulation in mountainous regions of Northwest China, following studies need more attention：the mechanism of snow accumulation and ablation, snow cover spatial and temporal distribution monitoring and high precision of snow distribution data acquisition, quantitative climate change impact on river basin snowmelt runoff. © 2022 The authors.     

岩溶水柜集流坡面的径流模式和调控建议

作为南方岩溶地区水柜水源的坡面径流,其形成和动态变化缺少精确且详细的解析。选择桂林丫吉试验场峰丛洼地的一个表层岩溶泉为对象,通过1个水文年多指标的监测,获得不同降雨条件下坡面径流的水文和水化学动态过程,以水文分析和水化学示踪解析径流水文特征、产流条件和水源组成。结果表明:坡面径流的水文过程季节性变化对比强烈,低水位总时长占全年的一半,连续时长超过3个月,全年连续断流有40多天,显示坡面径流水源不稳定,具有调控的必要性;受控于溶蚀作用的水化学动态展示了来自于多种界面的径流汇合过程;电导率等指标的波动共同指向降雨事件中形成于裸岩区的石面流发挥先锋作用。依据集流场的下垫面结构从3个方向提出调控建议:减少裸岩区径流渗漏;改善表层岩溶带通透性;揭露覆盖区隐伏径流。这些措施将有助于增加水柜蓄水量,提高径流利用效率。     

西北气候由暖干向暖湿转型的信号、影响和前景初步探讨

全球大幅度变暖,水循环加快,增强降水和蒸发.中国西北部从19世纪小冰期结束以来100a左右处于波动性变暖变干过程中.1987年起新疆以天山西部为主地区,出现了气候转向暖湿的强劲信号,降水量、冰川消融量和径流量连续多年增加,导致湖泊水位显著上升、洪水灾害猛烈增加、植被改善、沙尘暴减少.新疆其他地区以及祁连山中西段的降水和径流也有增加趋势.这样气候转型前景如何,是仅为年代际波动还是可发展为世纪性趋势,是只限于天山西部还是可能扩及整个西北以至华北.从引用现有区域气候模式预测,对径流变化模式预测和相似古气候情景的讨论,认为转向暖湿的趋势可以肯定,但目前尚不能确切预测转型扩大在时间上与空间上变化的速度和程度.     

疏勒河上游径流组分及其变化特征定量模拟

气候变化背景下,西北干旱区内陆河流域的水文过程发生显著变化,制约着地区经济社会和生态建设的稳定发展。定量分析和评估高寒山区径流的变化,有助于加强西北地区水资源的规划管理,实现水资源的可持续利用,保障区域水安全。选取位于青藏高原东北边缘、祁连山西段的疏勒河上游作为研究区,利用包含冰雪消融模块的寒区水文模型分布式SPHY模型（Spatial Processes inHydrology model）对流域的径流过程进行定量模拟,根据模拟结果分析了疏勒河上游近45 a径流组成及径流与各组分的变化特征。结果表明：（1）率定期日径流和月径流模拟的Nash效率系数分别为0.62和0.86,验证期达到0.79和0.95,模拟的月径流与实测月径流过程基本一致;（2）径流由四部分组成,冰川径流占总径流的年平均比例为30.5%,融雪径流的占比为12.9%,降雨径流的占比为13.5%,基流的占比为43.1%;（3）由于气温升高、降水增多,冰川径流与降雨径流均呈增加的趋势,平均增加幅度分别为4.66×10⁶ m³·a^-1和2.46×10⁶ m³·a^-1,融雪径流呈减少的趋势,平均减少幅度为1.01×10⁶ m³·a^-1;（4）近45 a年径流增加了69.6%,冰川融水对流域径流增加的贡献率达到48%,非冰川区降水增加的贡献率达到52%。     

祁连山北坡河川径流变化的分析及趋势预测

本文结合大气环流及山区内,外气温和降水的年际变化,分析了径流变化与气候变化的关系。分析指出:山区东段河流的枯水年段与欧亚地区中高纬度纬向环流的加强有一定关系;山区对流性降水对本区河流年径流的变化有不可忽视的影响。用时间序列分析方法模拟了年径流的变化规律,并预测未来5—10年径流的变化趋势。     

坡地径流入渗机制对水文模拟的影响分析

建立了适用于栅格单元系统的基于运动波理论的降尺度新安江模型(KWXAJ)。在栅格单元中采用新安江模型计算产流,运动波模型进行坡面汇流演算。模型中,为考虑上游坡地单元入流的径流入渗(run-on)效应,在进行坡地产流计算时,降雨及上游坡面流及壤中出流被同时作为来水输入新安江模型。在运动波模型中,糙率系数依据土地利用方式及洪水量级确定。选取淮河史灌河流域黄泥庄以上集水区域,作为研究区域。用流域历史上的13次洪水过程来率定和验证此模型。研究表明,run-on机制对流域产汇流预测有重要影响,其显著影响流域内土壤蓄水量时空分布,进而改变产汇流机制。数据分析还显示,不考虑run-on机制将导致模拟洪峰滞后。     

降雨和地形地貌对水文模型模拟结果的影响分析

概念性水文模型数量众多,判断模型是否适合研究流域可以通过模拟结果来体现,但是熟悉流域的产汇流特性可以筛选模型,从根源上大量减少工作量,也可以解决相似流域无资料的问题。选取6种概念性水文模型,以马渡王、板桥和志丹这3个半湿润与半干旱流域为研究区域,探讨流域特性与模型结构之间的关系,并通过降雨和地形地貌分析其对模型模拟结果的影响。研究结果表明,流域地形及植被对产汇流过程有重要影响,由于局部产流现象严重,河道坡度影响大于流域平均坡度,当区域气候条件相差不大时,地形地貌比降雨对流域产汇流特性影响更大。因此对于水文模型的选择,可以在熟悉流域产汇流特性的基础上因地制宜,必要时可以增加适合研究流域的模块来获得更好的预报,在半干旱与半湿润流域,同时具有蓄满和超渗机制的模型能得到更好的应用。