长三角小流域水文观测试验与产汇流机制

变化环境下洪涝灾害呈加剧趋势,探讨暴雨洪水响应机理成为了地理、水文等学科关注的重难点问题之一。本研究基于野外综合对比观测试验,探讨了不同土地利用/覆被下的土壤水响应特征及产汇流机制。结果表明：长三角地区长时间序列土壤含水率季节性变化较小,其变化幅度总体表现为表层和汛期较大,而深层和非汛期较小。杨梅林纵剖面土壤含水率从上到下呈现逐渐增加的趋势,而耕地和竹林趋势相反。从表层到深层,山坡地、城镇用地和荒地土壤含水率呈现反S型、W型和V型波动变化特征。试验流域洪水特征与总降雨量相关性较强,蓄满产流是该地区主要产流方式。城市化区域不透水面扩张,导致降雨下渗减少,径流系数增加,从而使得洪峰水位上升。     

中国东部不同特征小流域水文对比观测试验分析

为探讨中国东部地区变化环境下水循环演变机制,通过水文站网加密观测、构建不同特征试验流域等方法,揭示了不同土地利用和不同城镇化水平下水文要素分布及响应规律。结果表明:①小流域内场次极端降雨局部差异较大,主要受到微地形和风向的影响。②鄞江镇试验流域水位涨幅和单位雨量水位涨幅均高于天然画龙溪试验流域,主要受到了流域大小和城镇化率等因素的影响。③城镇用地和耕地土壤水消退过程较快,林地退水过程相对较慢;浅层10cm、20cm和40cm土壤含水率对降雨滞后响应时间分别为0~0.25h、0.25~0.75h和0.5~0.75h,而深层(60cm和80cm)土壤含水率由于受到优势流的影响,响应较为复杂,响应时间变动范围较大。④小流域地下水对降雨的响应存在滞后性,响应时间为6.5~12h。     

水文巡测后流量测验资料对小流域产汇流参数的影响分析

水文巡测是当前水文资料采集的手段和方式之一，是传统水文向现代水文转变的重要标志。水文巡测技术方案的制定对小流域产汇流参数是否存在影响，影响有多大，同样具有一定的研究价值。采用流量巡测资料前、后平行对比分析和随机生成技术的方法对湖南省株洲水文巡测队3个小河站产汇流参数的影响进行了研究，其结果有一定的代表性。     

珠穆朗玛峰绒布冰川消融与产汇流水文特征分析

分析珠穆朗玛峰峰绒布冰川强消融期6月的日径流资料可知,由于绒布冰川末端冰湖较为发育、冰川面积较大,冰川末端水文站显示白天流量小于晚上流量,冰川储水性较强.最大流量出现时间滞后於最高气温(消融最强)时间9～14 h.随着消融强度增大,冰川排水系统发育越来越完善,滞后时间缩短.据2005年定日县气象站元降水日日平均气温资料和同期珠穆朗玛峰绒布河日均径流量,获得气温驱动下绒布河日均径流量表达式;利用1959年珠峰科考时一个水文年中无降水日绒布河日均流量资料和同期定日县气象站日均气温检验该表达式表明,该表达式在利用定日县气象站无降水日日均气温模拟绒布河径流量时表现较好.绒布河的径流可分割成两部分:冰川融水补给和降水补给.根据1959年降水驱动产生的流量,得出降水对河流补给贡献率为19.2%,冰川融水补给率为80.8%.     

珠穆朗玛峰绒布冰川消融与产汇流水文特征分析

分析珠穆朗玛峰峰绒布冰川强消融期6月的日径流资料可知,由于绒布冰川末端冰湖较为发育、冰川面积较大,冰川末端水文站显示白天流量小于晚上流量,冰川储水性较强.最大流量出现时间滞后於最高气温(消融最强)时间9～14h.随着消融强度增大,冰川排水系统发育越来越完善,滞后时间缩短.据2005年定日县气象站无降水日日平均气温资料和同期珠穆朗玛峰绒布河日均径流量,获得气温驱动下绒布河日均径流量表达式;利用1959年珠峰科考时一个水文年中无降水日绒布河日均流量资料和同期定日县气象站日均气温检验该表达式表明,该表达式在利用定日县气象站无降水日日均气温模拟绒布河径流量时表现较好.绒布河的径流可分割成两部分:冰川融水补给和降水补给.根据1959年降水驱动产生的流量,得出降水对河流补给贡献率为19.2%,冰川融水补给率为80.8%.     

快速城市化地区多尺度水文观测试验与暴雨洪水响应机理分析

城市下垫面改变引起水文循环过程发生变异,导致目前已掌握的天然情况下的产汇流规律和机制难以解释城市化等新形势下的水文现象与过程,而面临需重新再认识的挑战。本文以长三角地区为典型,建立了不同城市化水平及空间规模的水文试验流域,探讨了快速城市化地区暴雨洪水响应规律和机制。结果表明：(1)不同量级降水事件下城镇用地土壤水响应程度(表层土壤水涨幅基本超过4%)总体高于其他土地利用类型,城市化地区下垫面的改变通过影响土壤水动态响应模式直接影响了地表产流过程,植被覆盖率较低的城镇用地和荒地土壤含水率呈现出陡涨陡落现象,而植被作用下的土地利用类型则表现出缓慢上升和缓慢消退的土壤水响应过程。(2)流域洪峰滞时和洪峰流量整体表现为随流域面积增加而呈幂律函数关系形式的增加。(3)总降水量与主要洪水特征(如洪峰流量、单位面积洪峰流量和径流深)基本呈显著相关(相关系数分别达0.49、0.41和0.78以上)。城市下垫面通过改变土壤水动态响应等产汇流特征而直接影响了洪水过程,未来长三角地区暴雨洪水在城市化和气候因素双重作用下呈现持续加剧的趋势。     

广西岩溶地区水文特性及产汇流参数初步分析

我区岩溶分布较广,发育强烈,约占全区总面积41％。就我区来说,可溶岩石主要是碳酸盐类岩石——石灰岩、白云岩,此类岩层发育完善,为岩溶发育提供了基础。同时我区气候炎热,雨量充沛,给岩溶的强烈发育,提供了极为有利的条件,其岩溶地貌大致可划分如下几个部分: (1)桂西北峰丛洼地。分布于宜山至上林一线以西的广大地区。主要特点是,石峰连     

贡嘎山高山水文观测试验系统

介绍了贡嗄山高山水文观测试验系统。该系统建在四川省定县海螺沟海拔３０００ｍ的森林区,共包括４个天然溪沟水文站,１个地下水位观测井,１个森林径流试验场和１个综合气象观测站。观测项目有降水、气温、温度、蒸发、日照、林区径流、冰川径流、地下水位、林下降水、树干流、苔藓持水以及人工径流场出流等水文要素。主要观测数据采用自动记录方式或计算机数据采集。该系统结构和功能完全按照高山自然地理和水文特性来设计,可为     

生态水文研究前沿问题及生态水文观测试验

自1987年Ingram HAP提出生态水文学概念以来,生态水文学得到了快速的发展。2007年,“生态水文学与环境可持续性”已成为UNESCO/IHP第7阶段计划的主题之一。回顾了生态水文学概念的变迁,综述了有关术语及其科学内涵,简要分析了水循环与生物地球化学循环、水文与生态系统相互作用、水文过程与生命过程耦合、绿水及其生态作用等方面关注的科学问题及其观测研究进展;介绍了黑河流域生态水文学研究的初步认识。     

森林植被对流域产汇流机制的影响效应分析

通过对城西径流实验站的产汇流特性分析,得出由于森林植被的急剧减少而引起的流域产汇流特性变化,论述了森林植被对涵蓄水源以及径流的调节作用,要植树造林,恢复森林植被,实现生态环境的良性循环.     

季节冻土区地下水观测成果在流域产汇流理论研究中的应用述评

将山坡水文学产流机制——超渗地面径流、饱和地面径流、壤中径流和地下径流等成分的产流机制,概括为界面(不透水层)产流机制。介绍季节冻土区近地表地下水若干创新的观测成果,综述其在季节冻土区流域产汇流理论研究领域中的应用,建议水利、农业、气象、林业、地质等部门在季节冻土区近地表地下水观测方面通力合作。可以预期,季节冻土区近地表地下水观测成果在产汇流理论研究以及流域水文模型研制中得到进一步的应用。     

黑河流域遥感-地面观测同步试验:森林水文和中游干旱区水文试验

主要介绍了黑河流域遥感—地面观测同步试验(Watershed Allied Telemetry Experimental Research,WATER)的第二阶段,即以森林水文过程及中游干旱区生态水文过程为主要目标的中游试验。简要阐述了试验目标与研究内容,重点介绍了航空飞行试验、地面同步试验和加密观测试验的样方布置、数据获取与处理以及研究进展与展望。中游试验的核心研究内容是紧密围绕森林水文及中游干旱区水文的水循环问题开展航空遥感、地面同步观测试验和水文与生态参数加密观测试验,改善蒸散发反演模型和算法,探讨尺度转换方法。其中航空试验使用了微波辐射计、激光雷达(LiDAR)、高光谱成像仪、热红外成像仪和多光谱CCD相机5类传感器,飞行了17个架次和72个小时。     

慕士塔格卡尔塔马克冰川水文观测与特征分析

基于2003年卡尔塔马克冰川强烈消融期连续的气象与水文观测, 对卡尔塔马克冰川消融的影响因素和融水径流特征进行了分析. 结果表明: 消融期的冰川融水流量与气温之间存在着良好的相关关系, 降水过程会导致气温降低抑制冰川消融. 卡尔塔马克冰川纯冰川融水径流模数为62.4 L·s^-1·km^-2, 冰川区融水径流深为 463.5 mm. 根据现场降水损失试验, 总损失达 26%, 校正后大本营处2003年降水量为134 mm.     

广东沿海新洲高盐度地热水的水文地球化学成因机制

沿海地区的高盐度地热水通常是海水侵入形成的,广东沿海新洲地热田高盐度地热水的形成却并非如此。本研究通过分析广东新洲地热田地热水的水化学和稳定同位素,探究地热水循环过程和化学组分来源。新洲地热田地下热水均为Cl-Na型,盐度较高(TDS>1700 mg/L),H、O稳定同位素显示地下热水来源于大气降水。阳离子地热温度计(Na-K-Mg、Na-K-Ca-Mg、Na-K,K-Mg、Na-K-Ca)和玉髓地热温度计评估的温度不适合作为热储层温度。石英地热温度计(最大蒸汽损失)估算热储层温度为127.1~154.0℃,最大循环深度为4339 m。PHREEQCI模拟计算的饱和指数(SI)和Na/1000-K/100-Mg1/2三角图表明,地热水的化学组分可能来源于高温条件下的水–岩相互作用。新洲地热田钻孔结果表明,深度700~750 m处为风化破碎带,并且观察到岩盐附着层,说明岩盐在地热水中溶解存在相应的地质条件。[HCO3+SO4-(Ca+Mg)]/(Na-Cl)、Na/Cl、Cl/Br、Ca/Sr、Mg/Ca离子比值结果表明,阳离子交换和海水入侵对新洲地热田高盐度地热水化学组分的影响不明显,而以岩盐溶解为主的水–岩相互作用是高盐度地热水形成的主要原因。     

黑河流域生态—水文观测试验与水—生态集成管理研究

对黑河流域水—生态—经济系统研究的主要内容“流域生态—水文观测试验与流域水—生态集成管理”做了概要论述。认为流域水循环、生态水、集成水管理三大科学问题的解决必需加强该领域的研究;结合黑河流域的前期基础、研究现状和能力建设,提出了近期研究的4个领域：流域水循环、水平衡与可利用水资源;流域生态—水文过程与生态环境用水;人类活动驱动的流域水—生态系统演变;流域生态—水文野外平台与流域集成环境。对此进行了进一步的阐述,对该方面研究的方法论和技术难点亦做了简述。     

黑河流域上游寒区水文遥感-地面同步观测试验

介绍了黑河流域上游寒区水文遥感-地而同步观测试验,论述了试验目标与研究内容、试验区的选择设计以及寒区水文长期观测试验.上游试验以理解寒区水文过程、提高寒区定量遥感水平为主旨,以积雪和冻土为主要研究对象,开展了微波辐射计、高光谱成像仪航空遥感和地面同步观测,并选择典型小流域进行长期寒区水文过程观测与研究.试验集中在冰沟积雪小流域、阿柔草场和扁都口裸露耕地3个不蚓地表覆盖区,以积雪和冻土变量与参数的测量为主.同步试验在流域尺度、重点试验区、加密观测区和观测小区4个尺度上展开,分别布置了加密的地面同步观测、通量和气象水文观测、降雨、径流及其它水文要素观测网络;航空飞行传感器分别采用微波辐射计、高光谱成像仪、热红外成像仪和多光谱CCD相机,收集获取了试验区丰富的可见光/近红外、热红外、主被动微波等卫星数据.通过试验,初步构建了上游寒区航空-卫星-地面综合数据集,可以应用于改进和验证寒区陆面/水文过程模型.     

城市化进程对水文循环的影响与对策探析

随着我国城市化建设步伐加快,水文循环健康问题日趋严重。本文针对城市化对水循环影响进行分析,提出应将水文循环健康应用到城市规划中,制订城市化科学方案,从根本上解决城市化建设过程中水文效应影响,在保证经济效益的同时维护一个良好的水文循环平衡,从而缓解城市化进程中的水环境健康问题。     

城区水文循环机制与改善策略分析

在城区化过程中,由于人口快速成长且集中,随之而来的建筑物、道路等不透水面密度增加,导致地下水补给减少及破坏水文循环。为了解土地利用方式改变对长期水文量影响,建立一个适宜的城区水循环模式是非常重要的。选定台湾台北的六馆抽水站集水区进行分析,模式参数经过敏感度分析、率定与验证。采用改变不同透水铺面设置比例的方案,评估其对径流量、入渗量、蒸发散量的改变。并分析设置不同比例屋顶雨水贮集系统对地表径流量及供水量的改变。所建立的城区水循环模式是评估土地利用改变造成水文量的改变的一个有效工具,并可提供决策者做为城区土地利用决策的参考。