SWBM模型在锡林河流域气候变化影响评价中的应用

以内蒙古地区的锡林河流域为研究对象,采用考虑融雪的水量平衡模型(SWBM模型),在对锡林河流域水文模拟的基础上,评估了流域水资源对气候变化的响应。结果表明:SWBM模型锡林河流域月径流过程具有较好的模拟效果,率定期和检验期的模型效率系数均超过60%,相对误差也均小于8%,在未来全球气候变化背景下,流域水资源以减少趋势为主,2030年之后,减少幅度将可能超过10%。     

使用积雪遥感面积数据改善山区春季融雪径流模拟精度

随着寒区水文模拟研究的深入,春季融雪径流模拟误差大这一问题越来越明显.针对此问题,以八宝河流域为研究区,利用积雪衰减曲线将MODIS积雪面积比例产品转化为雪水当量,并用其更新分布式水文模型GBHM(Geomorphology-Based Hydrological Model)中模拟的雪水当量,达到提高春季融雪径流模拟精度的目的.利用GBHM模型对八宝河流域2005-2007年进行了模型预热,参数率定,同时选择2008年进行模型检验.结果表明:GBHM模型在八宝河流域有较好的径流模拟精度,年均纳什效率系数(NSE)达到0.64.但模型对春季融雪过程的模拟效果较差,通过引入积雪遥感数据,这一问题得到很大改善.加入积雪遥感数据后,2008年3-6月径流模拟精度NSE和相对偏差Bias分别由-1.0、-0.45改进为0.58、0.06,单点雪水当量模拟精度获得提高,流域水量平衡也更加合理.     

气候变化对新疆玛纳斯河流域水文水资源的影响

考虑积雪和降水不均等特点,对流域进行分带处理,提出和建立了包含积雪融雪结构的水文评价模型。利用该模型求得未来不同气候变化情况下的月均流量过程,分析气候变化对玛纳斯河流域水文水资源的影响。结果表明:若气温升高2℃,降水减少20%,则夏季径流减少52.59%,冬季径流减少1.77%,年均径流减少46.87%。     

北疆玛纳斯河流域人工绿洲演变过程及其特点

利用历史文献资料、实地调查和监测资料, 并结合遥感影像解译数据, 分析了近2 000 a来玛纳斯河流域人工绿洲的演变进程, 探讨了人工绿洲扩展过程与水资源利用的关系以及绿洲扩张的特点. 结果显示: 近2 000 a来玛纳斯河流域人工绿洲的形成和演变可以分为4个时期: 17世纪以前以牧为主时期, 流域人工绿洲仅呈星点分布在交通要道和军事据点; 17世纪以后到1949年才进入半农半牧时期, 流域人工绿洲呈小块状分布在河、泉引水方便之处; 1949年以后玛纳斯河流域人工绿洲进入了以农为主时期, 人工绿洲由小片联接成大片, 扩大成新疆第四大绿洲群; 20世纪70年代以后城市化时期, 流域绿洲的二、三产业快速崛起.根据绿洲发展演变与水资源开发程度和灌溉水平将以农为主时期细分为4个阶段, 从4个阶段不同水利条件和灌溉水平下绿洲的规模可以看出人工绿洲的演变进程是与流域水资源利用水平紧密结合的; 玛纳斯河流域绿洲扩张的特点有: 人文因素对其有很大影响, 移民屯垦在绿洲发展中起了重要作用, 近60 a来人工绿洲面积成倍扩大, 尽管水利建设支撑绿洲发展, 但仍受到流域水资源的限制.     

玛纳斯河流域水文特征与防洪工作面临的难点解读

洪水是危害程度较高的一类自然灾害,一旦发生洪灾,不但会造成巨大的经济损失,而且还可能引起大量的人员伤亡。因此,必须对防洪工作予以足够的重视。本文以玛纳斯河流域为背景,通过对该流域径流及洪水特征的研究,分析了流域防洪工作的难点问题,并提出了有效的解决途径。期望通过本文的研究能够对玛纳斯河流域洪水灾害防御能力的提升有所帮助。     

基于多源数据的近50 a玛纳斯河流域冰川变化分析

我国新疆玛纳斯河流域的冰川变化极大影响流域内及其周边地区的经济社会发展.使用国产高分一号(GF-1)遥感影像和Landsat8数据,分别通过基于多源数据的冰川识别方法和波段比值法获取了2013年玛纳斯河流域冰川信息,结合玛纳斯河流域第一次(1964年)、第二次(2009年)冰川编目数据与1998年、2003年TM影像冰川目视解译结果等四期的冰川边界矢量数据,对玛纳斯河流域1964-2013年50 a来的冰川变化特征进行了综合分析.研究结果显示:玛纳斯河流域冰川自2009年以来有略微增加的趋势,2013年冰川面积比2009年增加了10.25 km²,这在一定程度上抑制了长期以来冰川的快速消融;1964-2013年,玛纳斯河流域的冰川总体呈减少趋势;冰川面积从1964年的673.61 km²减少到2013年的512.07 km²,面积减少161.54 km²,减少23.98%;近50 a来,流域内冰川面积在海拔4500 m及以上呈净增加趋势,而在海拔4500 m以下呈净减少趋势,冰川在海拔(4000±100) m左右退缩的速率最大,高达0.5 km²·a^-1;冰川面积的减少主要体现为大量的冰舌后退和小面积冰川的快速消融,超过85%的冰川冰舌后退距离在200 m以上;该流域的冰川变化主要集中在南、北两个坡向,在南坡向上出现明显的先减少和后增加的变化趋势;1964-2013年,玛纳斯河流域的气温和降水量呈较明显的增加趋势,线性增加率分别为0.26℃·(10a)^-1和16.07 mm·(10a)^-1.研究结果表明气温的持续升高和降水量的增加分别是导致玛纳斯河流域冰川减少期和增加期形成的主要原因.     

天山北坡玛纳斯河流域晚冰期以来植被垂直带推移*

建立了反映天山北坡玛纳斯河流域典型花粉类型与气候指标（湿润指数和温暖指数）的统计函数。基于前人研究得出的玛纳斯湖沉积剖面中不同花粉的百分含量复原了晚冰期以来玛纳斯河流域古气候的变化,并基于山地植被—气候—地形关系推断了玛纳斯河流域的植被演变过程。研究结果表明：该区晚冰期以来经历了暖干—冷湿—暖干—偏冷偏湿—暖干—冷湿—暖干的气候变化过程,植被垂直带基带相应为荒漠—荒漠草原（在局部低洼地段发育有草原和低湿地草甸）—极旱荒漠—荒漠化草原—荒漠—荒漠草原（局部发育低湿地草甸和草原）—荒漠的演化过程。当气候由暖干转为冷湿时,玛纳斯河流域所有的植被界限均向下移,此时荒漠化草原面积增大,针叶林的下限可以到达今天的禾草草原,同时森林带的面积有所增加。当气候由冷湿转为暖干时,玛纳斯河流域所有的植被界限均向上移,荒漠的面积大增,禾草草原和森林的面积均有所减小。     

通用河网二维水流模拟模式研究

通过对流域河网二维水流模拟问题的分析,提出了一个通用化的河网二维模拟概化模式,该模式将河网二维概化为"树状"河道计算单元、"环状"河道计算单元、"十字型"河道计算单元等河网二维基本单元,对这些河道计算单元的求解,构建流域型河网一二维耦合模式的求解模型,并由此建立了通用化的河网二维水流数学模型软件系统。通过"树状"河道二维计算单元求解模型的推导与实现,验证了概化模式的可行性,表明该思路可以应用于大型流域河网一、二维水流模拟,具有很好的应用推广价值。     

卡尔曼滤波应用于河道流量预报(续完)

对迪河的应用第1节中建立的洪水演算模型曾对威尔士北部迪河流域加以应用。在另一篇文章(柯尔1976)中已提出了此流域的描述。图2提出需要实时洪水演算模型的那段河流流域示意图。     

新疆玛纳斯河“96.7”特大洪水分析

１９９６年７月１８日,新疆玛纳斯河流域发生了有实测资料记载以来的最大洪水。此次洪水峰高量大,持续时间长,破坏性极强,造成了很大损失。本文对这次洪水的成因、特点进行分析,供参考。１流域概况玛纳斯河（以下简称玛河）流域位于天山北麓,准噶尔盆地南缘,地处北纬４３°２７′～４５°２１′,东经８５°０１′～８６°３２′之间,流域总面积为２６５００ｋｍ２。玛河发源于天山北坡依连哈比尔尕山,全长３２４ｋｍ。山区（红山嘴以上）集水面积５１５６ｋｍ２,平均海拔３０００ｍ,河长１９０ｋｍ。山区各小支流在肯斯瓦特水文…     

新疆玛纳斯河流域地下水预测研究

根据新疆玛纳斯河流域地下水年径流量的时间序列, 建立了用于描述和分析具有趋势和周期变化特性的地下径流量时间序列的组合模型应用模型对石河子地区地下水年径流量进行了预报, 为该地区水资源合理配置和优化调度提供科学依据      

玛纳斯河流域绿洲区域经济差异分解研究

以县域为研究单元,运用崔王指数（TW）、经济增长指数和泰尔指数分解等方法,对1978—2007年新疆典型绿洲县域经济的增长及其差异进行了分析.结果表明：以崔王极化指数测度的绿洲县域经济极化态势呈波动性扩大的趋势,并大致可以分为2个不同的发展阶段;自1978年以来玛纳斯河流域各县域经济都得到了较快发展,绿洲平均经济增长率...     

基于DEM与实测河网的流域编码方法

借助于GIS技术对大流域进行划分与编码.修正实测河道上部分栅格单元的高程,以避免大面积“伪洼地”的出现,从修正后的栅格型数字高程模型(DEM)提取出与实测河网比较一致的模拟河网.提取出模拟河网后,再进行河网的编码,以及流域的划分与编码.提出了一种对Pfafstetter规则的改进方法,并且按照改进后的Pfafstetter规则来对河网与流域进行编码.所有编码工作是由本次研究中专门编制的程序来自动完成.将提出的方法应用于黄河流域,将整个黄河流域划分为8 255个子流域并赋予了Pfafstetter编码.     

天山北麓玛纳斯河流域山间洼地地下水库的形成机理与开发利用的意义

天山北麓玛纳斯河流域山问洼地位于低山丘陵区山前坳陷带的南部，该区褶皱、断裂、近NS向次级张性断裂与平移构造以及山间洼地的第四系沉积物发育．山区地表水流经该段入渗，加之南部中山区的侧向补给形成山间洼地地下水库．正确认识玛纳斯河流域山间洼地地下水库的形成机理并对其进行合理的开发利用，对解决玛纳斯河流域季节性缺水及枯水年缺水有重要意义．笔应用构造及地表水由山区水站至山口渠首站实测流量损失的研究成果，揭示了玛纳斯河流域山间洼地地下水库的形成及调蓄作用，并概算了补给量，为今后开发利用山间洼地地下水库水资源提供了依据．     

闸控河网水文-水动力-水质耦合数学模型——Ⅱ.应用

针对中国多闸坝重污染河流的典型代表——淮河中游河网,为提高其流域水环境预警及应急响应能力,依据水文-水动力-水质耦合数学模型DHQM(Hydrology, Hydrodynamics, and Water Quality Model )的理论框架,构建了由淮河干流、沙颍河和涡河3个一维模块和鲁台子、蚌埠闸2个二维模块组成的淮河中游河网水文-水动力-水质耦合数学模型.采用经过验证的模型针对一个虚拟的水污染事故情景,分析了不同调度方案与淮河干流来水组合下污染团下泄对下游水质的影响;并以保障淮河干流蚌埠市饮用水源地的取水水质安全和减轻事故对下游水质的影响程度为目标,优选出分期小流量慢速下泄污染水体为最佳的水量水质联合应急调度方案.     

Automated extraction of watershed boundary and drainage network from SRTM and comparison with Survey of India toposheet

The recent development of digital representation has stimulated the development of automatic extraction of topographic and hydrologic information from digital elevation model input, using geographic information system (GIS) and hydrologic models that integrate multiple databases within a minimal time. The objective of this investigation is to compare the drainage extracted from Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) data with the drainage digitized from topographic data (1:50,000) and also to draw attention to the functions of an add-on tool in ArcGIS 9.2 (Arc Hydro v.2) of Kuttiyadi River basin. The analysis reveals that the watershed extracted from the SRTM digital elevation model (DEM) (90 m resolution) is having an area of 668 km² and that from toposheet is 676 km². The river mouth in the drainage network from the SRTM DEM is found to be shifted to the northern side from where it actually exists. The drainage network from SRTM DEM at stream threshold 15 (0.0002 % of maximum flow accumulation) is delivering best results than the other threshold value in comparison with the drainage pattern derived from toposheets. The study reveals the importance, reliability, and quaintness of drainage network and watershed derived from the SRTM using the Arc Hydro Tool, an extension for Environmental Systems Research Institute ArcGIS. The advantage of the Arc Hydro Tool is that it would help a novice with little GIS knowledge to run the model to obtain watershed and drainage network.     

气候变化对玛纳斯河的径流量影响预测模拟分析

山区积雪和冰川融水径流是内陆干旱区的重要水资源, 研究全球变暖情景下温度对融雪径流的影响具有重要意义. 以典型的内陆河玛纳斯流域上游为例, 利用基于度-日因子算法的SRM(Snowmelt Runoff Model)融雪径流模型, 根据当前变化趋势和年内分配模拟出20种假定来模拟未来气候情景(气温上升1 ℃、 2 ℃、 3 ℃、 4 ℃和降水变化率为0、 ±10%、 ±20%的随机组合情况)下的河道径流量, 从而计算出径流量的变化率, 分析了温度和降水变化对径流量的影响. 结果表明: 对于以雪冰融水为主要补给的玛纳斯河, 随着温度和降水的增加, 径流量也会增加, 并会使融雪径流提前. 假定降水量不发生大的变化, 温度增高1 ℃, 径流量增大13%~16%; 在气温一定时, 降雨量增加10%, 径流量增加2%左右, 说明气温和降水都对干旱区内陆河山区径流形成具有重要影响. 该研究对制定气候变化情景下的水资源适应对策具有重要指导意义.     

Evaluation of morphometric parameters of drainage networks derived from topographic maps and DEM in point of floods

An evaluation of morphometric parameters of two drainage networks derived from different sources was done to determine the influence of sub-basins to flooding on the main channel in the Havran River basin (Balıkesir-Turkey). Drainage networks for the sub-basins were derived from both topographic maps scaled 1:25.000 and a 10-m resolution digital elevation model (DEM) using geographic information systems (GIS). Blue lines, representing fluvial channels on the topographic maps were accepted as a drainage network, which does not depict all exterior links in the basin. The second drainage network was extracted from the DEM using minimum accumulation area threshold to include all exterior links. Morphometric parameters were applied to the two types of drainage networks at sub-basin levels. These parameters were used to assess the influence of the sub-basins on the main channel with respect to flooding. The results show that the drainage network of sub-basin 4—where a dam was constructed on its outlet to mitigate potential floods—has a lower influence morphometrically to produce probable floods on the main channel than that of sub-basins 1, 3, and 5. The construction of the dam will help reduce flooding on the main channel from sub-basin 4 but it will not prevent potential flooding from sub-basin 1, 3 and 5, which join the main channel downstream of sub-basin 4. Therefore, flood mitigation efforts should be considered in order to protect the settlement and agricultural lands on the floodplain downstream of the dam. In order to increase our understanding of flood hazards, and to determine appropriate mitigation solutions, drainage morphometry research should be included as an essential component to hydrologic studies.     

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。     

环状河网水质模型在水污染控制规划中的应用

结合一维圣维南方程及CSTR水质概念模型的机理,开发了平原环状河网非稳态水质模型,并用于温州市温瑞塘河水污染控制规划的编制中。模型由水文子模型和水质子模型两部分构成,描述了水体中COD、氨氮和DO浓度随时间、空间的动态变化。利用新开发的模型,采用试错法,估算了河网的水环境容量,并以此为基础确定了远、近期污染物排放控制目标;通过研究水质恢复的滞后性,提出可以采取引水冲污、人工曝气复氧等非常规措施来改善河网水质;并且利用情景分析方法,分别设定不同流量与不同开闸方式相组合的9种冲污情景,定量化探讨了引水冲污方案;根据曝气复氧对河网水质改善的作用特征,筛选出需要曝气复氧的重点河段和次重点河段。