黄河源区基流估算

河川基流在水安全、粮食安全、非点源污染评价、水资源评价和调查、水资源配置、工农业供水和降雨-径流关系模拟中有着重要的应用。黄河源区(唐乃亥水文站以上区域)的产水量占黄河流域的35%以上,是黄河流域的重要产水区,对黄河源区基流的估算就显得尤为重要。根据研究区域的气候特征,对加里宁法在本区域的应用提出了改进,并提出了新的计算程序。在此基础上,和电子滤波法进行了对比分析。结果表明,电子滤波法非常敏感,滤波参数β控制了基流在总径流中的比例,β与基流成负相关关系,对于不同的来水年份,其敏感性分析图形的形态都很相似;改进的加里宁法基流划分过程强烈地依赖于日过程线的起伏情况,基流一般随着退水系数的增加而增大,加里宁法分割的基流对于参数的变化并不敏感。     

基于SWAT模型的基流估算及评价——以洛河流域为例

SWAT是一个具有很强物理机制的长时段的流域分布式水文模型,它能够利用GIS和RS提供的空间数据信息,模拟复杂大流域中的径流成分。本文应用SWAT模型对基流进行模拟,分别采用1992～1996年和1997～1998年洛河流域卢氏水文站逐年、月实测径流资料进行模型校准和验证,确定模型的敏感性参数:径流曲线数、地下水再蒸发系数、土壤蒸发补偿系数和植物蒸发补偿系数;并借助滤波技术对实测径流进行基流分割。将滤波分割的基流与SWAT模拟值进行对比,采用线性回归系数(R2)和Nash-Suttclife模拟系数(Ens)对SWAT模型进行评价,其结果月基流R2为0.76,Ens为0.75,模拟精度较高。     

黄河流域三水转化关系及其模式探讨

以系统理论为指导,应用基流指数法、同位素等技术和方法,对黄河流域不同区段的三水转化关系进行了逐段分析,并对全流域三水转化进行了系统分析。研究表明:黄河流域大气降水、地表水、地下水在过去50 a受自然变化和人类活动影响,发生了较显著变化,在不同区段具有显著差异性。在此基础上,从理论上提出了黄河流域三水转化的6种模式。该研究成果,不仅从理论上进一步深化了对黄河流域水循环规律的认识,而且对于指导水资源合理开发利用也具有重要意义。     

基于数字滤波法和SWAT模型的灞河流域基流时空变化特征研究

将国内外应用较广的数字滤波法和分布式水文模型SWAT相结合,在进行基流时间特征分析的基础上,通过修正基流退水系数α、模型效率评价、重新运行模型、GIS空间插值和趋势分析等方法,创新性地实现了基流空间特征的可视化表达。研究结果表明：① 2001~2012年灞河流域年均基流指数（BFI）为0.43,总体呈增加的趋势。年降水量与年径流、年基流均呈明显的正相关关系,与年基流指数呈明显的负相关关系;② 基流年内变化较为稳定,在时间上存在秋季>春季>夏季>冬季、汛期>非汛期的关系。枯水期的基流指数高达0.78,表明基流是枯水期河流的主要补给来源;③ 灞河流域基流在空间上表现为自东南向西北、自上游向下游逐渐增加的趋势,这种空间分异规律是由流域的地势和河流流向决定的。     

无定河流域地下水更新时间估算

地下水更新时间是衡量水循环速度的重要指标,是水资源开发利用重要的水文参数.文中考虑1972年以后黄河出现的断流问题.探讨其支流地下水更新时间的估算方法.基于无定河流域10个水文站的日径流观测资料,分汛期、非汛期与全年3个不同时期研究流域的基流消退过程以及地下水的更新时间.研究结果表明:1)无定河流域汛期退水常数变化在0.72～0.89之间,非汛期退水常数变化在0.88～0.96之间,汛期基流消退速度快于非汛期;2)对于无定河流域三个不同的土地类型区而言,无论汛期、非汛期还是全系列,黄土区的基流消退最快,河源区次之,风沙区最为缓慢;3)从地下水更新时间看,11个水文站控制的水文区地下水半更新时间变化在1.8～45.5天之间,地下水全更新时间在34～105天之间,表现出明显的时空分异性.按年平均状态,无定河上游、中游和下游地下水的全更新时间分别为101天、88天和84天,表现出从上游到下游减小的趋势.     

艾比湖流域水资源承载力综合评价

通过对系统内在作用机制的分析,以新疆艾比湖流域为例,利用模糊层次分析原理建立了流域水资源承载力综合评价指标体系并对其进行了量化分析。借助德尔菲专家调查法,将模糊层次分析法运用到研究区水资源承载力综合评价指标权重的求解中,对评价指标、具体评价过程和应用方法进行了分析说明。并预测了研究区未来规划水平年水资源承载力的发展趋势和方向。提出了该区域社会经济发展和水资源配置的规划方向,并探讨提高该区域水资源承载力的良策。这也为其它区域的水资源可持续开发利用研究提供了一定的借鉴和参考。     

两种自动基流分割方法在干旱半干旱地区的对比研究

基流是河川径流的重要组成部分。在干旱半干旱地区,基流对于维持水源的稳定性及持续性、确定河流生态需水等方面具有重要作用。因此,基流分割结果的准确性至关重要。本文以黄河流域上游小流域为研究区,分别使用滑动最小值法和数字滤波法对典型年进行基流分割,然后用数字滤波法对1980-2014年日均径流进行基流分割,并分析基流的变化趋势。研究表明,数字滤波法在干旱半干旱地区具有较好的应用效果,滑动最小值法分割的基流结果偏小;在特定研究区的参数难以确定时,应结合两种方法的优点确定最佳的基流分割方案。研究区1980-2014年的平均基流指数为0.69,高于全国平均值0.26、西北诸河区的0.57及黄河区的0.43;趋势分析显示,研究区的年径流、基流、BFI的增长幅度分别为0.086 (m³/s)/10a、0.169 (m³/s)/10a、0.038/10a。MK趋势检验结果显示,年径流未通过10%的显著性检验,增长趋势不明显;基流和BFI分别通过了2.5%和1%的显著性检验,增长趋势显著。     

数字滤波法在锡林河基流分割中的比较与应用北大核心CSCD

以1974年锡林浩特水文站实测径流数据为例,通过Lyne-Hollick、Chapman、ChapmanMaxwell、Boughton-Chapman四种方法对其进行基流分割。一方面研究不同滤波方法滤波次数、滤波参数变化对基流分割结果的影响;另一方面确定流域基流分割的最优参数。结果表明:LyneHollick、Chapman、Chapman-Maxwell、Boughton-Chapman四种滤波法在锡林河基流分割中,拥有两个滤波参数的Boughton-Chapman滤波法分割基流的模拟效果最好,这是因为拥有两个滤波参数的数字滤波器与拥有一个参数的数字滤波器相比,其对总径流序列的高频信号的平滑作用更显著,所获得的地下径流序列更稳定,变化性更小。但其相比于单参数滤波法分割次数较多。对于单参数滤波方法中,Lyne-Hollick滤波法分割基流的模拟效果较好,Nash-Sutcliffe效率系数较接近于1,平均相对误差均<5%,Chapman和Chapman-Maxwell滤波法分割结果偏低,平均相对误差均>10%。     

数字滤波法在锡林河基流分割中的比较与应用

以1974年锡林浩特水文站实测径流数据为例,通过Lyne-Hollick、Chapman、ChapmanMaxwell、Boughton-Chapman四种方法对其进行基流分割。一方面研究不同滤波方法滤波次数、滤波参数变化对基流分割结果的影响;另一方面确定流域基流分割的最优参数。结果表明:LyneHollick、Chapman、Chapman-Maxwell、Boughton-Chapman四种滤波法在锡林河基流分割中,拥有两个滤波参数的Boughton-Chapman滤波法分割基流的模拟效果最好,这是因为拥有两个滤波参数的数字滤波器与拥有一个参数的数字滤波器相比,其对总径流序列的高频信号的平滑作用更显著,所获得的地下径流序列更稳定,变化性更小。但其相比于单参数滤波法分割次数较多。对于单参数滤波方法中,Lyne-Hollick滤波法分割基流的模拟效果较好,Nash-Sutcliffe效率系数较接近于1,平均相对误差均5%,Chapman和Chapman-Maxwell滤波法分割结果偏低,平均相对误差均10%。     

长江源区通天河基流的计算与分析

通天河是长江源区最大干流,其径流与基流的变化基本上反映了整个源区的水文与水文地质特征.根据长江源区通天河流域的径流变化及区域水文地质条件等特征,首次选用改进加里宁方法计算了通天河直门达水文站1957-2009年实测径流量的基流;分析了该流域基流量的多年变化,研究了拐点流量Q0、退水指数α值及比例系数B值与基流量的关系....     

A new methodology for measuring coastline recession using buffering and non‐linear least squares estimation

Coastline recession is one of the best indicators of coastal erosion. Three methods for computing coastline recession – the baseline approach, the dynamic segmentation approach and the area‐based approach – have been used, each of which has one or more drawbacks. To overcome these problems, a new methodology for measuring coastline recession is proposed, using buffering and non‐linear least squares estimation. The proposed method was compared with the three existing methods with respect to two simulated cases and two real coastlines. Test results confirmed that the new method is more reliable than the three other methods, all of which are susceptible to variability of recession, scale, number of line segments, length of coastlines and direction of the baseline. The proposed method, incorporating two physically meaningful values – magnitude and variability of coastline recession according to the mean and standard deviation of coastline offsets, respectively – presents itself as an effective alternative method of assessing coastline recession.     

近期哈尔里克山脉冰川变化遥感监测

哈尔里克山脉冰川的快速退缩已经影响到吐鲁番坎儿井的水量,先前关于该区冰川研究不够细致,且最新资料报道较为短缺。以哈尔里克山脉冰川为研究对象,基于Landsat TM/ETM+和OLI影像（1992、2002、2010、2016年）,通过比值阈值法、目视解译结合GIS技术,提取了该地区四期冰川边界,同时对研究区周边气温、降水以及日照时数进行线性趋势分析,研究其与冰川的响应关系。结果表明：（1）1992-2016年,哈尔里克山脉冰川总体呈现出持续退缩趋势,面积退缩了13.18%,年均退缩率为0.56%,近年来退缩速率有所减缓。（2）近似估算的冰储量在过去25 a间减少了18.33%,冰川物质亏损将对该区短缺的水资源提供了危险的信号。（3）冰川退缩率与冰川规模呈指数函数变化趋势;低海拔区冰川存在明显的末端升高趋势;N和NW向的冰川占明显优势,但N向退缩率最慢。（4）分形理论分析表明该地区冰川未来退缩将趋于一种稳定状态。该区气温和日照时数的显著上升导致其冰川退缩,同时冰川规模、海拔和坡向分布也是冰川变化的重要因素;对比发现该区冰川退缩速率较天山其他区域慢。     

黑河上游多年基流变化及其原因分析

利用递归数字滤波法分割黑河上游主要水文站点的基流量,用移动平均、曼-肯德尔（Mann-Kendall）突变检验,小波分析方法分析研究区多年基流变化特点,并对基流影响因子进行分析。结果显示：黑河上游祁连、扎马什克、莺落峡三站多年平均基流指数均大于0．4;祁连与莺落峡多年基流量呈上升趋势,二者都在1979年发生增加到显著增...     

湖泊最低生态水位计算方法研究

对湖泊最低生态水位计算的年保证率法、湖泊形态分析法、天然水位资料法、功能法、曲线相关法和最低年平均水位法6种计算方法进行了论述,并选用其中的3种方法应用于博斯腾湖,计算结果表明,不同计算方法得到的结果并不相同,据此对不同计算方法的适用范围和优缺点进行了比较分析。     

森林流域蒸散发的控制要素与区域差异探讨

森林蒸散发是影响河川径流的重要因素,但是森林影响蒸散发的机理和综合效应评价一直存在很大的分歧。本文从植物的光谱反射特征出发,分析了影响森林流域蒸散发的能量收支特征和水分的蒸发耗散关系,指出流域蒸散发的数值是由蒸发潜力和供水能力这两个因素的最小值决定的,并在此基础上提出了流域蒸散发计算的分布式模型。按照该模型,可以统一解释在湿润地区(南方)、干旱地区(北方)和半湿润地区森林变化前后的蒸散发差异,为森林蒸散发计算中长期存在的分歧提供了统一的理论解释和分析模式。     

Determination of water requirements of the Gavkhuni wetland,Iran: A hydrological approach

This study compared three hydrological methods – low flow frequency analysis, flow duration curve (FDC), and concentration-discharge (C-D) modeling – to determine the water requirement of the Gavkhuni wetland located in an arid region of Iran. Due to the effects of water impounding upstream on the hydrological regime of the Gavkhuni's inflow after construction of the Zayandehrud dam, none of the methods produced satisfactory results.Consequent modification of the hydrological regime of the wetland's inflow using a scaling process allowed all the methods except low flow frequency analysis to dependably estimate the base flow for the wetland. The results of the C–D method revealed that this method can provide a minimum health condition from the water quality point of view, while the results of the FDC demonstrated that not only the inflow estimated using this method can supply minimum conditions in terms of water quality parameters, but it also covers most areas of the wetland, based on the results of hydraulic modeling.The results reveal that the hydrological methods implemented in this study can dependably estimate environmental water allocation for wetlands in arid and semi-arid regions when there is no detailed knowledge about the biological requirements of the wetlands' biota.     

湿地脆弱性评价研究进展

湿地脆弱性评价是近年来湿地科学及可持续性科学领域的热点和前沿.湿地脆弱性评价研究经历了从湿地脆弱性特征定性评价,到湿地脆弱性定量评价,再到气候变化下湿地脆弱性评价的发展历程.首先,在对湿地脆弱性概念归纳总结的基础上,提出湿地脆弱性是在自然环境和人为压力下湿地退化的程度和可能性.其次,定性介绍了水土流失、水热分配不均、湿地退化等主要脆弱性特征表现;并以脆弱性评价的基本步骤为主线论述了模型法、特征法、综合指数法、EFI评价法、空间分析法等主要研究方法;同时,从不同角度概述了气候变化背景下的湿地脆弱性,总结了湿地水文景观分类法、生物完整性指标法、模型法、空间分析等评价方法.最后,指出湿地脆弱性研究中存在的概念不统一、评价标准不一致、评价指标范围较狭窄、动态研究偏少、定量评价的不确定性等主要问题,提出了完善评价体系、加强动态研究和国内对气候变化下湿地脆弱性的定量研究以及不确定性分析、脆弱性评价与决策管理衔接等湿地脆弱性未来研究的重点.     

半干旱区涌流畦灌模型应用研究

涌流灌溉作为一种先进的节水灌溉方式,非常适用于水资源匮乏,经济基础薄弱的干旱和半干旱地区。通过对辽宁西部半干旱褐土区的涌流畦灌进行的试验研究,在应用ＹＳＭ畦灌分析模型的基础上,建立了简便易解的涌流畦灌模型并通过模型仿真对灌水质量进行评价,得到藻水技术要素的优化组合。     

The effects of water flow and temperature on thermal regime around a culvert built on permafrost

Temperature and water flow through a culvert beneath the Alaska Highway near Beaver Creek,Yukon,were measured at hourly intervals between June and October 2013.These data were used to simulate the effect of the culvert on the thermal regime of the road embankment and subjacent permafrost.A 2-D thermal model of the embankment and permafrost was developed with TEMP/W and calibrated using field observations.Empirical relations were obtained between water temperatures at the entrance to the culvert,flow into the culvert,and water temperatures inside the structure.Water temperatures at the entrance and inside the culvert had a linear relation,while water temperatures inside the culvert and water flow were associated by a logarithmic relation.A multiple linear regression was used to summarize these relations.From this relationship,changes in the flow rate and water temperatures at the entrance of the culvert were simulated to obtain predicted water temperatures in the culvert.The temperatures in the culvert were used in the thermal model to determine their effects on the ground thermal regime near the culvert.Variation of ±10% in water flow rate had no impact on the thermal regime underneath the culvert.Variation of water temperature at the entrance of the culvert had a noticeable influence on the thermal regime.A final simulation was conducted without insulation beneath the culvert.The thaw depth was 30 cm with insulation,and 120 cm without insulation,illustrating the importance of insulation to the ground thermal regime.