同位素示踪划分藤桥流域流量过程线的试验研究

在流域面积为３０３ｋｍ＾２的藤桥流域（山区）。对现行同位素流量过程线划分方法的合理性，用环境同位素氧－１８作了试验研究，现行方法在其两种径流式成分的混合模型中，对降雨和地下径流均用单一同位素含量表征是不正确的，将导致划分结果有误差，由图解划分方法所得的地下径流，在本工作条件下，表明它近似于块状岩来裂隙水为主的地下补给，不包括主要属第四纱的风化层和冲积堆积层的地下径流部位，由试验结果可见，利用环境同     

水稳定同位素示踪的冰川流域水文模拟及不确定性研究

水文模拟不确定性长期以来是制约寒区水文发展的瓶颈问题。水稳定同位素示踪为认识冰川流域径流过程提供了重要“指纹”信息,但仍缺乏有效模型将该信息与冰川水文模型耦合,而且同位素信息对冰川流域水文模型不确定性的约束效果也有待检验。将水稳定同位素信息（δ¹⁸O）与冰川流域水文模型FLEX^G相耦合,实现对冰川流域水稳定同位素和径流过程的耦合建模（FLEX^G-iso）,并在乌鲁木齐河源1号冰川流域进行模拟检验和径流分割。结果表明：模型不仅对2013—2016年径流过程有良好的模拟效果,还可以重现水稳定同位素、冰川物质平衡等重要过程。利用水稳定同位素这一辅助数据,提高了模型参数的识别能力,减少了模拟过程中各水源的相互妥协效应和不确定性范围。2013—2016年1号冰川断面径流32%~34%来自融雪,48%~51%来自融冰,0%~7%来自地下水,12%~15%来自降雨径流。水稳定同位素对雪和冰川相关中间过程有明显的约束能力,原有模型对融冰贡献的模拟偏高约7%。FLEX^G-iso模型的建立有助于推动寒区水文学理论和方法的发展,以及寒区水资源、生态环境保护等相关决策制定。     

乌江渡流域水文模型

本文建立乌江渡流域水文模型,以蓄满产流模型计算总产流量;根据稳定下渗率空间分布不均匀的概念,用地下水径流系数法计算地下水产流量,并划分为并联的快、中、慢速三种水源;应用线性滞时加线性水库调蓄模型,计算各种水源的汇流过程,经乌江渡以上流域的径流模拟计算,成果比较满意.     

流量过程线划分的同位素和水文化学方法研究进展

简要介绍了同位素和水文化学划分流量过程线的原理,综述了国内外关于流量过程线分割各种模型的发展历程及其优缺点,最初的二水源模型分割出了降水和地下水两种组分,没有考虑土壤水;三水源模型主要包括降水,地下水和土壤水,应用较广;多水源模型适用于水源补给较复杂的流域.该方法从单纯的同位素示踪发展到同位素和水文化学示踪的结合,不确定性分析的方法逐渐多样化和精确化.国内在该领域的研究较少.今后应加强不同尺度不同水文地质条件流域的研究,综合利用多种方法分割过程线.     

遥感和地理信息系统在分布式流域水文模型研制中的应用

综合了近几年来进行的部分研究以及国内外研究和应用的情况，介绍了遥感和地理信息系统在分布式流域水文模研制中的应用情况和发展趋势，展示了概念性模型参数地理化的可能性。     

水文网络模型在分布式流域水文模拟中的应用

水文网络模型是地理信息系统对流域实际河网水系的一种规范化描述,它采用拓扑关系来确定流域水流的空间聚合与分散。准确地描述水文网络对成功模拟流域水流的空间分布起着至关重要的作用。水文网络数据模型的关键在于如何表达水文网络的构成要素,以及如何建立要素间的拓扑关系。本文重点阐述了水文网络模型在分布式流域水文模拟中的应用。实例研究证明,采用水文网络模型来表达流域河网水系结构有助于准确地模拟流域上水流的空间与时间分布。     

同位素技术在流域水文研究中的重要进展

近50 a来,同位素技术在流域水文研究中取得了两个方向上的重要进展:从时间上讲,主要是对水体贮存、运移时间变化的评估,这里重点介绍了对地下水滞留时间估算上的重要进展;从空间上讲,主要是对流域水文过程的评估,从对河流-地下水系统内水体的相互转化、径流分割和生物化学过程3个方面的进展进行评述.同位素技术和方法在流域水文研究中将向着理解大流域水文过程的方向发展,同位素信息用来校正和检验降水-径流模型及在可持续水资源管理的定量化研究等方面的潜在价值有待实现.     

流域水文模型研究中的若干问题

论述了流域水文模型出现的必然性,剖析了现有流域水文模型的局限性和用于水文预报需要解决的问题,并提出了若干建议,以期能推进流域水文模型的研究     

基于ArcGIS和DEM在水文流域模拟中的应用

利用ArcGIS软件中的水文分析工具,在DEM表面之上再现水流的流动过程,最终完成水文分析过程。列举实例对ArcGIS与DEM数据进行提取河网、河网分级、生成流域边界等水文分析工作,对形成的水文模型与真实地形进行比较和分析误差。实验结果表明模拟出的河网与水利部门提供的地形资料基本相符,后续研究可利用更高质量的DEM影像进行提取。     

流域湿地水文调蓄功能研究综述

湿地是流域水循环和水量平衡的重要调节器,在维护流域水量平衡、减轻洪旱灾害和应对气候变化等方面发挥极其重要的作用。流域湿地水文调蓄功能是湿地生态水文学研究的重要内容,科学认识和理解流域湿地水文调蓄功能对流域湿地恢复保护、水资源综合管控与应对气候变化具有极其重要的意义。本文阐述了流域湿地水文调蓄功能的概念与内涵,剖析了流域湿地水文调蓄功能时空变异性、阈值性和多维性三大特征及其影响因素（包括湿地土壤特性、植被特征和初始水文条件等内在因素和流域特征、降雨特征、气候变化和人类活动等外在因素）,探讨了流域湿地不变情景下和变化情景下水文调蓄功能评估方法,并介绍了流域湿地水文调蓄功能定量评估模型与应用情况。最后,从学科发展和实践需求的视角提出了流域湿地水文调蓄功能未来亟需加强研究的重点方向。     

喀斯特流域分布式水文模型及植被生态水文效应

根据喀斯特流域多孔介质与裂隙水流特征,建立了达西流、裂隙渗流与槽蓄汇流演算相结合的混合汇流演算模式,实现了对分布式水文-植被-土壤模型(DHSVM)的改进。利用贵州普定喀斯特生态水文试验站陈旗小流域观测资料,对模型计算的流量过程及植被截流、蒸散发及土壤含水率时空分布进行验证。结果表明,模型能较好地模拟喀斯特流域陡涨、陡落的流量过程。同时,模型能模拟出土壤含水率、实际蒸散发与降雨、下垫面岩溶裂隙、植被覆盖的响应关系,对分析中国南方喀斯特地区下垫面变化条件下的生态水文效应具有重要意义。     

溶蚀丘陵型岩溶流域概念性水文模型及其应用

为弥补传统概念性水文模型在岩溶水文模拟上的缺陷,基于三水源新安江模型,采用多个线性水库表达岩溶地下系统的异质性,同时引入流域虚拟面积系数修正岩溶流域的非闭合性。将改进的概念性水文模型应用于湘中南典型溶蚀丘陵型岩溶流域,并在此基础上探讨岩溶流域非闭合性的动态变化。研究结果表明:①改进模型的日径流模拟精度提高11.21%,水量平衡误差及低水误差分别降低23.29%、27.64%;②岩溶地下汇流系统的多向性导致流域非闭合状态具有双重性;③地下汇流面积与时段降雨量呈正相关,然而受地下饱和程度的制约,地下汇流面积的变化率随时段降雨量的增大而减小;④由于岩溶地貌的蓄水滞水作用,地下流域受外侧补给的过程存在滞后性。模型的改进与拓展研究可为岩溶水文模拟提供新思路。     

黄河流域分布式水文模型初步研究与进展

结合国家重点基础研究规划项目"黄河流域水资源演化规律与可再生性维持机理"的研究,综述了黄河流域分布式水文模型研究的主要进展,包括分布式水文模型的特点和基本结构、分布式水文模型中的数字高程模型(DEM)和水文学基础、地理信息系统(GIS)和遥感(RS)在分布式水文模拟中的应用等方面的内容,对未来分布式水文模型的研究提出几点认识。     

基于非线性系统理论的分布式水文模型

提出了一种基于水文系统理论的分布式水文模拟方法,它将集总的水文非线性系统模型通过GIS平台,结合单元水文模拟,拓展到分布式流域水文模拟。它既具有分布式水文概念性模拟的特征,同时又具有水文系统分析适应能力强的优点。实例分析表明:在黄河板桥流域,通过考虑时变增益因子G的空间变异性,该模型吸纳了局部高强度降水信息,对分布式空间降水输入能够产生积极的响应,获得了比集总模型更好的峰值模拟效果;在华北潮白河流域,通过分析不同森林覆盖率下的G值变化曲线,初步揭示了潮白河流域土地利用变化的水文响应趋势,即在相同的土壤湿度条件下,随着森林覆盖率的增加,G值呈减小趋势,地表产流能力降低。     

Groundwater modeling of Hiranyakeshi watershed of Ghataprabha sub-basin

Groundwater modeling is an effective tool for managing the groundwater resource and to predict for the future. There is a need for proper quantification of the scarce water resources that are under threat because of the population explosion, industrialization, urbanization and climate change. More than 60% of India is underlained by hard rock aquifers. The Hiranyakeshi watershed of Ghataprabha sub-basin, chosen for the study is also under hard rock aquifer and faces severe groundwater problems. This is due to majority of the agricultural and industrial activities in the watershed depend on the groundwater. A 3-D groundwater flow model, viz. Visual MODFLOW was used for the study with two conceptual layers. The first layer is a weathered zone which is about 20-30m from the top, followed by a second layerof fractured zone which is about 30-40m from the first. The model was simulated for a period of seven years (2008-2014), under transient case. The results from the modeling shows that for the next 10 years the water table is believed to decrease more than 50m in the study area. To overcome this critical stage, the present draft should be reduced by nearly 50%.     

Modeling hydrological ecosystem services and tradeoffs: a case study in Baiyangdian watershed, China

Policy makers and scientists consider that land use strategies are designed to provide direct benefits to people by protecting vital ecosystem services. However, due to lack of information and evaluation methods, there is no effective and systematic tool for assessing tradeoffs between direct human benefits and ecosystem services. Land use changes influence ecosystem properties, processes and components, which are the basis for providing services. Five alternative land use scenarios (no conversion of agricultural lands, no urban expansion, agricultural expansion, forestry expansion, and riparian reforestation) were modeled for the Baiyangdian watershed, China, a densely populated, highly modified watershed with serious water shortage and pollution problems. The model InVEST (Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs) is designed to inform decisions about natural resource management, with an aim to align economic forces with conservation. Three ecosystem services (agricultural production, hydropower production, and water quality) were modeled to balance direct benefits and hydrological ecosystem services using InVEST. The results showed that: hydropower production was the greatest in the forestry expansion, but the lowest in agricultural expansion; agricultural production was reduced the most in forestry expansion, while retained the most in riparian reforestation. Riparian reforestation also provided the highest N and P retention and lowest N and P exportation. Riparian reforestation was the optimal land use strategy, since it protected and enhanced the vital ecosystem services without undermining direct human benefits. This research presents an initial analytical framework for integrating direct human benefits and ecosystem services in policy planning and illustrates its application. Although there are important potential tradeoffs between ecosystem services, this systematic planning framework offers a means for identifying valuable synergies between conservation and development.     

Temperature as a tracer of hydrological dynamics in an anchialine cave system with a submarine spring

Hydrogeology Journal - Although temperature is a nonconservative tracer, it often provides useful information to understand hydrological processes. This study explores the potential of temperature...     

Simulation and modeling of rainfall radar measurements for hydrological applications

A procedure is described for the simulation of rainfall radar reflectivity (absolute and differential) measurements by dual linear polarization meteorological radars. The basic requirement that the proposed procedure aims at satisfying is that radar data obtained at the end of the process be correlated in a physically plausible manner to the rainfall field at ground, the latter being generated by means of a stochastic space-time rainfall model. The main goal of the model is to give the possibility to easily check the accuracy of radar rainfall estimates derived by means of procedures and algorithms aimed at minimizing or compensating for the effects of measurement errors associated with several types of meteorological events, with particular reference to requirements of hydrogeological forecast systems. Within the limits imposed by the validity of the adopted model, an analysis was carried out indicating general criteria that may be adopted to achieve a better accuracy in rainfall estimates and a full exploitation of the advantages offered by the radar dual polarization measurement technique.