水文科学中定量计算的发展与问题

一、前言狭义的水文学是研究地球陆地上各种自然水体的存在、循环及其运动变化规律的科学。在一个流域内,各种水文现象往往是同时交叉地进行着。流域内的下垫面因素又往往随处而异,有些水文信息如降水、蒸发、土壤含水量只能取自流域内几个点,因而流域内复杂的水文现象之间既有因果关系,又有随机变化,从而增加了水文学定量计算的困难。直到十九世纪中叶,水文学还只是对一些有关联的水文现象作定性的描述。随着生产的发展,人们开始对水文学提出定量计算的要求,作为桥涵、城市排水系统、河流堤防及水     

著名美籍学者周文德教授来华讲学

应中国科学院地理研究所和南京水文研究所的邀请,国际水资源协会名誉主席、美国国家工程科学院院士、伊利诺斯大学教授周文德于去年在我国进行了讲学。 周文德教授是世界著名水文学家和水资源专家之一。长期从事水文学、水力学和水资源工程方面的研究工作,其成果涉及到水文科学的广泛领域。近些年来,在随机水文学和     

荷兰英格伦教授来华讲

荷兰自由大学水文地质教授英格伦(G·B·Engelen)博士,应地矿部邀请,于去年11月来华讲学。 英格伦教授围绕地下水系统的研究,作了五个学术报告:(1)地下水系统与分析研究方法;(2)水文系统分析方法;(3)地下水水质系统研究方法;(4)荷兰     

社会水文学研究进展

为了推动新兴学科——社会水文学的发展及其在流域水资源管理中的应用,有必要对有关社会水文学的研究工作进行阶段性总结,并对未来的研究方向进行展望。回顾了水文学的发展历程,理解社会水文学产生的背景,阐述社会水文学的概念及其内涵;辨析其与传统水文学、生态水文学和水文经济学等学科在研究内容、方法和理论等方面的异同点;介绍社会水文学的研究进展:本阶段着重于制度、政策和文化等社会因子在水文研究中的表达以及流域示范研究的开展,但大多数研究仍基于传统水文学背景、共进化背景或者水资源管理背景,社会水文学的理论和方法还不够成熟。未来应从以下方面加强社会水文学研究:① 深入开展社会水文学社会部分的定量研究、综合历史分析和水文重建方法、充分利用现有不同流域案例促进过程社会水文学、历史社会水文学和比较社会水文学研究;② 开展社会水文系统社会驱动力的研究,探寻社会水文学的动力机制;③ 引入非线性动力学理论刻画人-水耦合系统的复杂反馈机制,提高社会水文学的普适化数学表述;④ 积极推进“大数据”和知识挖掘技术在社会水文学研究中的应用。     

消息报道

《环境水文学》讲座在南京举办受水电部水文局的委托,南京水文水资源研究所于1986年3月11日至22日在南京举办了《环境水文学》讲座。来自全国6个流域的水资源保护局(办)和23个省(自治区、直辖市)以及有关院校、设计、科研单位的水质科技人员共56人参加了这次讲座。环境水文学是运用水文学、水化学和生态学的理论和方法,研究水文状况变化对生态环境影响的一     

喀斯特流域水文地貌系统及其识别方法初探

本文运用系统论的思想,把陆地水文学和地貌学相结合,首先阐述了喀斯特流域与水文地貌系统的内涵和关系;然后对喀斯特流域水文地貌系统识别方法进行了探讨,提出了流域形态径流强度系数和导数高程积分曲线;最后以水文与形态之间的映射关系来探讨识别喀斯特峰丛洼地系统中的地下水系结构。      

国际水文科学研究的新进展

在介绍第七届国际水文科学大会关注热点问题的基础上,总结了近4年来国际水文科学研究的新进展,主要包括：无资料流域水文预测,不确定性、非线性和尺度问题,生态水文学,水文模型及资料获取与参数识别,气候变化的水文响应,水资源可持续利用,城市水文水资源,同位素技术和遥感技术在水文学中应用;提出未来水文学研究的展望。     

地貌瞬时单位线研究进展

自从Rodriguez-Iturbe等人开创了地貌瞬时单位线的研究以来,从理论上探讨用流域地形地貌参数定量流域水文响应,已成为近20年来水文学中最富有吸引力的研究课题之一。总结了基于Horton-Strahler河流分级和水系随机模型推导流域地貌瞬时单位线获得的主要研究成果,对地貌气候瞬时单位线作了综述。     

湿地生态水文学研究综述

基于湿地生态水文研究文献计量分析,透视国内外有关湿地水文、生态水文和水资源等领域的重大研究计划和重要学术会议,系统总结了湿地生态水文学发展历程,可分为萌芽起步阶段（20世纪50年代至80年代）、研究探索阶段（20世纪90年代）和快速发展阶段（21世纪以后）3个阶段,列举了重要代表性研究成果,并重点阐述了湿地生态水文学研究进展;基于对国际湿地生态水文学发展历程、研究进展及热点的综合分析,未来湿地生态水文学研究主要向基于"多要素、多过程、多尺度"的湿地生态水文相互作用机理及耦合机制、气候变化对湿地生态水文的影响机理及适应性调控、湿地"水文-生态-社会"耦合系统互作机理及互馈机制和基于湿地生态需水与水文服务的流域水资源综合管理等方向发展。最后,以国家重大需求为导向,提出了未来中国湿地生态水文学优先发展方向及建议。     

基于地貌学和水文学的流域汇流模型

流域汇流是一个三维水文学问题，主要依赖于流域的河网地貌和河槽动力特征。本文在地貌学和水文学研究基顾上建立了概念性的流域模型，模型参数可由地貌参数和河槽动力特征值推求，该模型是非线性模型，概念清楚，求解地较简便，且可用于缺乏水文资料地区的流域汇流计算。     

无资料地区水文模型参数移植不确定性分析

无资料地区降水径流模拟是水文学研究的国际前沿和热点问题。水文模型参数移植是无资料地区降水径流模拟的重要方法,对径流模拟精度具有重要的影响。利用核密度估计和蒙特卡罗随机模拟等方法,构建了一种水文模型参数移植误差驱动的无资料地区径流模拟不确定性定量评估框架。以广西壮族自治区42个有水文监测站点的典型中小河流为研究对象,率定新安江模型参数并模拟日径流和洪水过程,将42个典型流域依次假定为无资料流域,利用基于回归分析、相似流域和机器学习的参数移植方法,模拟无资料地区的洪水过程并识别最优的参数移植方法,分析移植法估算的模型参数值和直接率定值相比误差的概率分布特征,定量评估模型参数移植误差带来的径流模拟不确定性。研究结果表明：(1)基于回归分析的参数移植法模拟无资料地区洪水过程的精度优于相似流域法,优选的机器学习算法比传统回归分析法和相似流域法的计算精度提高了7%～15%;(2)与模型参数率定值相比,移植方法计算的模型参数具有一定的误差,对洪水模拟敏感参数的误差小于不敏感参数;(3)受模型参数移植误差的影响,利用蒙特卡罗法随机模拟的洪水过程具有一定的不确定性,洪量和洪峰相对误差的主要区间分别为10...     

多维线性水文系统模型及其在白沟河洪水预报中的应用

如何考虑雨洪的非线性影响一直是系统水文学中一个较难处理的问题。本文建议用多维线性水文系统模型来模拟降雨～径流系统的非线性现象,并将其应用于海河流域大清河北支白沟河的洪水预报,成果令人满意。     

地下水流量衰减方程研究进展及展望

地下水流量衰减分析是水文地质学和水文学的一种重要方法,衰减方程的研究又是衰减分析研究的重要内容。对基于含水层水流方程、流域蓄-泄关系和经验关系的地下水流量衰减方程进行了归纳总结,共整理了16个较常使用的衰减方程,阐述了每一个衰减方程的由来、方程参数含义及其应用情况,其中指数衰减方程应用最为广泛。最后提出了研究展望:(1)研究水文地质条件与衰减方程的对应关系;(2)新衰减方程的研究;(3)采用数值试验方法进行衰减方程的研究。     

水文相似概念与理论发展探析

目前,工程水文领域面临诸多问题有待解决,例如怎样合理地将现有水文观测成果外推至无资料流域,这也成为国际水文科学协会"无测站流域水文预测计划(PUB)"所遭遇的理论瓶颈。一个可行的方法就是依据流域结构特征构建水文相似因子,并对流域进行分类,在相似框架下完成观测成果向无(缺)测站流域的转化。分析发现,水文学缺乏类似于水力学、化学和生物学的分类与相似理论体系。通过对不同学科相似理论的回顾,定义了水文相似的概念,给出了构成流域水文相似的三要素,即驱动力、结构和水动力要素。最后,讨论了可用于水文相似研究的两类方法:数理解析法和量纲分析法,并给出了其用于实际流域水文相似研究时存在的问题及解决途径。     

中国寒区水文学研究的新阶段 ——记我国杰出寒区水文学家叶柏生研究员的创新与贡献

我国杰出的寒区水文学家叶柏生研究员不幸因公殉职. 选取了叶柏生研究员若干代表性研究成果, 包括与他人的合作研究成果, 重点从冰川水文、 冻土水文和区域水文变化三方面总结了其对寒区水文学发展所做的创新与贡献. 文章列出了每项研究成果的核心内容, 并给予了简要评述. 所选成果中, 冰川水文方面研究涉及冰川对河川径流的调节作用、 冰川径流对气候变化的响应机理等; 冻土水文研究着重介绍了多年冻土变化对流域径流过程及其变化影响方面的系统性成果; 区域水文变化研究方面, 选取了降水观测误差修正、 气候变化对区域径流的影响等方面的创新成果. 这些研究成果极大地提高了我国在世界寒区水文学研究的地位, 对认识寒区水文过程及气候变化对水资源的影响具有重要科学意义.     

分层径流一维水动力学模型

一、前言在近代水文学研究中,实验流域是揭示降雨径流形成规律的重要手段。目前在国内外都花费一定的人力和资金去探索水文现象的基本规律,应用实验流域与代表流域所获得的成果外延或移植到其他流域或相似的地区,水动力     

流域生态水文过程模拟研究进展

生态水文学作为生态学和水文学的交叉学科,得到了相关研究者的广泛关注,并成为水文水资源研究领域中的一个热点,生态水文过程主要包括水文过程、生态过程以及二者之间相互作用的过程。从生态水文学内涵的角度,对山地、湿地、干旱区生态水文过程模拟以及流域集成模拟进展做了阐述,并分析建模的策略和统计了部分生态水文模型,考虑了建模过程中的尺度、数据、精度3个关键问题。并对生态水文模拟发展趋势做了展望,指出在未来的研究中应更多的关注以下几个方面:①生态水文过程模拟建模基础研究;②生态水文过程集成模拟研究;③基于数据库和GIS/RS技术的生态水文过程耦合模拟研究;④与原型观测相结合的生态水文过程模拟研究。建立符合我国实情的生态水文模型,是现阶段我国生态水文学研究的重要任务。     

全国水文预报学术讨论会在西安举行

水利部水文水利调度中心组织召开的全国水文预报学术讨论会于1988年5月5～9日在西安市举行。有关科研院所、大专院校、省(自治区、直辖市)水文总站、流域机构及部分电力局、水电厂的101位代表参加了会议。会议收到论文124篇。会议着重交流了1981年成都会议以来我国水文预报工作的经验和成果。在这次会议上交流的论文.有以下几个显著的特点:(1)模型的应用更加广泛、深入,更加紧密结合生产实际的需要;(2)计算机应用于水文预报中的数据处理及联机实时预报发展迅速,并普遍重视预报与调度相结合;(3)在预报模型中加上了实时校正子系统,提高了预报精度;(4)雷达回波、卫星云图及气象常规资料等在水文预报中的应用有了新的进展。     

小河测流建筑物量水方法

近年来我国小河站网(包括实验流域)有了很大发展,这对水资源研究、工程水文以及水文学发展,都有重要意义。由于小河的特殊水情(如涨落率大、水流不稳定、水深常较小、洪峰径流模数高而小流量的历时却较长等),用常规流速仪方法测验,组成流量的各种随机不确定度都将大大增加,再加测验中的各种系统不确定度,流量误差往往很大,从而降低了小河站网的价值而达不到予定目的,这是一个应该引起重视和亟待解决的问题。量水方法对高、低水流量有比较统一和合理的精度和准确度,又能连续记录,并符合发展水文遥测的要求,因而受到普遍重视,国外近十几年     

水文相似概念与理论发展探析

目前,工程水文领域面临诸多问题有待解决,例如怎样合理地将现有水文观测成果外推至无资料流域,这也成为国际水文科学协会“无测站流域水文预测计划（PUB）”所遭遇的理论瓶颈。一个可行的方法就是依据流域结构特征构建水文相似因子,并对流域进行分类,在相似框架下完成观测成果向无（缺）测站流域的转化。分析发现,水文学缺乏类似于水力学、化学和生物学的分类与相似理论体系。通过对不同学科相似理论的回顾,定义了水文相似的概念,给出了构成流域水文相似的三要素,即驱动力、结构和水动力要素。最后,讨论了可用于水文相似研究的两类方法:数理解析法和量纲分析法,并给出了其用于实际流域水文相似研究时存在的问题及解决途径。