概念性水文模型多目标参数自动优选方法研究

以三水源新安江模型为例，研究探讨了概念性水文模型多目标参数自动优选方法。目标函数综合考虑了水量平衡、确定性系数、洪峰和枯水流量过程。通过对目标函数的不同组合方式，分别率定模型参数和分析比较结果。研究表明，多目标参数自动优选方法综合考虑了水文过程的各种要素，优于传统的单目标优选结果，具有较高的模拟预报精度。     

TOPMODEL在流域径流模拟中的应用研究

介绍了TOPMODEL的基本结构与理论。该模型结构简单、物理概念明确、优选参数少,在集总式和分布式流域水文模型之间起到了一个承上启下的作用。TOPMODEL在国外已被广泛研究,并认为是一个相当成功的流域水文模型。为了进一步拓宽该模型的应用,选择6个不同尺度、分布于不同区域和不同气候条件下的流域来应用研究该模型的径流模拟效果。结果表明,该模型在率定和校核两个阶段的模拟精度都比较高,基本上能达到新安江三水源模型的水平。     

水文时间序列趋势和跳跃分析的再抽样方法研究

用再抽样方法估计水文时间序列趋势或跳跃的显著性水平,可通过分块的方法消除水文时间序列自相关性的干扰,具有直接、精确的优点。介绍了再抽样方法在水文时间序列趋势和跳跃分析中的原理与方法;针对黄河三门峡水文站1919～1989年实测年径流量资料,采用几种常用的参数和非参数统计量,用再抽样方法进行了实例研究,其中采用滑动分块自助法以消除自相关性的干扰,该方法为估计水文时间序列的趋势、跳跃的显著性水平给出了新的思路与途径。     

梯级水库群联合优化调度函数研究

构建了制定梯级水库群联合优化调度函数的"优化-拟合-再优化-随机仿真"框架:首先建立梯级水库群优化调度模型,通过确定性动态规划方法得到最优样本;然后对最优样本进行多元线性回归分析得到联合调度函数;并基于模拟调度结果采用非线性规划方法直接修正调度函数;最后通过水文随机模拟技术生成径流系列,进一步检验、评价所得调度函数的效率。以清江梯级水库群长期优化调度为对象进行实例研究,计算结果表明:对于1951-2005年实测径流系列,梯级水库群联合优化调度函数较常规调度方案年均增加发电量2.03亿kW·h,增幅达2.79%;对于两种随机模拟方法生成的水文径流系列,年均发电量分别提高了1.74%和2.36%,经济效益显著。     

面向对象的GIS水文水资源数据模型设计与实现

分析和总结了地理信息系统(GIS)在水文水资源应用中存在的问题与挑战。在ArcHydro数据模型框架的基础上,对面向对象的GIS水文水资源数据模型的结构与实现进行了深入研究与探讨。面向对象的GIS水文水资源数据模型能够很好地表达水文对象的空间位置、特征属性、时间属性以及对象间的拓扑关系,能完整地描述水文现象在地理空间的运动过程,并在江西省中部清丰山流域地理信息系统建设中应用。应用结果表明,面向对象的GIS水文水资源数据模型为设计水文空间数据库提供了一个通用的结构框架,有助于推动GIS在水文学研究与水资源管理的深入应用。     

三峡水库汛期分期的变点分析方法研究

介绍了变点分析理论，结合三峡水库汛期的分期，阐述了均值变点、概率变点的理论与分析方法。采用宜昌站1882-2001年实测日流量资料，用均值变点分析方法对汛期每日最大洪峰构成的时间序列进行分期；同时选择一定的阈值，在假定发生概率服从二项分布的条件下，应用概率变点分析方法进行分期，最后给出了三峡水库汛期的分期方式。经比较表明，变点分析理论应用于汛期分期中，能反映来水的基本规律，具有一定的应用价值；但从理论上以及防洪的角度来讲，概率变点分析方法较均值变点方法更适于水库汛期的分期计算。     

异参K的瞬时单位线研究

纳希在假设入流过程经过n个具有相同调蓄参数k的线性水库的调蓄的情况下,推导出著名的纳希瞬时单位线.显然相同k值的假设是欠妥的,且求得的水库个数n一般不为整数.作者在各水库调蓄参数k各不相同的情况下,推导出瞬时单位线,并将各水库的后值与相应的河段比降建立了有机的联系,从而扩展了纳希瞬时单位线.     

气候变化下汉江流域虚拟水贸易分析

探讨气候变化下未来虚拟水贸易,为流域水资源合理配置研究提供了一种新的思路。本文在计算历史基准年2010s汉江流域主要作物虚拟水含量及贸易量的基础上,应用BCC-CSM1.1气候模式和SDSM模型,分析预测三种代表性浓度路径(RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景)下未来水平年2030s汉江流域内三大省份(湖北、陕西和河南省)7种主要农作物的虚拟水含量以及贸易量结果。结果表明:在三种气候变化情景下,2030s汉江流域主要农作物虚拟水含量基本上较2010s均减小;气候变化对农产品耗水结构影响较小;气候变化对虚拟水净流入量为正反馈作用,增强了经济增长对虚拟水净流入量的增多作用。在未来虚拟水贸易量分析中,不能仅考虑经济增长所带来的影响,必须同时考虑气候变化的影响。     

气候与土地利用变化对汉江流域径流的影响

作为联结大气圈和地圈的纽带,水文循环同时承受气候变化和土地利用/覆被变化（LUCC）的双重影响,然而大多数的水文响应研究主要关注未来气候变化对径流的影响,忽略了未来LUCC的作用。因此,本文的研究目的是评估未来气候变化和LUCC对径流的共同影响。首先采用2种全球气候模式（BCC-CSM1.1和BNU-ESM）输出,基于DBC降尺度模型得到未来气候变化情景;然后,利用CA-Markov模型预测未来LUCC情景;最后,通过设置不同的气候和LUCC情景组合,采用SWAT模型模拟汉江流域的未来径流过程,定量评估气候变化和LUCC对径流的影响。结果表明：① 未来时期汉江流域的年降水量、日最高、最低气温相较于基准期（1966—2005年）,在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下,分别增加4.0%、1.8 ℃、1.6 ℃和3.7%、2.5 ℃、2.3 ℃;② 2010—2050年间,流域内林地和建设用地的面积占比将分别增加2.8%和1.2%,而耕地和草地面积占比将分别减少1.5%和2.5%;③ 与单一气候变化或LUCC情景相比,气候变化和LUCC共同影响下的径流变化幅度最大,在RCP 4.5和RCP 8.5浓度路径下未来时期年平均径流分别增加5.10%、2.67%,且气候变化对径流的影响显著大于LUCC。本文的研究结果将有助于维护未来气候变化和LUCC共同影响下汉江流域的水资源规划与管理。