Rainfall–runoff response and event-based runoff coefficients in a humid area (northwest Spain)

Abstract

The hydrological response of a small agroforestry catchment in northwest Spain (Corbeira catchment, 16 km²) is analysed, with particular focus on rainfall events. Fifty-four rainfall–runoff events, from December 2004 to September 2007, were used to analyse the principal hydrological patterns and show which factors best explain the hydrological response. The nonlinearity between rainfall and runoff showed that the variability in the hydrological response of the catchment was linked to the seasonal dynamics of the rainfall and, to a lesser extent, to evapotranspiration. The runoff coefficient, estimated as the ratio between direct runoff and rainfall volume, on an event basis, was analysed as a function of rainfall characteristics (amount and intensity) and the initial catchment state conditions prior to an event, such as pre-event baseflow and antecedent rainfall index. The results revealed that the hydrological response depends both on the soil humidity conditions at the start of the event and on rainfall amount, whereas rainfall intensity presented only a significant correlation with discharge increment. The antecedent conditions seem to be a key point in runoff production, and they explain much of the response. The hydrographs are characterized by a steep rising limb, a relatively narrow peak discharge and slow recession limb. These data and the observations suggest that the subsurface flow is the dominant runoff process.

Editor Z.W. Kundzewicz; Associate editor T. Wagener

Citation Rodríguez-Blanco, M.L., Taboada-Castro, M.M. and Taboada-Castro, M.T., 2012. Rainfall–runoff response and event-based runoff coefficients in a humid area (northwest Spain). Hydrological Sciences Journal, 57 (3), 445–459.     

地下储层构型表征:现状与展望

地下储层构型表征是近十几年发展起来的油气藏开发地质研究方向。与露头构型分析不同的是,地下储层构型表征主要依据地震信息和多井信息,相应地发展了两类方法,其一为地震沉积学(地貌学)方法,即通过三维地震资料地层切片等方式,利用地震成像特征研究沉积单元的分布;其二为多井模式预测方法,即通过将不同级次的定量构型模式与地下井资料(包括动态监测资料)进行拟合,分级约束并预测不同级次的构型单元的井间分布。论述了这两类方法的起源、基本原理、应用范畴及存在问题,并根据油田生产要求与技术发展提出了进一步深入研究的方向,包括三维定量构型模式的深化研究、储层构型地震响应及解释方法研究、多井模拟拟合方法的改进与创新等。     

南黄海冷水团海域溶解氧和叶绿素最大现象值及营养盐累积的季节演变

基于2006-2007年在南黄海冷水团海域开展的4个季度月的调查资料, 重点研究了该海域溶解氧(DO)、叶绿素a(Chl a)最大值现象和营养盐累积的季节演变规律。结果表明:春至秋季黄海冷水团海域DO和Chl a最大值层深度具有先加深后变浅的趋势, 出现最大值层的海域面积呈现出先增大后缩小的变化过程, DO和Chl a最大值层的深度及面积在夏季均达到最大, 至冬季DO和Chl a最大值现象消失;夏季冷水团海域深水区DO最大值处的氧含量整体高于春季, 而冷水团边界附近氧最大值处的氧含量整体低于春季;春至秋季冷水域深水区次表层Chl a最大值处的Chl a含量先降低后升高, 于夏季时最低, 入秋后开始升高, 而一年四季中冷水域边界附近Chl a最大值处的Chl a含量却在夏季时最高, 而且显著高于深水区。黄海冷水团海域的底层营养盐储库具有一定的空间异质性, 冷水域底层通常分别在深水区和西部边界处存在营养盐高值核心, 其中位于深水区的高值核心位置季节变化不明显, 而位于冷水域西部边界附近的高值核心位置则呈现出自春季至夏季向西移动、入秋后又向东部移动的季节变化特征。水文物理因素和生物化学过程对DO、Chl a最大值及营养盐储库的季节演变具有重要的调控作用。     

黑潮源区次表层的低频季节内变化

根据黑潮源区吕宋岛附近(18°N,122.5°E)投放的ADCP测得的流速,发现次表层流动与海表黑潮(Kuroshio,KC)流动并不一致,除了流动方向不同外,次表层吕宋潜流(Luzon Undercurrent,LUC)在500~1000 m深度存在一个低频季节内周期变化(120 d),这一变化并非由海表黑潮的季节性变化引起。针对这一现象,结合混合坐标海洋模式(Hybrid Coordinate Ocean Model,HYCOM)数据,使用涡动能(Eddy Kinetic Energy,EKE)分析并追踪100~200 d周期温盐和流速变化异常,最终得出结论:吕宋潜流季节内变化存在两个频率的周期,较高频季节内变化(80 d)是由表层黑潮区的中尺度涡传递到次表层产生的,而低频季节内变化(100 d以上)由136°E附近的中尺度涡旋经过6~7个月的运动到达吕宋岛沿岸产生的。     

关于CCSD主孔4820～4930 m井段气体异常的初步解释

CCSD主孔取心钻进的第153至166回次(对应井深为4820～4930m)施工中,流体地球化学现场实验室监测到非常显著的气体异常。按气体浓度的变化,又可分为两个不同的异常区段,分别位于4820～4860m和4869～4930m井段。两个区段均表现为显著的CO2和H2异常,第一区段的最大值分别为3.6%和12.1%,第二区段的最大值分别为24.8%和18.7%。第二区段除了CO2和H2异常值更高以外,在其后期(井深4906m)还出现了一处比较短暂的He气异常,最高值达到17×10-6,比基础值高出200%。通过对钻井过程的分析及泥浆的离线实验研究认为:微生物对泥浆的分解作用是本次异常的重要原因之一,堵漏剂助长了气体异常的升高和延续;由泥浆分解产生的CO2和H2与来自地下的流体并存是本次异常的显著特点。     

线源荷载对半圆形凸起圆形夹杂附近浅埋圆孔的动力作用

采用复变函数法和Green函数法研究了在水平界面承受出平面线源荷载时弹性半空间内半圆形凸起的圆柱形弹性夹杂对浅埋圆孔的动力作用.该问题采用“分区”、“契合”思想求解.首先,将整个求解区域分割成两部分,其一为含半圆形凹陷和圆孔的弹性半空间,其二为圆柱形弹性夹杂;其次,构造满足含半圆形凹陷半空间水平界面应力自由和圆孔边界应力自由的散射波,构造满足圆形夹杂上半表面应力自由下半表面应力连续条件的驻波和散射波;最后,在两个区域的“公共边界”上实施“契合”,满足公共边界处位移和应力的连续性条件,同时满足圆孔边界应力自由的边界条件,建立起求解该问题的无穷代数方程组,并就具体算例分析讨论了浅埋圆孔边缘动应力集中系数(DSCF)的数值结果.结果表明:圆柱形弹性夹杂的“软”、“硬”对浅埋圆孔孔边动应力集中系数有不同的影响.     

复杂环境下浅埋暗挖隧道穿越薄富含水层冻结温度场研究

提出了南京地铁2号线新街口－上海路隧道穿越薄富含水层冻结法止水加固方案,利用ADINA有限元软件对该浅埋暗挖隧道涌水段建立冻结温度场数值模型,分析了冻结管间距、冻结盐水温度、冻结管直径对冻结壁发展速率、冻结壁厚度、平均温度的影响,以此为基础对冻结参数开展优化设计,并获得成功应用。研究结果表明：利用人工冻结技术能够有效解决这一特殊岩土工程难题。为了在支护段获得有效地止水冻土帷幕,冻结管间距应小于等于1 m;冻结工程中采取-30℃的盐水温度既能满足需冷量,又能符合经济性要求;采取大直径的冻结管对增加冻土墙厚度与降低冻土壁平均温度的影响并不显著。     

中国水文循环与水体研究进展

根据2002-2005年中国公开发表的关于水科学研究的论文及国家重大攻关项目和国家自然科学基金项目的科研报告,综述了近年来中国在水文循环诸要素如降水、径流、蒸发,水文模型,河流与泥沙、湖泊、沼泽与湿地、冰川与冻土以及地下水与土壤水等方面研究取得的主要成果和进展.     

深海剖面测流潜标系统设计及姿态分析

结合深海海流剖面测量实际应用,介绍了潜标系统的设计中须注意的几个问题。针对绳索和不同形状的潜标系统测量单元,给出了静力计算和姿态分析的步骤与方法。根据测量要求,在假定的海流剖面环境下,计算了各潜标单元在海水中的位置、倾斜以及潜标系统的浮力配置和锚块配重。该方法对于潜标设计具有实际参考意义。     

基于Argo浮标和历史资料的热带西太平洋次表层与中层水年代变化分析

利用20世纪80年代和90年代WOD01(World Ocean Database2001)中的CTD温盐剖面资料和2000年以后Argo资料,对比分析了热带西太平洋次表层和中层水团分布的年代变化特征。分析结果表明,在这两个时期,起源于南北太平洋中高纬度海域的各次表层水和中层水,在热带西太平洋分布特征和交织在一起的总体态势基本一致,水团性质的年代变化不大。这与上述两个时段全球海洋-大气耦合系统趋于正常状态相吻合。通过辨识和跟踪表征次表层水性质的盐度极大值,发现南太平洋热带水沿西边界向北扩散程度有所加大,由前一时期的5°N,进一步扩散到6°~7°N;北太平洋热带水在西边界附近的向南扩散程度有所削弱,在2002-2005年间只向南扩散到4°N,而前一个时期则可向南扩散到2°N。通过辨识表征中层水性质的盐度极小值,南极中层水在西边界附近向北扩散程度有所加大,在2002-2005年到达13°N附近,而前一个时期只到达11°N;同期,北太平洋中层水在西边界附近的向南扩散程度有所削弱。上述年代变化与全球水循环强度的变化之间有何关系有待进一步研究。