基于电路理论模拟秦淮河流域水域连通性

引入景观生态学中的电路理论方法,基于不同时期土地利用数据,模拟1995—2018年秦淮河流域的水域连通性;采用Landsat7,8影像数据,利用改进水体指数（MNDWI）提取流域水淹区域,分析水域连通性对洪涝灾害风险的可能影响。结果表明,2000年以来流域水域连通性破碎程度明显增加,甚至出现大范围空值区域;连通度密集出现低值碎斑的区域与卫星监测频繁出现水淹的区域相吻合;其中,南京主城区2000—2005年期间,水域连通性下降2.7%,同时水淹面积有一定涨幅,2005年之后南京主城区水域连通性有所改善;江宁区水域连通性在2010—2018年期间下降3.4%,水淹面积则增长近136.4%。研究表明,运用电路理论模拟流域水域连通性具有一定的实用性。     

气象产品的广义联合偏差修正方法及其应用

卫星气象产品、气候模式预测数据通常与地面观测数据存在偏差,为保证数据的可靠性和合理性,需要对其进行偏差校正,但偏差校正过程往往受具体区域气象特征、方法本身假定等因素的影响,导致修正效果不佳。为此,本文提出一种广义联合偏差修正方法,相较于现有研究最常用的单变量QM修正方法以及固定多变量修正顺序的JBC修正方法,该方法充分考虑到流域尺度降水和气温双变量的时空相关性,并结合其对径流的主导作用对变量修正顺序进行动态调整,实现了QM法和JBC法的优势互补。在澜沧江-湄公河流域的应用表明：考虑降水、气温相关性可显著改善降水和温度极值的修正效果,尤其是5、6月份,修正后气象与实测数据的纳什系数提升了0.5以上;考虑气象要素的修正次序显著降低了修正后的降水和温度频率分布及均值偏差;利用修正后的气象数据驱动分布式水文模型时,部分月份的径流模拟精度提升了54.3%。     

基于EEMD-PSO-GRNN模型的元江中上游径流预测

径流序列的非线性和非平稳特性使得高精度的径流预报存在困难。本文组合EEMD和GRNN模型形成EEMD-GRNN耦合模型,预测时通过将径流序列分解为确定成分与随机成分并通过GRNN模型分别进行预测,预测值的加和则构成径流最终预测结果。EEMD-GRNN耦合模型应用到元江中上游,并与其他模型进行比较,结果表明：EEMD-GRNN耦合模型具有更高的预测精度,对径流的总体趋势预测有良好的效果,但在随机性的模拟上有待进一步完善。EEMD-GRNN耦合模型优于BP、GRNN、EEMD-BP模型,能有效提升径流预测的精度,可为流域的水资源优化调度等提供决策支持。     

引汉济渭工程初期运行调水区河道生态流量优化研究

针对跨流域调水工程等强人类活动对河道生态造成严重影响的实际问题,以引汉济渭工程为研究对象,建立并求解了工程运行初期多年调节水库三河口的中长期调度模型,设定了不同生态需水下的调度方案集,量化与评估了工程初期运行对供水与生态的满足情况,并推荐了最佳的调度方案与优化的生态流量过程。研究表明：（1）在生态需水为生态基流时（设计方案）,供水与生态基流保证率均满足设计要求,验证了模型与方法的合理性;（2）在生态需水为适宜生态流量时,供水与生态基流保证率分别为65%、98%,表明供水与生态两者间呈竞争关系;（3）在生态需水为修正的生态流量时,供水与生态基流保证率分别为95%、100%,在满足供水目标的同时,河道内月平均流量较设计方案提高了47%,推荐该调度方案与生态流量过程为最佳方案与最优生态流量过程。研究成果对构建生态流域、提高跨流域调水工程的综合效益具有实际意义和应用价值。     

变化环境下海河流域天然河川径流丰枯概率演变规律

海河流域天然河川径流持续衰减,水文丰枯情势显著变化,亟需研究适用于非一致性水文序列的丰枯概率计算方法。基于标准化径流指数、GAMLSS模型等方法,提出一种不同等级丰枯水事件期望发生次数和期望等待时间的计算方法,研究变化环境下海河流域天然河川径流丰枯概率的演变规律。结果表明：(1)径流丰枯概率呈现出显著的枯增丰减趋势;(2)同传统的一致性分布等多类概率分布相比,以时间t为协变量的LOGNO分布拟合流域径流系列的效果最优,且基于该分布计算的期望发生次数更接近于历史实际;(3)非一致性最优模型不同情景条件下计算的流域极端枯水和极端丰水事件的期望等待时间分别为4.9～9.4 a、14.5～36.0 a,说明海河流域近期发生极端枯水的概率远大于极端丰水。     

近50年黄河上游流域年均降水与极端降水变化分析

利用1970-2017年45个气象台站逐日降水资料分析了黄河上游流域降水空间分布规律以及年均降水和极端降水的变化趋势,将黄河上游流域按照地形地势、海拔、气候带分布等多种因素划分成源头区、产流区、出口区,并结合极端降水指数采用Mann-Kendall法、小波分析法分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,研究极端降水时空变化。结果表明,黄河上游流域年均降水从东南向西北扇形递减,源头区和产流区是年降水量的主要贡献区域;年均降水和极端降水均存在明显的周期振荡特征,其中源头区和产流区在22年左右,出口区在18年和8年左右;整个上游区域,极端降水和年均降水的变化趋势较为一致,但年降水量近年来呈现增长趋势,而极端降水事件的发生频率则有所降低。     

广东省北江流域坡向与海拔对汛期降水量的影响

利用1956—2000年广东省北江流域40个水文站逐月降水量资料,统计北江流域汛期降水量与山地坡向及海拔高度的关系特征。利用地理加权回归 (GWR) 方法消除站点空间位置不同带来的宏观地理因子影响后,进行多年平均汛期降水量随海拔高度变化的相关分析,根据其点聚程度分区,研究降水量随海拔高度的变化规律。结果表明:广东省北江流域汛期降水量总体上呈纬向空间分布,由南至北逐渐减少,其中多雨区位于北江流域的东南部;在流域中部的英德至流域南部的清远之间的干流附近存在稳定的多雨中心。4个子区域最大降水量高度不同,由南至北分别为77.3 m,408.4 m,353.6 m和376.9 m,相对应的最大降水量分别为1566.2 mm,1467.4 mm,1295.9 mm和1151.5 mm。广东省北江流域汛期降水量变差系数由西南至东北依次增大,说明降水量的年际变化呈北大南小的空间分布规律。     

洪湖流域传统农业条件下营养盐输移模拟研究*

文章选择位于长江中游的洪湖流域作为研究对象,应用流域分布式水文模型SWAT,探讨传统农业条件下流域营养盐输移的规律。模拟时段选择为建国初期的1951~1960年,模拟的边界条件设置为自然地形、土壤、传统农业生产和土地利用方式,其中土壤资料包括营养盐(N和P)、有机质含量、粒径等理化参数等。根据流域汇水范围的变化,模拟分汛期与非汛期两个时间段进行。通过对模型参数率定和调试,水文模拟结果与实测值有较好的吻合程度,由此进行营养盐输出模拟。模拟结果显示,传统农业条件下流域营养盐输出,TN和TP浓度变化有明显的季节特征,体现了耕作制度对营养盐浓度的影响; 同时,该时段营养盐浓度相比较自然条件下有了很大的改变,体现了人类活动对流域营养盐输移的影响,主要是土地利用类型变化和湖泊水域面积的缩小。     

Glacier retreat and its effect on stream flow in the source region of the Yangtze River

There is growing concern over the effects of climate change on glacier melt and hydrology. In this article, we used two natural small-scale basins, Tuotuo River and Buqu River in the source region of the Yangtze River, China, to show the impacts of glacier melt on stream flow. Changes in the extent of glaciers and ice volume in 1970, 1992 and 2009 are evaluated using remote sensing images. Changes to the glacier surface area over the same time interval are estimated through the delineation of glacier outlines and positions using Landsat TM/ETM＋ imagery. By 2009, the glacier surface area had decreased by 20.83% and 34.81% of the 1970 values in Tuotuo River and Baqu River basins respectively. The total meltwater supply in each basin is estimated to be 2.56×10^9 m^3/yr and 1.24×10^9 m^3/yr respectively. Mass balance calculations show that glaciers in the study area suffered a constant mass loss of snow and ice, accumulatively approximately -24 m over the past 40 years. The annual and summer stream flow tended to increase in Tuotuo River basin from 1970 to 2009 while a negative trend of change was shown in Buqu River basin during 1970-1986. Glaciers became shorter, narrower and thinner under the effect of atmospheric warming. Streamflow increase has been recorded at Tuotuo River station in response to increased glacier and permafrost melt. However, streamflow decrease has been recorded at Yanshiping station on Buqu River, where glacier melt has lagged behind atmospheric warming. These results show a close but variable linkage among climate change, glacier melting and water resources in the source region of the Yangtze River.     

基于VirtualGIS技术的龙口市流域综合治理研究

将虚拟再现技术、地理信息系统技术、遥感技术集成在一起构建虚拟再现地理信息系统，通过对不同时期流域地理环境的虚 拟再现，追踪其演化过程和认识其存在的问题，经过三维建模分析，提出流域综合治理措施，并对预期治理效果进行预测与分析。