基于BTOPMC的无资料区水文模拟及相似性分析

针对稀缺资料地区分布式水文模型无法直接应用的问题,以无径流观测资料的西充河流域(西充境内)为研究区、以相近的李子溪流域为参证流域,建立了BTOPMC模型进行流域水文相似性分析,并采用参数移植法模拟研究区径流过程。结果表明：参证流域径流模拟结果良好,经参数转移之后的BTOPMC模型具有一定的适用性。该方法解决了水文模型在参数移植构成中的不确定性问题,可为其他无观测资料流域的模拟提供借鉴。     

基于MIKE SHE模型的沙河水库流域水文模拟研究

为了探究流域水文循环及河道水动力变化规律，根据收集到的基础数据资料，基于MIKE SHE模型构建沙河水库流域分布式水文模型，模拟流域径流过程，并根据物理参数意义及率定的方式确定了模型相关参数。研究结果显示：MIKE SHE模型在研究区具有良好的适应性，2018年全年径流过程Ens达到0.75，R2为0.77，径流总量RE为1.3%；汛期（6～9月）径流过程Ens为0.71，R2为0.73，径流总量RE为7.5%，模拟精度达到良好水平，可为流域层面水环境模拟提供基础支撑，也可为其他相似地区水文模拟提供参考。     

分布式水文模型EasyDHM在玛纳斯河流域径流模拟中的应用

玛纳斯河流域作为新疆干旱区典型的内陆河流域,其年径流量主要来源于高山区融雪径流。掌握该流域的径流变化规律,对探讨该地区气候、水文及水资源、生态环境之间的联系以及预测未来山区径流的变化规律具有重要意义。以玛纳斯河流域作为研究对象,基于分布式水文模型EasyDHM(Easy Distributed Hydrological Model),利用DEM、实测河网、土壤、土地利用及水文气象数据构建玛纳斯河流域分布式水文模型研究该流域径流过程。通过模型参数率定及验证发现,该模型精度较高,验证期内各站点纳什效率系数均在0.75以上,说明EasyDHM分布式水文模型的泛化能力较好,可应用于该流域的水雨情势分析,为预防和减轻春季融雪型洪水灾害提供了理论依据。     

集总式喀斯特水文模型构建及其应用

针对大部分喀斯特流域属于无资料地区的现状,构建资料要求较低的集总式喀斯特水文模型(lumped karst hydrological model,LKHM)。LKHM以三水源新安江模型为基础,针对喀斯特流域二元三维的流域性质,在汇流计算层做了改进。将岩溶地貌概化为3类:溶沟、溶隙、管道,采用滞后演算法模拟溶沟对地表径流的调蓄作用,采用若干线性水库串联模拟不同大小口径的溶隙对地下径流的调蓄作用,将所有管道概化为一个大管道模拟地表径流与地下径流的交换;最后在贵州平湖流域进行模型检验和应用。结果表明:LKHM模拟精度较高,说明模型的结构、参数合理,具备一定的实用价值。     

基于VIC模型的老挝南乌河流域水资源量评估

老挝正在积极参与澜湄水资源合作研究工作,水文实测数据短缺是制约水资源规划工作的现实问题。以老挝南乌河流域为例,采用流域地形、土壤、植被以及气象驱动等数据资料,通过建立流域分布式水文模型——VIC模型对径流进行模拟,以分析水资源量的时空分布规律。模拟结果表明:模型在对南乌河流域日、月尺度的水文过程模拟中表现出了较好的适应性,南乌河流域内的水量主要靠降水补给,径流的地区分布基本上与降水的地区分布一致,总的趋势是由流域上游向流域下游递减,径流系数的趋势也是由流域上游向流域的下游递减。研究成果可为无资料地区的水资源规划方案的制定及水资源量分析提供参考与借鉴。     

LL-Ⅲ模型在美国Baron Fork流域的应用

有物理基础的流域分布式水文模型对流域产汇流以及对洪水过程的模拟与预报一直是水文研究的重点.分析了美国Baron Fork流域的降雨产汇流特性,应用基于DEM的LL-Ⅲ水文模型对Baron Fork流域进行产汇流模拟及洪水预报,结果表明,从模型模拟精度来看,该水文模型在Baron Fork流域洪水预报、流量模拟应用中取得了较好的效果,可以在水文、地质、地貌、气候等方面与该地区类似的流域推广.     

流域水文模型在临界雨量分析中的应用研究

为提高无资料地区临界雨量分析结果的精确度,采用双曲正切产流模型和单位线流域汇流模型,结合山西省清凉寺沟流域水文下垫面产汇流模型参数,对实测暴雨洪水进行了模拟分析。结果表明:径流深及洪峰流量的合格率均为75%,参数是合理、可靠的,据此得出了该流域不同流量级时的临界雨量。     

稀缺资料流域水文计算若干研究:以青藏高原为例

稀缺资料流域水文计算是长期困扰国际水文学界的难题之一,其根本难点在于降雨径流过程的复杂性、流域下垫面与气象要素的时空变异性以及人类对流域水循环规律认知水平的局限性。本文从稀缺资料流域的类型、缺乏降水和径流观测数据的水文计算研究等方面综述了稀缺资料流域水文计算的研究进展。以我国水文气象资料最为稀缺的青藏高原为例,结合水文综合模拟系统(Hydro-Informatic Modeling System,HIMS)在水情预报中的应用,阐述了稀缺资料流域的水文计算方法,包括卫星遥感降水产品的水文模拟能力评估、基于日平均径流数据推求瞬时洪峰流量、洪水调查数据的区域综合和水文模型参数移植等研究,展示了稀缺资料流域水文计算的相关研究进展。     

湄公河流域缺资料地区水资源量评估方法探讨——以老挝南乌河和柬埔寨洞里萨湖为例

在部分地区，实测水文资料匮乏制约了流域水资源量的评估，流域由于“汛期成湖、枯期成河”的典型特征更是增加了对缺资料地区进行水资源量评估的困难。选择老挝南乌河(河流流域)和柬埔寨洞里萨湖(湖泊流域)2个典型流域，采用遥感数据以及再分析气象产品驱动分布式水文模型探讨了实测水文资料条件不足时的河流和湖泊流域水资源量的评估方法。研究结果表明：流域分布式水文模型在河流流域进行水资源量评估的适用性较好，在湖泊流域进行水文模拟时，需要考虑利用湖区水位面积曲线计算湖泊动态水面面积。研究成果可为缺少实测水文资料地区的水资源配置研究提供科学的水文基础支撑。     

长江上游大尺度分布式水文模型的构建及应用

针对面积达100万km2的长江上游流域，依据100m网格的数字高程模型DEM，基于流域的地貌特征原理，构建了10km网格的大尺度分布式水文模型。在建模过程中尽量利用相关的地理信息描述长江上游地区下垫面特点及其空间变化，并采用次网格参数化方法处理大网格内水文参数的非均一性。继而完整地模拟了1961～2000年的水文过程，结果表明，模型不仅较好地再现了河道的径流过程，而且能同时获得径流深、蒸散发和土壤含水率等水文要素在流域空间上的分布及其变化。     

流域水文模型识别方法研究与应用

基于模型产汇流机理,分析对比水文模型适用性,建立考虑气候特征、下垫面条件和人类活动影响的流域水文模型识别的指标体系,并以辽宁东部各中小流域为研究对象进行实例研究。分析了研究区域的气候特征,将新安江模型、大伙房模型和TOPMODEL模型作为备选模型,利用主成分分析法确定流域面积/主河道长度、河道比降、森林覆盖率、地形指数和气候类型作为流域水文模型识别的输入指标,进而采用层次分析法识别适用于各研究流域洪水模拟的水文模型。洪水模拟结果表明:所建立的流域水文模型识别指标体系有代表性,所识别的水文模型可很好地反映流域的产汇流特性。     

盐湖流域空-天-地立体监测系统结合VIC模型径流模拟初探

盐湖流域属于无资料地区且基础资料稀缺,使用传统方法开展水文模拟存在困难。为了研究盐湖流域生态环境、水文气象等变化,综合利用卫星遥感、无人船等技术,建立盐湖流域空-天-地立体监测系统,构建盐湖水位-面积-容积关系曲线,并通过月尺度遥感数据解译了盐湖月尺度湖泊面积,推算了盐湖蓄变量和盐湖入湖月尺度径流量。通过收集并整理中国区域地面气象要素驱动数据集CMFD和MODIS LAI叶面积指数等数据,构建了基于多源数据的VIC模型,开展盐湖流域湖泊径流模拟研究。结果表明,盐湖流域径流模拟纳什系数NSE和相对误差分别为 0.87和11.81%,表现出实际径流的丰枯变化情况。盐湖流域空-天-地立体监测系统结合VIC模型能够模拟盐湖流域的月尺度径流变化过程,对无资料区域河湖水文模拟具有一定参考意义。     

洞里萨湖水位与面积和容积的关系研究

洞里萨湖是东南亚最大的且颇具国际影响的淡水湖。基于洞里萨湖湖区不同来源的地形资料,构建了不规则三角网TIN,量算得到不同水位下具有0.1m梯度的洞里萨湖面积和容积。对比分析和水文学法复核结果表明本次构建的洞里萨湖水位与面积和容积的关系是合理的,描绘出了洞里萨湖"低水似湖、高水湖相"的自然景观特点。以洞里萨湖甘邦隆站和出湖控制站波雷格丹站为代表,建立了洞里萨湖水位-面积(容积)关系与实测湖水位的响应关系。结果表明洞里萨湖面积、容积与甘邦隆站水位呈非线性一一对应关系,与波雷格丹站水位成绳套关系,绳套两侧分别对应汛期湄公河向洞里萨湖倒灌和汛后洞里萨湖向湄公河补水。基于河湖关系构建了不同时期不同河湖水位差下的洞里萨湖面积、容积与波雷格丹站水位的相关关系,该精细化的洞里萨湖水位-面积(容积)量算成果可为防汛抗旱精准预报提供科技支撑。     

复杂河网地区气候-水文-水动力耦合模型模拟

以淮河流域中下游结合部的洪泽湖周边滞洪区为研究对象,基于紧耦合技术,将一维和二维水动力模型进行耦合,基于松耦合技术,将气候模型与水文模型、水文模型与水动力模型进行耦合,实现了流域、河网、蓄滞洪区和湖泊复杂系统气候-水文-水动力单向耦合,并对气候变化影响下的复杂河网地区水流演进进行了模拟。结果表明:构建的气候-水文-水动力耦合模型对洪泽湖周边滞洪区洪水演进具有较好的模拟能力和适应性;气候变化导致未来淮河流域洪水量级增加,加大了洪泽湖周边滞洪区的洪水风险。     

湄公河与洞里萨湖水量交换特征

洞里萨湖是湄公河最大的连通湖泊,湄公河与洞里萨湖水量交换特征一直是国际社会关注的热点问题,但相关研究成果较少。利用4个河湖控制站的长系列水文资料,分析了湄公河与洞里萨湖水量交换特征,结果表明:湄公河与洞里萨湖的水量交换强度大,洞里萨湖对湄公河径流调峰补枯作用明显,每年汛期5—9月份均会发生倒灌,1995—2011年年均倒灌历时122 d,倒灌水量377亿m³,占湄公河干流同期来水的14.4%,倒灌洪峰流量8 402 m³/s,占干流同期来水的20%,其中7—9月份倒灌水量占全年的88.6%;汛后10月份—次年4月份洞里萨湖向湄公河补水,年均补水历时244 d,补水水量711亿m³,是湄公河倒灌入湖水量的1.96倍,占湄公河下游同期来水的29.9%,其中10月份—次年1月份补水量占全年的83.1%。年倒灌历时、水量与洪峰流量,年补水历时、水量与峰值的年际变化较小,变幅分别为76 d、283亿m³、6 095 m³/s和76 d、474 亿m³、4 677 m³/s,变差系数为0.07～0.24。倒灌、补水水量不仅与湄公河和洞里萨湖的来水大小有关,还受到河湖水位差及洞里萨河水位等因素影响。研究成果可为湄公河三角洲和洞里萨湖区治理提供科学依据。     

Modelling inundation patterns and sediment dynamics in the extensive floodplain along the Tonle Sap River

The Tonle Sap River (TSR) serves as a natural medium for the reversal flow between Tonle Sap Lake (TSL) and the Mekong River to sustain productivity and biodiversity in the TSR floodplain and TSL. Understanding the hydrological connectivity and its dynamics in the TSR, including its floodplain, is therefore important to support activities that aim to maintain ecological services in the TSR–TSL system. Thus, the main objective of this study is to examine the hydrological connectivity of the TSR and its floodplain by a modelling approach that integrates inundation patterns and sediment dynamics. The Caesar–Lisflood model was applied to describe inundation, sediment erosion, transport, and deposition in the TSR for the period of 2003–2013. The inundation areas connected to the TSR ranged from 140 to 2,327 km², whereas the isolated inundation areas from the TSR ranged from 0.27 to 504 km². Sediment dynamics showed its influence on inundation patterns and hydrological connectivity and could alter the yearly inundation ratio (defined as a normalized inundation frequency with a value ranging from 0 to 1) up to 0.8. Our approach provides a quantitative way to determine key factors (e.g., total inundation areas, seasonality, and connectivity of inundation patterns) for further investigation of ecological processes in relation to the inundation patterns and sediment dynamics in the TSR and TSL.     

白洋淀流域分布式水文模型开发与验证

针对白洋淀流域水资源保护工作开发了分布式水文模型WEP-L模型。WEP-L模型是对流域水循环过程与能量循环过程的综合模拟,具有较高的模拟精度。对白洋淀流域1956 } 2000年的径流模拟计算表明:主要水文站的相对误差在5%以内,Nash-Sutcliffe效率系数在0. 8以上,可以用于白洋淀流域的水文循环分析。     

无测站流域径流预测区域化方法研究进展

无测站流域径流预测是地表水文研究的难题与挑战,而区域化方法,即将水文信息从有测站流域移植至无测站或缺测站流域估算径流量的过程,则为该问题提供了有效的解决办法。由于不同流域地文属性及气候特征各不相同,目前并无通用的方法,回归法、空间近似法及物理相似法是径流预测区域化研究中最常用的三种方法。基于此,本文阐明了三种方法的基本理论,综述了其研究进展、适用性及局限性,分析了区域化研究中常用水文模型及流域特征因子遴选的依据,总结了误差检验及不确定性分析的方法,并展望了径流预测区域化研究的未来发展方向。本文可为无测站流域区域化方法的选择提供基本依据与科学参考。     

Tonle Sap Lake,Cambodia: A perspective on its transborder hydrological and resources governance

Tonle Sap Lake is the largest freshwater lake in South East Asia, being situated at the heart of the Mekong River Basin. Governance of the lake over the recent past has been weak and overly complex, and the basin governance structure has changed over time in terms of its fisheries management framework. The governance framework initially focused on the commercial exploitation of fish resources, but has more recently switched to a community‐based fisheries management, biodiversity conservation and open access model. This study discusses how the water flows occurring between the Mekong River and Tonle Sap Lake complicate the governance of the lake, and particularly its fisheries, biodiversity, land and water management activities. The establishment of the Tonle Sap Authority (TSA) in 2007 sought to address the governance challenges facing the lake. The current study concludes, however, that the TSA alone is not sufficient and that global, regional and national stakeholders must make an effort to ensure the water flows between the lake and the Mekong River are themselves considered a core governance issue for the Tonle Sap.