改进的水箱模型在小面积流域的应用

本文用寒冷湿润地区改进水箱模型模拟牡丹江横道河子小面积站的多年径流,结果表明,这种模型对小面积漉域也具有适用性.     

湿润区域水资源可利用量研究初探

水资源可利用量计算一直是区域水资源评价中的难点.浙江省三门县属于湿润地区,将三门县划分为3个区域,采用新安江模型,通过1967～2000年的长系列资料的水文分析,计算出不同降雨频率下的产流量.根据产流量计算成果,对三门县水资源可利用量进行了估算,并分析了区域的水资源开发前景.计算结果表明,该地区无论是现在还是今后一段时期,仍应以开发地表水为主,同时,地下水开发潜力也很大.     

非平稳区域化变量克立格插值方法的比较

为了减少非平稳区域化变量的插值计算的工作量,以中国中东部地区59站1960~2000年的年平均降水量为数据源,采用普通克立格法与泛克立格法两种方法对降雨量进行空间插值,对其插值结果进行比较。结果表明,两者的插值结果非常相似,且前者的插值精度略优于后者。认为在无需详细了解变量的空间变异性情况,而只进行空间插值研究时,用普通克立格法代替泛克立格法进行非平稳区域化变量的空间插值具有计算简单、无需确定漂移等优点,同时可以取得较好的插值效果。     

吉林省春季径流规律分析及预报方法

从探索吉林省春季径流发生规律和特点出发,选取了18个具有代表性的水文站,采用几种不同的方法,对吉林省春季径流影响因素进行了相关计算分析,揭示了吉林省干旱和湿润地区春季径流的差异,得出结论:吉林省西部发生春旱的年份明显多于春涝年,南部发生春旱与春涝年份相差不大,西部地区发生春旱的几率比南部多,西部发生春旱的程度远远大于南部.     

三角形薄壁堰流量测验方法在山溪性小河中的应用

在南方湿润地区的一些山溪性小河和水沟,由于流量小,水深浅,用常规的流量测验方法往往不能测到准确的流量,满足不了工程和水资源水量计算的需要,在此情况下,采用水力学的三角形薄壁堰测流方法可以取得较好的效果。     

基于最大熵原理方法的洪水预报误差分布研究

采用最大熵原理(POME)方法，对我国湿润和半湿润地区部分典型水库的洪水预报误差分布规律进行了研究。通过建立洪水预报误差分布的最大熵模型，计算出9座典型水库洪水预报的净雨相对误差、洪峰流量相对误差和峰现时间预报误差的概率密度函数，并将其概率密度函数曲线与正态分布曲线进行比较。结果表明，我国湿润和半湿润地区的洪水预报误差近似服从正态分布，且采用POME方法计算洪水预报误差分布是可行的。     

对无锡地区湿润年景周期性变化的思考

为了摸清湿润年景周期性的变化规律,根据近几年气候变化的情况,提出降雨量年际间是否有变化规律的问题；分析了南方各省的汛情,证明湿润年景周期是延续的；对湿润年景周期性变化进行系统分析；并对无锡地区2010年上半年雨情进行了分析.结果表明,无锡地区降雨量年际间的变化具有一定规律性,其成果可以为区域防汛服务.     

层状土入渗试验中指流发育的分形特征及入渗规律

土质结构差异较大的层状土入渗过程中易出现指流.为了了解层状土下层介质对指流发生发育的影响,以三种不同粒径的石英砂为下层介质和以砂壤土为上层介质进行了室内积水入渗的染色示踪试验.结果表明,下层介质粒径越大越易出现指流,且指流行进速度越快.指流发生后,入渗过程趋向于稳定,且下层土壤粒径越大,稳定入渗率与累积入渗量越小.采用湿润面积和湿润比描述指流发育的宏观特性,发现湿润面积和平均湿润比都随时间而增大,表明湿润锋趋于均匀.为定量研究层状土入渗中指流发育的分形特征,采用像素点覆盖法编制了计算染色示踪试验中分形维数发育的Matlab程序,对程序进行了验证并计算了四组试验指流发育的计盒维数.结果表明指流分布具有明显的分形特征,下层介质粒径越大计盒维数越小,且计盒维数随时间而增大.     

地基沉降双曲线拟合的Bayes估计

双曲线函数是拟合地基沉降曲线中常用的函数形式,其函数参数通常假定为确定性变量,采用最小二乘法进行估计.在整个待估计过程中,假定待估计参数为确定性变量.然而函数参数总是波动的,用随机变量分布代替其估计值更为合理,为此,将函数参数假定为随机变量,用Bayes理论进行估计,采用多层先验模型作为参数的先验分布,在似然函数中,沉降观测数据假定服从正态分布.在概率分布计算中,采用MCMC积分,所有计算均由软件WinBUGS完成.Bayes方法所得的估计是参数的概率分布,包含了比最小二乘法估计更为丰富的参数信息,因而比最小二乘法更具有优越性.     

灌溉渠道的最佳断面

灌溉渠道最佳断面是过水断面面积最小，湿润最小的断面，过水断面面积和湿周都是渠道面几何尺寸的函数，这种关系都是未知变量间的关系，不能直接用公式设计计算。最后的研究成果给出了各种开头截面设计计算的显式方程能够直接用于渠道断面的优化设计。     

变化环境下12种潜在蒸散发估算方法在不同干湿区的适用性

以国际粮农组织(FAO)彭曼-蒙迪斯方法(简称为P-M方法)为基准,根据湿度将研究区划分为5个干湿区,从相关性、多年均值、年内空间分布以及参数特征等4个方面,深入分析包括温度法、质量传输法、辐射法等3类12种潜在蒸散发估算方法在我国31个省(自治区、直辖市)不同气候区的适用性。结果表明:研究区域内,辐射法与PM方法月相关性最好,估算多年潜在蒸散发均值明显比温度法和质量传输法更接近,其中P-T法估算效果最好,Hamon法最差;在不同干湿区,温度法和质量传输法在干旱地区与P-M方法的相关性优于在湿润地区;Penman法估算的潜在蒸散发值在干旱地区与P-M方法计算值最为接近;辐射法(除去Jensen法)在不同干湿区年内分布均好于温度法和质量传输法,其中Rohwer法在所有干湿区年内分布均最好,Abtew法在干旱地区最好,P-T、Mak、Harg和Door方法在湿润地区最好,而Jensen和Kharrufa方法则在所有干湿区年内分布最差。综合来看,辐射法在研究区域内表现最优:当研究区为湿润地区时,选择温度法和质量传输法;当研究区为干旱地区时,首选Penman和Abtew方法。     

1971—2010年中国干湿区降雨资源变化特征分析

降雨在农业生产领域、科学技术领域以及预报洪涝灾害、分析水资源等方面意义重大。利用全国1971—2010年743个气象站点的逐日降雨数据,基于干旱区、半干旱区、半湿润区和湿润区的干湿区划分,对年降雨量和年降雨日数按等级进行划分,运用线性倾向率、累积距平、M-K检验和滑动t检验等方法系统分析了4个干湿区内不同等级年降雨量和年降雨日数变化特征以及各区域年降雨量时间演变特征。结果表明:①过去40 a各干湿区年降雨日数分布存在差异,其中湿润区年降雨日数呈中部高、周边偏低分布趋势;②干旱区北部小雨的降雨贡献率和频率较高,半干旱区大到暴雨的降雨贡献率和频率低下;③在年代际变化中,1991—2000年湿润区年降雨量增加幅度最大,2001—2010年半湿润区年降雨量变化不明显;④各干湿分区的年降雨量近40 a突变趋势不一致,湿润区在2002年发生从多到少突变,而半干旱区未发生突变。研究成果对于预测旱涝灾害、分析水资源及治理生态环境等方面具有参考价值。     

新疆多时间尺度干湿变化特征分析

使用1963—2018年CRU TS v4.0.3逐月格点数据，通过计算新疆月、季、年不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI)对干湿变化情况进行量化，并使用Mann-Kendall非参数检验、小波功率谱等方法对干湿指标的变化趋势与周期特征进行分析。结果表明:新疆在1988年前后表现出了干旱向湿润的转变；SPEI变化趋势整体以上升趋势为主，仅在新疆的西南、东南部分地区呈现出下降趋势；不同时间尺度下，小波功率谱的SPEI及其变化周期基本相同，在20世纪80—90年代均可以在2~4 a和8~16 a周期内发现振荡的高能区。     

Using satellite observations to assess the spatial representativeness of the GLNPO water quality monitoring program

The U.S. EPA's Great Lakes National Program Office (GLNPO) annual water quality survey (WQS) collects data at a relatively small number of stations in each lake. The survey was designed to measure conditions in the open-water regions of the lakes where an assumption of spatial homogeneity was thought likely to be met and the measured variables could be characterized by simple statistics. Here we use satellite observations to assess how well statistics based on samples collected in the GLNPO sampling network represent the lake-wide values of two variables, surface chlorophyll concentration and Secchi depth. We find strong linear relationships between the mean values calculated from the samples and the corresponding averages based on the subsets of the full satellite images. Although overall the means of the values from the sample locations agree well with means calculated from most of the non-coastal regions of the lakes, in terms of water depth, the GLNPO station averages best represent the regions of Lake Huron deeper than 30?m, of Lakes Michigan and Superior deeper than 90?m, and of Lake Ontario deeper than 60?m. When the lake regions are defined by distance offshore rather than by depth, the GLNPO station chlorophyll means in Lakes Huron, Ontario, and Superior are closest to the means for the area of the lakes >10?km offshore. In Lake Michigan the closest correspondence is with the >20?km offshore region. On a whole-lake basis in Lake Erie the GLNPO station chlorophyll averages are closest to the average calculated from the entire lake.     

三水源新安江模型在黄河三小区间的应用

三水源新安江模型在南方湿润地区精度较高,在北方半湿润半干旱地区的应用经验不多。应用三水源新安江模型对黄河三门峡~小浪底区间(以下简称三小区间)进行了产汇流模拟计算。经过对1980年以来的7次洪水进行产汇流模拟计算,小浪底站平均确定性系数0.85,可用于小浪底水库入库洪水预报。     

Analysis of Drought from Humid,Semi-Arid and Arid Regions of India Using DrinC Model with Different Drought Indices

The study aims at evaluating the various drought indices for the humid, semi-arid and arid regions of India using conventional indices, such as rainfall anomaly index, departure analysis of rainfall and other indices such as Standard Precipitation Index (SPI) and Reconnaissance Drought Index (RDI) that were analyzed using the DrinC software. In SPI, arid region has seven drought years, whereas humid and semi-arid regions have four. In case of RDI, the humid and semi-arid regions have 11 drought years, whereas arid regions have 10 years. The difference in SPI and RDI was due to the fact that RDI considered potential evapotranspiration, and hence, correlation with plants would be better in case of RDI. Humid region showed a decreasing trend in initial value of RDI during the drought as compared to semiarid and arid regions and indicated possible climate change impact in these regions. Among all the indices, RDI was considered as an effective indicator because of implicit severity and high prediction matches with the actual drought years. SPI and RDI were found to be well correlated with respect to 3 months rainfall data and SPI values led to prediction of annual RDI. The results of our study established that this correlation could be used for developing disaster management plan well in advance to combat the drought consequences.

     

Using SWAT for Strategic Planning of Basin Scale Irrigation Control Policies: a Case Study from a Humid Region in Northern Germany

The eco-hydrological model SWAT is used worldwide for simulating hydrology and water quality of agricultural catchments. One of the main water uses is irrigation, predominantly in arid and semi-arid regions. Climate impact simulations show that a future increase of irrigation demand can be expected for humid regions. Options for adaptation include the improvement of irrigation techniques and the modification of crop patterns. In our study we investigate the application of SWAT for the development of water saving irrigation control strategies in a humid river catchment in Northern Germany. We developed different scenarios using both soil moisture deficit control and plant water demand control. The results show plausible changes of irrigation amounts when changing the trigger points of both control methods. By deficit control strategies, the water consumption could be reduced with only a moderate decrease of crop yield. Differences between soil characteristics were well shown in the SWAT simulations, but the model consistently overestimated irrigation values. Furthermore we found a high variability of the model errors between the different years, even if the long term average values are considered acceptable. Future research is needed to improve the model accuracy in automatic irrigation control.

     

新安江模型参数的局部灵敏度分析

新安江模型是我国应用广泛的一种降雨径流流域模型,适用于湿润和半湿润地区。新安江模型参数较多,人工率定时需要首先率定对模拟结果影响最为敏感的参数,因此对参数进行灵敏度分析是必要的。采用水文模拟法和摩尔斯分类筛选法,对清江流域1989年9月30日至10月5日次洪水进行径流模拟,并让参数变化一定的步长,用Nash系数对模拟结果的精度进行评定,从而反映出参数的灵敏度。结果表明,最灵敏的参数是FC和Cg;Kc和WM是灵敏参数;b对峰值流量是高灵敏参数,而对径流总量来说是灵敏参数;WUM,WLM,WDM,C和IMP是不灵敏参数。     

Reservoirs for Water Supply Under Climate Change Impact—A Review

Water Resources Management - Arid region water reservoirs have different characteristics and solutions from humid regions with the most water shortage in the world socio-economically. This paper...