基于LUCC的秦淮河流域暴雨洪水响应分析

利用CA-Markov模型预测流域2028年土地利用情况,设置3种土地利用情景(自然发展情景、林地限制情景、水田限制情景),建立研究区HEC-HMS水文模型,研究秦淮河流域高速城市化背景下土地利用变化的暴雨洪水响应机制。结果表明①HEC-HMS模型适用于研究区洪水模拟及不同土地利用情景下的洪水响应研究;②洪水规模越小,对土地利用变化的洪水响应越强;③随着流域城市化的演进,土地利用对暴雨洪水的影响程度呈增大趋势,其中自然发展情景下的增加程度最大,水田限制情景次之,林地限制情景最低。研究成果为秦淮河流域LUCC的暴雨洪水响应分析提供了新的思路,也对流域防洪规划与建设有一定的指导意义。     

基于SWAT模型的诺敏河流域径流对土地利用/覆被变化的响应模拟研究

土地利用/覆被变化直接反映了人类活动的影响程度,对于流域水文循环过程影响显著。本文以诺敏河流域为研究区,基于1976和2000年两期土地利用数据,结合SWAT模型定量评价了径流对土地利用/覆被变化的响应。研究结果表明:SWAT模型可以较好地模拟诺敏河流域的月径流变化过程,在研究区具有一定的适用性;相对于1976年的土地利用条件,2000年土地利用变化主要表现为林地和草地面积减小,耕地面积增加。1976-2000年间诺敏河流域土地利用变化导致年均地表径流增加了17.78%,且空间差异显著,尤其是下游的莫力达瓦达斡尔族自治旗和阿荣旗等地地表径流增加趋势更为明显,增加幅度超过20 mm。模拟研究对于诺敏河流域合理规划土地利用格局具有重要意义。     

HEC-HMS模型次洪模拟的参数敏感性分析及应用

采用修正的Morris筛选法对HEC-HMS模型进行参数敏感性分析,并对晋江流域1972-1979的实测数据进行参数率定及验证,建立晋江流域洪水模拟分布式模型.研究表明:模型的敏感性主要参数为CN、K、初损、流域滞时;单峰的洪水模型效率系数在0.8以上,峰现误差在3h以内,多峰的洪水效率系数在0.6以下,显示HEC-HMS模型对晋江流域单峰洪水适应性很好.     

洱海流域用地变化的智能体建模与非点源污染响应模拟

洱海流域水环境污染具有显著的人类活动-土地利用/覆被变化-非点源污染链式驱动效应,有必要分析其驱动机制,模拟和预测流域的用地变化及其非点源污染响应过程。本文利用智能体模型模拟人地交互作用过程,预测洱海流域未来土地利用/覆被动态变化的结果,进而利用SWAT模型计算不同用地情景下流域主要非点源污染指标(氮和磷)的产出量和时空分布,最后,利用统计学分析方法与GIS技术,对综合模拟结果进行了精度验证、敏感性检验以及空间分析与可视化表达。结果表明:(1)流域过去和未来10年的土地利用/覆被变化表现为耕地的持续性减少(-19.28%)与建设用地的不断增长(35.27%);(2)氮和磷在时间与空间上具有相对一致性,说明流域土地利用/覆被变化对氮、磷具有相似的水环境效应;(3)未来10年流域非点源污染主要来自于农耕区,建议在保护耕地的同时,优化农耕区的种植结构和生产模式,以减少农业生产的非点源污染贡献率;(4)未来10年流域耕地面积持续性缩减,农业非点源污染呈现逐年降低趋势;同时随着建设用地不断增加,不透水表面的快速增长可能导致的城市非点源污染风险需要引起足够的重视。     

泾河流域土地利用/覆被变化对径流情势的影响

通过建立泾河流域SWAT分布式水文模型,重点模拟分析了河流径流情势对土地利用/覆被变化的响应,对比了不同气候条件及人类活动综合影响下研究区水文过程的变化。结果表明:1996年以前土地利用/覆被变化是影响水文过程的主要人类活动影响源,径流量年际变化平稳,属有小幅增加的正偏;年内影响以枯水季节为主,年内分配更趋均匀,径流集中度降低,集中期略有滞后,且趋于平稳;土地利用/覆被变化导致流域蒸散发量、冠层和落叶层截留量减小,入渗量增加,河川基流量和地表径流量相应增大,并在时域上耦合形成了水文过程的新变化;1996年以后,气候条件驱动下泾河年径流量呈现明显的增大趋势,人类活动亦从以土地利用/覆被变化为主转变为以人类水事活动为主的综合影响模式,且人类水事活动超过气候变化和土地利用/覆被变化成为影响水文过程变化的主因。     

HEC-HMS模型在城市化流域洪水模拟中的应用

流域城市化过程影响了城市洪水形成的产汇流条件,显著增大了流域洪水模拟预报难度。采用HECHMS水文模型,选取秦淮河流域城市化前1980~1988年间共8场降雨-径流过程、城市化后2007~2013年间共7场降雨-径流过程开展洪水模拟研究,率定城市化前后不同土地利用情景下的产汇流参数,并设计城市化影响洪水模拟方案,对比分析城市化影响下的流域水文响应。结果表明:HEC-HMS模型在秦淮河流域城市化前后均具有很好适用性,且单峰洪水过程模拟精度高;城市化后流域内其他用地向城市建设用地转移,流域内不透水面积增加明显,使得产流量增加,洪峰流量增大,峰现时间提前约2 h。     

渭河流域1980—2000年间LUCC变化分析

基于渭河流域1980年、1990年和2000年的土地利用/覆被变化数据,对渭河流域近20年来的土地利用/覆被规律进行了研究。结果表明:渭河流域1980—2000年的土地利用/覆被变化发生了较大改变,且其时空格局具有明显的区域特征;渭河流域的人类活动极大地影响并改变了流域下垫面的土地利用覆被变化条件,进而影响了流域的水沙过程。     

嘉陵江流域土地利用/覆被变化特征及其驱动力分析

在GIS技术平台上,通过建立指数模型,对嘉陵江流域1980,1995和2000年3个时期的土地利用/覆被时空变化特征进行了定量研究,并进一步分析了嘉陵江流域土地利用/覆被变化的驱动因素。结果表明:研究区土地利用类型以耕地、林地和草地为主,这3种植被类型之间的相互转化是流域土地利用/覆被变化的主要方式。自1980—2000年,耕地和林地面积先减少后略有增加,草地先增加后减少,建设用地逐年增加,其他地类变化不明显。分析表明,嘉陵江流域土地利用/覆被变化的驱动力主要为自然因素、经济因素、人口因素及宏观政策和工程建设,各因素之间相互影响和制约,共同影响流域土地利用格局的变化。     

晋江流域HEC-HMS模型关键参数的分区率定

为进一步揭示流域自然地理条件的空间分异,以及大型水库等人类活动对分布式水文模型参数时空变化的影响,以东南沿海的晋江流域为典型区,通过对研究区内3个水文站和山美水库集水区的亚区设置,构建晋江流域HEC-HMS模型;选取1996-2014年历年最大一场洪水系列,运用循环渐近法,对模型进行分区率定,以分析模型关键参数初损率λ和波速V的时空变化。结果表明:(1)分区率定法可以得到流域不同区域模型关键参数的合理取值。(2)模型关键参数时空变化明显,其中,初损率λ在4个亚区的平均值分别为0.33、0.54、0.559和0.571,与区域的土地利用结构、水利工程等因素有关,水库集水区的初损率平均值最小,可能与区域林地面积增加以及水库蓄水有关;初损率在时间上的变化则与相应时间的起涨流量相关,起涨流量越大则初损率越小。5个不同区域河道的波速V平均值为3.218、2.241、1.95、1.427和1.217m/s,呈上游至下游递减,区域平均坡度越大则波速越大;而波速V在时间上的变化与最大6h降雨量及上游来水条件相关,降雨量越大、上游水量越大则波速越大。(3)分区率定方法充分利用了流域水文控制站点的水文资料,构建的流域HEC-HMS模型,可以更好地反映流域不同区间水文过程的变化。     

东南沿海典型流域台风暴雨洪水预报的HEC-HMS模型

东南沿海的西溪流域属于山区性河流,汛期洪水暴涨陡落,台风暴雨影响下的洪水预报是防洪减灾的重要问题.选用HEC-HMS(The Hydrologic Engineering Center's Hydrologic Modeling Systerm)模型,基于2003-2012年历年最大一次台风暴雨洪水资料,采用循环渐近法...