山东五莲县山洪灾害外业调查工作实践

山洪灾害调查评价是山洪灾害防御必不可少的基础工作,也是实现山洪灾害防御及时准确预报预警、安全转移撤离、减少人员伤亡的重要保障和基础支撑。山东省五莲县是《全国山洪灾害防治规划》中的重点防治区域之一,也是山东省山洪灾害调查评价第一批试点县,在简述山洪灾害调查评价工作流程的基础上,给出了五莲县典型小流域——盘龙河小流域的基本情况、典型沿河村落调查初步成果,分析了山洪灾害外业调查的主要经验和存在问题,为其他地区山洪灾害外业调查提供借鉴。     

基于AHP和GIS的县域山洪灾害危险性区划

以县(市)区域为研究对象,通过分析山洪灾害孕育的暴雨、地形、河流水系等主要影响因子,采用GIS工具进行提取与处理,利用AHP法计算各因子的权重,最后各图层加权综合计算获得县域山洪灾害危险性图,根据历史山洪灾害数据来验证结果的可靠性,以期为山洪灾害风险识别和管理提供科学依据。     

黑龙江省山洪灾害防治措施研究

通过对全省已发生的山洪灾害调查和对气象水文与地形地质条件的分析,研究山洪灾害发生的特点及规律;根据山洪灾害的严重程度,划分重点防治区和一般防治区,编制典型区域山洪灾害风险图;在开展典型区域山洪灾害防治规划的基础上,编制全省山洪灾害防治总体规划;并进行环境影响分析、投资估算及效益评价工作,提出保障措施和近期实施意见等.从此,改变了一直以来我省没有山洪灾害防治规划的历史,将为山洪灾害的防治提供有力的技术支撑,将大大推动我省山洪灾害防治工作的开展.     

基于AHP和GIS的曹江上游小流域山洪灾害风险区划

为了提高山洪灾害防治管理的针对性,在小流域山洪灾害资料收集的基础上,选取了历年最大6 h暴雨均值、高程标准差、河网密度、土壤类型4个危险性因子和人口密度、人均GDP、土地利用类型3个易损性因子,以层次分析法(AHP)计算各因子权重,通过GIS空间叠加分析,对曹江上游小流域进行了山洪灾害风险区划。由风险区划图可知,曹江上游小流域山洪灾害高—次高风险区主要分布在人口较密集、经济较发达的沿河谷低洼区。通过与历史山洪灾害点的对比验证,证明风险区划结果精度较高,可为本区域的山洪灾害风险识别提供科学依据。     

全国山洪灾害防治规划数据库的设计

根据全国山洪灾害防治规划的各项工作任务,详细分析全国山洪灾害防治规划信息系统的数据需求和标准,利用先进的地理信息系统技术和网络数据库技术,建设山洪灾害防治规划数据库,将全国山洪灾害纷繁复杂的信息,包括水文、气象、地形、地质、水土流失、社会经济、灾害损失、环境影响等方面的基本资料和规划成果,进行高度概括,设计并建立山洪灾害防治规划数据库,为全国山洪灾害防治规划信息系统的详细设计提供规范和总控依据.     

基于调查数据的县域山洪灾害风险评价技术研究

以县域为单元进行研究,提出一种基于前期山洪灾害调查评价基础数据的山洪灾害风险评价方法。通过分析山洪灾害致灾因子和承灾因子,采用GIS工具进行提取与处理,利用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)计算各因子的权重,最后基于加权综合法叠加各图层获得山洪灾害风险图,根据调查的历史山洪灾害数据来验证结果的可靠性,以海南三亚市为例进行研究,研究结果表明,藤桥河、三亚河、宁远河流域山洪灾害风险等级较高,是山洪灾害的高发和易损区域。     

全国山洪灾害防治区划理论与实践初探

防治山洪灾害是我国山丘区可持续发展的一项重要工作.在掌握山洪灾害地域分异规律的基础上进行山洪灾害防治区划,对于科学地分析山洪灾害成因、时空分布差异特征和因地制宜地采取山洪灾害防治对策具有重要意义.在综合分析借鉴区划已有成果,特别是自然区划成果和掌握大量全国山洪灾害防治规划调查数据的基础上,从我国山洪灾害防治现状出发,提出全国山洪灾害防治区划等级系统.在此基础上以二级区为单元,借助GIS技术手段,统计分析各区山洪灾害发育特征.区划成果及山洪灾害发育特征分区统计分析为全国山洪灾害分区整治提供了科学根据.     

基于ＧＩＳ的小流域山洪灾害临界雨量研究

以甘肃省成县小流域为例,在获得ＤＥＭ数据的基础上,运用ＡｒｃＧＩＳ软件提取叠加该县小流域 的水文、地形地貌等信息,按照水文水力学原理构建计算模型,对成县小流域山洪灾害临界雨量进行了 研究,计算并绘制了全县118个小流域1ｈ、3ｈ预警时段对应的临界雨量分布图。研究结果表明,同一流 域土壤含水率越高,发生山洪灾害的临界雨量越小,而预警时段越长,临界雨量也越大,成县山洪灾害多 发于各河沟源头区。通过利用水文水力学方法分析计算不同土壤含水率条件下的临界雨量,成果合理, 精度较高,能更好的指导山丘区山洪灾害预警工作。     

甘肃山洪灾害小流域分布特性初探

针对甘肃山洪灾害防治规划中小流域的划分、分布及特性进行了简述。     

湖南省山洪灾害防治区划研究

山洪灾害防治区划是开展山洪灾害防治规划的前提和工作基础。文章通过对湖南省山洪灾害致灾原因的系统分析和山洪灾害时间、空间分布特征研究,按照一定的区划等级系统,应用地理信息系统技术,在降雨区划、地形地质区划、经济社会区划的基础上,将湖南省山洪灾害防治区划分为若干个具有一定共同特征的区域,以期科学地反映山洪灾害地域分布差异,为山洪灾害防治提供依据。     

数值地形图的生成及其水文地貌特征评价

数值地形图(DEM)是利用地理信息系统(GIS)进行流域水文模拟的基础, 其精度直接影响模拟结果在没有现成的数值地形图时, 应用人员往往利用传统的地形图来生成它. 本文分别采用Arc/Info地理信息系统软件提供的哈奇逊法和不规则三角网五次插值法, 对一个实验流域的高程取样点进行插值, 生成了4种不同的数值地形图, 从凹洼分布、流域界定、河网提取、地面坡度和地形指数、以及地面径流汇成等方面, 对它们的水文地貌精度进行了比较. 结果表明, 两种方法都能生成由高程点群所反映的地形, 然而由于哈奇逊法能够结合流域的河网结构及其具有物理基础的水文地貌加强法来处理凹洼问题, 因此大大地提高了其所生成的流域数值地形图水文地貌特征精度.     

Data- and model-driven determination of flow pathways in the Piako catchment,New Zealand

Quantifying flow pathways within a larger catchment can help improve diffuse pollution management strategies across subcatchments. But, spatial quantification of flow pathway contributions to catchment stream flow is very limited, since it is challenging to physically separate water from different paths and very expensive to measure, especially for larger areas. To overcome this problem, a novel, combined data and modelling approach was employed to partition stream flow in the Piako catchment, New Zealand, which is a predominantly agricultural catchment with medium to high groundwater recharge potential. The approach comprised a digital filtering technique to separate baseflow from total stream flow, machine learning to predict a baseflow index (BFI) for all streams with Strahler 1st order and higher, and hydrological modelling to partition the flow into five flow components: surface runoff, interflow, tile drainage, shallow groundwater, and deep groundwater. The baseflow index scores corroborated the spatial distributions of the flow pathways modelled in 1st order catchments. Average depth to groundwater data matched well with BFI and Hydrological Predictions for the Environment (HYPE) modeled flow pathway partitioning results, with deeper water tables in areas of the catchment predicted to have greater baseflow or shallow and deep groundwater contributions to stream flow. Since direct quantification of flow pathways at catchment-scale is scarce, it is recommended to use soft data and expert knowledge to inform model parameterization and to constrain the model results. The approach developed here is applicable as a screening method in ungauged catchments.     

基于数字高程模型的河道分级与节点编码

 数字河网自动提取是流域水系网络结构研究、分布式流域水文模拟中的重要内容。它不仅可以帮助我们迅速计算流域水系结构特征指数,而且作为分布式流域水文模型的输入信息,为分布式河道汇流演算提供了依据。详细研究了一种由brecht和Martz提出的比较系统的数字河道网络提取和结构特征描述方法。采用该方法来从汉江流域上游的旬河流域的数字高程模型中进行数字河网提取、河道分级和河段节点编码。结果表明,所提取的数字河网和实际情况相符,而且河段节点编码非常科学,在此基础上所建立的河道网络拓扑关系结构非常有助于分布式汇流计算。     

水稻的干旱指标与干旱预报

从作物的干旱机理和水稻节水栽培模式变化的角度,提出并论证了以土壤墒情作为水稻干旱 指标的合理性和可行性,并建立了稻田的水分平衡方程与土壤水分消退模型,确定了研究区域以土壤 墒情作为水稻干旱指标的指标取值和对应的干旱等级划分;同时,提出了以断水天数为指标的水稻干 旱预报新方法。应用表明,该方法适合于安徽江淮丘陵区的自然环境条件和作物生长习性。     

考虑水土保持措施的水文水力耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,在考虑流域水保措施的情况下,建立了水文学水力学相耦合的适用于黄土干旱区小流域的分布式水文模型。以黄河无定河水系岔巴沟流域为例,应用分布式水文模型对该流域1970年~1989年11场洪水进行了流量过程模拟。结果表明：计算结果与实测值基本吻合,一定程度证实了所研制水文模型结构、参数和计算方法的合理性。     

Assessing the Impacts of Climate Change on Hydrology of the Upper Reach of the Spree River: Germany

The aim of this study was to assess the potential impacts of future climate change on the hydrological response in the upper reach of the Spree River catchment using the Soil and Water Assessment Tool (SWAT). The model was calibrated for ten years (1997–2006) and validated with the data from four years (2007–2010) using average monthly stream flow. The impact of future climate change on precipitation, temperature, evapotranspiration and stream flow was then investigated from two different downscaled climate models (CLM and WETTREG2010) under SRES A1B scenarios for two future periods (2021–2030 and 2041–2050). Besides that, sensitivity analysis was carried out with and without observations, to test robustness of the sensitivity algorithm used in the model. Results of the determination coefficient R² and Nasch-Sutcliff efficiency E_NC were 0.81 and 0.80, respectively, during the calibration; 0.71 and 0.70, respectively, during the validation. Although some parameters were changed their sensitiveness ranking when the model run with observations, the SWAT model was, however, able to predict the top influential parameters without observations. According to 12 realizations from the two downscaled climate models, annual stream flow from 2021–2030 (2041–2050) is predicted to decrease by 39 % (43 %). This corresponds to an increase in annual evapotranspiration from 2021–2030 (2041–2050) of 36 % (38 %). The upper reach of the Spree River catchment will likely experience a significant decrease in stream flow due to the increasing in the evapotranspiration rates. This study could be of use for providing insight into the availability of future stream flow, and to provide a planning tool for this area.     

LINKING RIVER MANAGEMENT TO SPECIES CONSERVATION USING DYNAMIC LANDSCAPE‐SCALE MODELS

Efforts to conserve stream and river biota could benefit from tools that allow managers to evaluate landscape‐scale changes in species distributions in response to water management decisions. We present a framework and methods for integrating hydrology, geographic context and metapopulation processes to simulate effects of changes in streamflow on fish occupancy dynamics across a landscape of interconnected stream segments. We illustrate this approach using a 482 km² catchment in the southeastern US supporting 50 or more stream fish species. A spatially distributed, deterministic and physically based hydrologic model is used to simulate daily streamflow for sub‐basins composing the catchment. We use geographic data to characterize stream segments with respect to channel size, confinement, position and connectedness within the stream network. Simulated streamflow dynamics are then applied to model fish metapopulation dynamics in stream segments, using hypothesized effects of streamflow magnitude and variability on population processes, conditioned by channel characteristics. The resulting time series simulate spatially explicit, annual changes in species occurrences or assemblage metrics (e.g. species richness) across the catchment as outcomes of management scenarios. Sensitivity analyses using alternative, plausible links between streamflow components and metapopulation processes, or allowing for alternative modes of fish dispersal, demonstrate large effects of ecological uncertainty on model outcomes and highlight needed research and monitoring. Nonetheless, with uncertainties explicitly acknowledged, dynamic, landscape‐scale simulations may prove useful for quantitatively comparing river management alternatives with respect to species conservation. Published 2012. This article is a U.S. Government work and is in the public domain in the USA.     

基于数字化水系修正DEM提取流域河网研究

基于DEM提取河网流域的基本原理以及将数字化水系的位置信息作为流域河网提取的限制条件,对主要河道的DEM值进行修改,然后设定不同的集水面积阈值提取相应的河网。根据河网密度与集水面积阈值的关系,利用均值变点分析方法,最终确定合理的集水面积阈值。结果表明使用该方法提取的河网流域更加接近真实水系。更多还原     

基于 DEM 的青海省西宁市地区河网流域特征自动提取

为获得青海省西宁市地区的河网特征,应用 ArcGIS10软件中的水文分析工具,基于美国联邦地质调查局（USGS）的 SRTM3 DEM 数字高程模型数据提取了研究区域水流流向、汇流累计量及河网水系等流域特征信息,进行了河网分级及子流域划分,并将提取结果与研究区遥感影像图进行对比。结果表明：基于 DEM 数据提取河网流域特征与实际自然水系的特征较为吻合,可作为一种流域水文分析的优良方法。研究结果可以为流域规划及流域综合治理提供参考。     

考虑水土保持措施的分布式水文泥沙耦合模型研究

基于栅格型DEM数据,提取数字水系和空间拓扑信息,建立了由水文模块和泥沙模块两部分组成的黄土高原多沙粗沙区小流域分布式水沙耦合模型。以黄河无定河水系岔巴沟流域为例,应用所建立的模型对该流域1970~1989年11场洪水进行了流量沙量过程模拟。结果表明,该模型具有一定的计算精度,一定程度证实了所研发模型的结构、参数和计算方法的合理性。