基于WEP的横断山垂直带水文过程模拟研究

为了更好模拟横断山在气象、植被、土壤、水分等垂直地带性影响下的水文过程，本文采用分布式流域水文模型 WEP，提出反映空间分异特征的垂直带参数化方案，并选择横断山流域 14 个水文控制断面 1960—2015 年的逐月径流数据进行了模拟验证。结果显示，垂直带参数化方案较好地模拟了横断山区的水循环过程；通过两种对照方案和垂直带参数化方案的对比表明，“垂直带参数化方案”比“普通的参数方案”的 NS 提高 0.03、RE 降低1%，比“均一化参数方案”的 NS 提高 0.3、RE 降低 19.6%。通过考虑参数的垂直变化影响，能够提高模型模拟效果，且可更好地反映气象、植被、土壤、水分等信息的垂直地带性，弥补以往水文模型对参数的垂直变化描述不足的问题。     

坪山河水质时空演变规律研究

城市河流水污染防治越来越受到重视,识别河流水质的主要污染物指标和时空变化规律是水质评价和水环境治理的基础性工作。以中国南方典型城市雨源型河流——深圳市坪山河流域为研究对象,利用主成分分析法评价了坪山河3个断面(碧岭、红花潭、上洋) 5年的水质现状(2011年1月至2015年12月)和时空变异特征。结果表明:上游碧岭的水质最好,介于Ⅱ类水与劣Ⅴ类水之间。中游的红花潭和下游的上洋断面水质常年为劣Ⅴ类水。通过污染程度排名,水质总体有变好趋势。坪山河主要超标污染物为氨氮、砷、硫化物和粪大肠菌群,3个断面的主要污染物成分出现了一定的变化,其中氨氮是3个断面共有的主要污染物成分。研究方法和结果可以为城市河流水系水资源保护和水环境治理、污染源防治等提供决策支持。     

河流健康评价指标与权重分配的统计分析

为研究河流健康评价指标及其权重的特征和规律,通过文献调研,筛选出150篇代表性文献,并对其中41个典型评价案例中准则层和指标权重进行了统计分析。结果表明:不同文献对河流健康评价准则层划分较为统一,而对指标的选取和权重取值差别较大;将河流健康评价划分成水文、水质、生物、生境物理和经济服务功能5项是评价准则层较为公认的划分方式,其相应权重期望值分别为0.15、0.21、0.18、0.22和0.24;河流健康评价的指标主要包括径流变化率、水功能区水质达标率、鱼类完整性指数、底栖动物完整性指数、河岸植被覆盖率、河流连通性、湿地保留率、流域天然植被覆盖率、水资源利用率以及河岸景观适宜度,其相应归一化后的权重期望值为0.15、0.21、0.11、0.07、0.09、0.07、0.06、0.09、0.08和0.07。     

土石山区山坡壤中流汇流界面研究——以太行山崇陵流域为研究区

为促进山坡产汇流过程的精细化模拟,以河北省易县崇陵流域典型的土石山区不同坡位点(坡顶、坡中上、坡中、坡中下、坡脚)以及不同植被(油松和侧柏)为研究对象,采用亮蓝染色剂开展了野外双环入渗染色剂示踪试验,研究了山坡壤中流汇流界面的变化规律及其影响因子。结果表明:(1)山坡壤中流汇流界面埋深介于0. 6～1. 5 m之间,从坡顶到坡脚,汇流界面厚度逐渐减小;(2)植被覆盖对壤中流汇流界面的影响很大,在相同的坡位处,侧柏的壤中流汇流界面厚度大于油松的壤中流汇流界面厚度;(3)汇流界面的影响因素主要是土壤的结构和孔隙性、岩石风化层的层次结构,植被通过改变土壤的孔隙性引起汇流界面的变化。     

近30年甘肃省潜在蒸散发时空变化特征及演变归因的定量分析

蒸散发是地球系统水量平衡和能量平衡中的重要组成部分,研究潜在蒸散发的变化对于更好地理解气候变化对水文循环的影响及水资源配置具有重要意义。本文基于FAO推荐并修订的Penman-Monteith模型,利用1981-2010年甘肃省内及周边的32个气象站点的常规观测资料对甘肃近30年内潜在蒸散发的时空变化特征进行研究,并对潜在蒸散发对气象因子的敏感性及其敏感系数的空间分布进行分析,定量揭示了影响甘肃潜在蒸散发变化的主导因素。结果可为研究甘肃气候变化对水循环的影响、提高农业灌溉效率和调整水资源利用结构及优化配置水资源提供参考。     

土壤膨胀性对土壤饱和水分运动参数的影响

膨胀性土壤吸水后易膨胀变形,从而影响到土壤水分的运动参数。为了研究土壤膨胀性对土壤饱和水分运动参数的影响,采用室内土柱试验装置分析了不同土壤厚度（2,4,6,8,10,15,20,25,30,35,40,45,50,55 cm）对3种土壤（沙土、黄绵土、娄土）土壤容重、土壤饱和含水量、土壤饱和导水系数的影响,并分别用幂函数、指数函数和对数函数进行了拟合分析。结果表明：① 土壤饱和膨胀率、饱和比容积、饱和含水量和饱和导水系数均随土壤厚度增加而减小。② 通过3种函数拟合效果对比发现,幂函数具有最佳拟合效果。     

土石混合介质碎石性质对土壤入渗和产流过程影响

为了研究土石介质中碎石性质对土壤入渗和产流过程的影响,本试验采用室内土柱试验,分析了两种不同岩性碎石(片麻岩和石灰岩)分别在碎石质量比例(土石介质比例)为15%、45%、65%和90%的条件下,对土壤入渗和产流的影响,并用Philip模型和Horton模型进行了拟合分析。其结果如下:(1)在同一种岩石,相同时间内,土壤累积入渗量随碎石含量的增多而减小,产流量随碎石含量的增多而增加;(2)在相同碎石比例条件下,相同时间内,片麻岩的累计入渗量大于石灰岩,而产流量小于石灰岩;(3)Philip模型、Horton模型均可拟合土石介质土壤累计入渗量随时间变化关系,稳定入渗率A(if)随碎石含量呈减小趋势,土壤吸渗率S随碎石含量呈减小趋势,而初始入渗率ii呈增加趋势。