黑河流域水循环系统的分布式模拟(Ⅰ)——模型开发与验证

从水循环的物理机制着手，在考虑人工侧支循环的基础上，以现代地理信息技术为数据处理平台，开发了黑河流域水循环系统的分布式模拟模型。文中系统描述了模型结构，从水循环过程和能量循环过程2个方面对模型各要素的过程模拟进行了阐述，其中水循环过程包括蒸发蒸腾、入渗与径流、地下水运动、地下水流出和地下水溢出、坡面汇流与河道汇流、人工侧支循环等要素过程。在获取各类输入参数后，采用1km网格、以日为时间步长对黑河流域上、中游地区(36 728个网格单元)进行了1981～2002年的逐日模拟。结果表明，所建立的分布式模型对月径流过程和日平均流量过程具有较高模拟精度。校正期内前后两个验证期均得到良好验证。该模型可用于预测未来环境变化条件下流域水资源演变。     

流域产输沙模型中考虑泥沙来源的动态粒径计算方法

为准确反映泥沙粒径分布特征在不同时间尺度上的变化过程,提高流域产输沙模型的模拟精度,以黄河干流玛曲水文站以上区域为研究对象,根据不同季节的泥沙来源不同这一特点,采用坡面、谷沟、河道各来源的泥沙量作为权重,基于WEP-SED分布式流域产输沙模型对流域产输沙过程中的综合泥沙中值粒径进行加权平均计算,并对采用泥沙固定粒径计算方法和不同来源的泥沙动态粒径计算方法的模型模拟的玛曲水文站输沙率进行比较。结果表明：与采用泥沙固定粒径计算方法相比,采用泥沙动态粒径计算方法可有效提高模型模拟精度,其NSE值从0.601提升至0.706;采用泥沙动态粒径计算方法模拟的泥沙中值粒径呈现汛期小、非汛期大的动态变化规律,其年内分布规律与实测资料一致。     

河道烧录算法提取出断裂河网的必要条件探究

河道烧录算法是比较常用的基于实际河网修正提取模拟河网的方法。该方法能有效地提取出同实际河网高相似度的模拟河网。然而,在某些情况下,所提取的河网会产生"断裂"现象。深入研究发现,出现"断裂"的必要条件是:(1)实际河网栅格中存在全局高估栅格;(2)实际河网源头栅格正好位于DEM有效数据边界上。在实际应用中,只要消除两个条件中的任何一个,即可有效地避免提取出"断裂"的模拟河网。     

陆地生态系统模型及其与流域水文模型耦合的研究进展

陆地生态系统在全球生态系统中起重要作用,它与流域水文循环通过复杂的生理学过程和水文学过程相互影响、相互作用.本文对陆地生态系统模型及其与流域水文模型的耦合研究进行了综述和讨论.将陆地生态系统模型分为基于静态植被和动态植被两种类型,讨论了两种类型包含的各种模型及其与流域水文模型耦合的研究进展和应用情况.阐述了陆地生态系统...     

基于分布式水文模型的水功能区设计流量研究

通过建立流域分布式水文模型,并实现对于枯水期流量的有效模拟,结合水功能区设计流量核算规则,提出了基于分布式水文模型的水功能区设计流量计算方法。应用该方法对松花江流域内300个水功能区的设计流量进行了计算,并考虑取用水、下垫面和调水工程等因素的影响,对流域在2020年和2030年水循环情景下水功能区设计流量的变化情况进行了计算和分析。计算结果表明,在未来情景下流域内水功能区设计流量整体呈下降趋势。以松花江干流上设计流量下降幅度较大的扶余站和哈尔滨站所在的水功能区为重点研究对象,提出为上游丰满水库设置230m3/s最小下泄流量的优化解决方案以对干流径流过程进行调控。     

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。     

嫩江流域土地利用尺度变化对蒸散发影响研究

时空异质性的存在,使得水文研究结果表现出不确定性。由于异质性是尺度的函数,对于异质性的处理通常采用较小尺度以减小其影响,如在水文模型里对数据进行离散化,如何确定这一最小尺度以及尺度变化对结果产生怎样的影响,以上问题至今都还未得到完全解决。利用嫩江流域2000年土地利用数据,计算土地利用在不同尺度（网格大小为5km×5km、10km×10km 和20km×20km）下的蒸散发量、空间异质性,并分析其空间分布变化。研究结果表明,不同尺度下土地利用类型与蒸散发异质性变化趋势相似;尺度变化对流域蒸散发量数值影响较小,但使其分布质心最终向着占地面积大的土地利用类型方向移动。     

水循环演变中多因素综合影响贡献量分解方法

为了有效计算气候变化和人类活动对流域水循环过程的影响,需对多因素影响贡献量进行分解。由于多因素之间相互影响,单个因素影响量之和,一般并不完全等于所有因素综合影响量,因此传统方法多用于对两个因素进行影响量分解。本文提出一种基于分布式水文模型的分解方法,用于对多个因素进行影响量分解。该方法能综合考虑不同因素之间的相互作用,使得单因素影响量之和恰好等于所有因素综合影响量,并从理论和应用两个方面对此进行论证。相比于传统方法,新方法能更加科学地分解两个及两个以上因素对水循环过程影响的贡献量,同时在基准期和变化期的选择上也更具有灵活性。该方法不仅可用于水循环演变过程中多因素贡献量分析,还可与具有物理机制的模型相结合,应用于大气、环境和生态演化过程的贡献率分析。     

浅析变化环境下的水资源评价理论方法

本文从国民经济建设和现代水资源管理对水资源评价的实践需求出发,论述了水资源评价理论方法在评价对象、评价模式、评价基础和评价手段等方面需要全面拓展和延伸,并在此基础上阐述了变化环境下的水资源评价理论方法,主要包括资源量的评价、水分利用效用的评价和动态评价。