黄河流域水文模型研究现状与进展

黄河流域的水问题一直是人们十分关注的焦点 ,而流域水文模型又是解决这些问题的关键所在。本文总结了黄河流域产汇流及水文模型的研究现状与进展 ,指出了存在的不足。展望黄河流域水文模型的研究方向 ,一方面继续探讨半干旱半湿润地区径流形成的物理机制 ,另一方面研制建立分布式流域水文模型 ,构造数字黄河的基础     

下垫面变化对流域产汇流影响研究进展

近年来随着人类活动影响的加剧,流域的下垫面条件发生了显著变化,改变了流域入渗、蒸散发、径流等水文过程的特征,对流域的水资源、洪旱都造成了显著影响。为科学合理地开发流域水资源,下垫面变化对流域产汇流影响成为水文科学研究的热点问题。近年来国内外关于下垫面变化对水循环影响方面的相关研究历程可以划分为萌芽阶段、起步阶段和发展阶段,现有研究认为,森林砍伐与草地开垦、农业开发与城镇化建设活动可以增加径流量,而水土保持措施可以减少径流量,流域下垫面通过各种景观变化的耦合作用影响河川径流。下垫面变化的水文效应的研究方法主要有流域对比试验法、特征变量时间序列法、水文模型法等,其中,流域生态水文模型是生态水文研究的前沿和热点。此外,多种综合方法越来越多地应用在下垫面变化影响水文效应的研究中,而"原型观测+数值模型"的研究方法可能会成为一个发展趋势。     

受冻土影响流域洪水预报方法分析

对受冻土影响较明显的永翠河流域下垫面自然地理和洪水规律特征进行了分析。在分析流域下垫面冻土的种类组成、分布特点、以及对雨水的下渗和蒸发影响规律的基础上,利用经验相关图和回归方程模型探讨性地提出了流域下垫面受冻土影响期间的洪水预报方法。所用方法洪水影响因素和物理成因比较明确,实际应用简便高效,为提高受冻土影响时的流域洪水预报精度做了尝试。     

流域水文模型分析研究

介绍了流域水文模型的分类，以及国内外现有水文模型的研究进展，分析了现有水文模型存在的问题，并提出了若干建议。对未来水文模型作了展望，指出了基于RS和GIS的耦舍水文模型是今后研究的方向。     

产汇流有产沙输沙数学模型研究综述

系统综述了国内外描述产流产沙过程的水文模型，并进一步讨论了现代水文模型所要解决的几个问题。     

太湖流域城镇化小区产汇流模型研究

城镇化带来的结果是流域产汇流过程发生较大变化。基于常州市双桥浜小区持续3年的降水排涝监测资料,推算了该区域2015～2017年期间17场典型的降水产汇流过程,构建了太湖流域城镇化小区的产汇流模型,可为开展城镇化背景下的江苏省太湖流域产汇流新机制及洪涝风险防控的研究及《江苏省水文手册》的修编提供技术支撑。     

寒冷地区流域水文模型初探

冰雪和冻土的水文物理特性，及其对径流形成过程的作用，是寒区流域产汇流的主要矛盾或矛盾的主要方面。文章根据北方寒冷地区水文物理及冰雪水文的有关理论，参照国内外非寒区流域模型（新安江模型、水箱模型、萨克拉门托模型）的结构，研究建立具有物理基础的概念性寒区流域水文模型。     

黄河中游干旱半干旱区水文模型研究进展

黄河中游干旱半干旱地区水文预报是水文工作者关注的焦点和难题之一,而流域水文模型又是解决该问题的有效工具和关键所在。在回顾该地区产汇流特性、水文模型发展及应用情况的基础上,总结了已有水文模型存在的问题和研究不足,指出黄河中游水文模型研制的难点主要在于降雨输入精度不高以及人类活动对水文过程的强烈干扰。基于目前水文自动测报系统的应用及水文大数据的兴起,展望黄河中游干旱半干旱地区水文模型研究的可能途径:1开展遥测系统支持下的精细化物理模型研制,包括点到面上的产汇流模式、参数时空尺度等;2从务实角度出发,利用水文大数据挖掘技术开展汛期中大洪水洪峰、洪量的预报研究。     

寒冷地区冻土水文特性与产流机制研究

分析了寒冷冻土地区(以下简称寒区)的气候特点和冻土水文特性,在揭示冻土期土壤水分动态规律和特点的基础上,探讨了不同于无冻地区和无冻期的产流机制和相应的降雨径流关系,对寒区应用蓄满产流模型提出了改进意见,文中提出的实际成果资料和分析方法为寒区水文预报和水文计算提供了依据。     

冻土理论研究进展

为梳理冻土理论在工程领域的研究进展,在总结前人研究成果的基础上,系统地总结了冻土理论下的冻土力学研究进展,冻土在动力作用下性状的研究进展,冻土的冻融研究进展,冻土水、热、力耦合机理研究;其中冻土的冻融研究进展中着重总结梳理了土体冻胀、融沉以及冻融循环对土体物理力学性质影响的研究思路。针对冻土水、热、力耦合机理研究,深入探讨了冻土水迁移理论、冻土温度场以及冻土三场耦合研究现状。最后,结合前人的研究成果,给出了进一步研究的方向:将理论研究和试验研究相结合,反复模拟出最贴近真实情况的冻土破坏机理;研究冻融或反复冻融条件下工程地质灾害情况,考虑运用三场或多场耦合原理模拟地质灾害最不利工况,用以指导实践。研究所得结果为冻土理论的继续研究提供思路,为寒区工程设计和施工提供参考经验。     

评估4种寒区陆面、水文过程模式及在青藏高原的应用前景

近年来,青藏高原冻土区气候环境呈现出逐年恶化的趋势,主要表现在永久冻土锐减,冻土活动层逐渐增厚,地表植被情况退化严重等,这一地区的气候环境、水环境和生态环境等越来越受到各国研究者的关注和重视.陆面过程模式的作用已得到许多学者的认可,如何构建更有效的针对寒区的陆面过程模式成为寒区研究的重点、热点之一.本文分别选取美国、西欧和加拿大(两个)4个寒区陆面过程模式(依次为SHAW、COUPMODEL、EASS、CRHM),对4个模式的原理和物理机制进行了说明和对比;同时,简要介绍了4个模型在寒区研究过程中已取得的进展,部分模式已经成功应用于青藏高原冻土区并取得了相当好的模拟效果.对比分析4种模式,指出了4种现存模式的优缺点和相应的改进方案,证明4种模式可以在青藏高原冻土区单独使用,并指出几种模式耦合可能成为未来解决青藏高原冻土区甚至全球冻土区陆面过程问题的重要途径.     

水文学的研究方法与理论创新

回顾了水文学在其 30 0余年的形成和发展中曾出现过的若干引人入胜、富有启发性、对学科发展起着重要推动作用的研究成果 .论述了“假设”、“猜想”、“推理”、“比拟”、“综合”和“实验”等研究方法的运用在水文学理论创新中的重要作用 .     

季节冻土区梯形混凝土衬砌渠道冻胀预测研究

依据热传导和质量迁移理论,建立渠基冻土温度场、水分场和应力场耦合数学模型,分析了影响季节冻土区渠基土体冻结的核心因素温度和水分运移量,提出以冻结期渠基土体温度和水分迁移量为变量,建立渠基土体冻深和冻胀量预测模型。借助于季节性冻融条件下梯形混凝土衬砌渠道原型观测成果,观测了冻结期渠基以下5 cm处土体温度以及水分迁移量,研究了季节冻融渠基温度和水分运移及其诱发的冻深发展和冻胀变形的变化。经检验,预测曲线与实测曲线基本一致,且满足误差要求,用冻结期土体温度和水分迁移量来预测冻深、冻胀的方法准确可行。     

季冻区草炭土工程地质特性研究

通过对吉林省境内草炭土地区第四纪地质进行研究发现,草炭土地区地层结构为“三元结构”,自上而下依次为草炭土、淤泥质土（或黏土）和砂砾石土。草炭土形成的时间为晚第四纪全新世,沉积时代新,出露于浅表。对吉林省广泛分布的草炭土的物质组成和物理力学特性进行分析和总结,得出季冻区草炭土具有低容重、高含水量、大孔隙比、有机质含量高、高压缩性的特点,为草炭土地区路基建设确定切实可行的处治方案提供了可靠的参数依据。     

西南喀斯特流域水循环研究进展

在分析我国西南喀斯特流域水文地质条件的基础上,总结了现阶段西南喀斯特流域水循环研究的主要方法,即流域水文模型方法和试验方法。指出利用流域水文模型方法进行定量研究的优缺点,在实际应用中遇到的困难,以及用试验方法研究喀斯特流域水循环过程所存在的问题。对未来西南喀斯特流域水循环研究的发展方向提出了一些看法。     

闽江流域洪水预报模型比较研究

应用新安江模型与垂向混合产流模型对闽江流域干流以上的15个子流域进行了模拟验证,进一步论证了这两种概念性流域水文模型结构的合理性,并得出了如下结论:大闽江流域,新安江模型与垂向混合产流模型都适用,且均能取得良好的效果。由于不同的洪水预报模型考虑产流机理的不同,采用的结构与参数不同,对不同洪水特征的计算结果也有差别,在实际使用中,设置不同结构的洪水预报模型是必要而且是有效的。同时,还对历史洪水根据其涨洪前段的实测流量过程与模型计算流量过程的确定性系数最大作为选择模型的标准,进行模型选择模拟预报。由此还得出另一个结论:在实时洪水预报中,根据不同的预知信息实时选择最佳的模型,能提高洪水预报的精度。     

长江流域堰塞湖水文应急预报实践及对策

随着近几年堰塞湖地质灾害的频繁发生,其水文应急预报工作受到了广泛关注。对长江流域近年来出现的唐家山、舟曲堰塞湖除险实践中的水文应急预报工作进行了总结与回顾,初步分析了堰塞湖除险中水文应急预报的主要技术特征,并重点阐述了该项工作存在的主要技术难点,最后提出了开展堰塞湖除险水文应急预报工作的主要技术方案和工作模式等初步对策。指出,今后应加强对无资料地区产汇流理论的研究,并突出水文、气象、地理信息系统等多学科综合应用在应急预报中的作用。     

基于水土保持的流域降水-径流统计模型及其应用

本文在变量共线性分析基础上，提出了流域降水量标度和水土保持标度及其计算方法，建立了流域降水-水土保持-径流统计模型，该模型不仅能分离水土保持措施对河川径流量影响程度，而且还可分析降水及水土保持对流域径流量变化的影响。研究表明，在佳芦河和秃尾河流域，水土保持使流域径流量平均减少10%～22%。因降水量减少及水土保持措施面积增大，20世纪70～90年代比60年代径流量明显减少，佳芦河降水变化及水土保持措施影响分别为25%和75%，而秃尾河分别为35%和65%。     

基于马斯京根参数K、X的等效河道计算方法研究

河道汇流演算本质上属于水力学问题,为了简便计算发展了一系列的水文学方法,马斯京根法便是其中最经典的方法之一。本文基于马斯京根法中的参数K、X,与特征河长相结合,构建了不同类型的等效河道(矩形、抛物线型)断面下河宽、河道比降和最大水深的计算公式,并在实例中模拟出河道各断面不同时刻的水位、流速、流量等信息。通过在实际河道中验证,结果表明,该方法实现了河道大断面资料的扩充,且具有较高的精度,改进了传统的水文学河道汇流计算模式。该方法将传统水文方法与水动力方法结合起来,有利于实现少资料地区水位、流速过程模拟,为传统的马斯京根法转换为水动力模型计算提供新方法。