新安江模型参数变化对流域降雨径流过程的影响分析

水文模型可以模拟自然流域的降雨径流过程,在降雨径流过程模拟中,水文模型参数的选择往往会影响模型对流域径流过程的模拟效果。针对新安江模型,以陕西黑河金盆水库流域为研究流域,分析新安江模型参数变化对模拟流域降雨径流过程的影响,以确定新安江模型参数的敏感程度,从而服务于研究流域的汛期水文预报参数修正。模拟结果表明:在研究流域新安江模型参数中KKSS、KKG、WLM、WDM、kg、k为敏感参数,对模拟流域降雨径流过程的影响较大;参数WUM、IMP、B、c、SM、EX为不敏感参数,对模拟流域降雨径流过程影响较小。

区域土壤含水率遥感监测分析方法研究进展

土壤水分是陆地表面参数化的一个关键变量。遥感技术为大面积动态监测土壤水分提供了可能。简述了热惯量法、作物缺水指数法、植被指数距平法、微波遥感法、高光谱法五种目前为止比较成熟和广泛应用的土壤水分遥感监测方法和模型,并进行了优缺点分析。

上海庙水库主坝0+150断面渗流分析

通过对宁夏上海庙水库主坝0+150断面渗压计监测数据分析,并通过有限元方法进行断面的渗流模拟,认识到上海庙水库主坝0+150断面所处坝段渗流特性基本稳定,但是由于该坝段坝基渗透性比较强,导致该断面底部截渗墙的截渗效果不理想,出现明显的渗漏情况。并针对主坝0+150断面目前的渗流状况给出相应的处理建议。

黄河流域非点源污染负荷定量化与控制研究进展

通过文献分析,总结了黄河流域非点源污染负荷定量化与污染控制两方面的研究进展,分析了黄河流域非点源污染研究现阶段存在的问题,即农业、城市非点源污染研究总体不多,自主研发模型少见、控制管理措施单一、新型污染物研究不足等。未来黄河流域地区需加大基础数据的监测,加强部门之间数据共享,建立非点源污染数据库;进一步对非点源污染机理进行探究,研发适合该流域的水文-水质-水动力非点源污染和水库水动力-水质耦合模型;深入非点源污染防控研究,制定全过程综合控制模式与管理体系。

基于非恒定水流模拟的灌区明渠水力响应特征分析

为了服务于石头河灌区信息化建设,该文以石头河灌区东干渠渠首约10 km渠道为研究对象,采用渠道非恒定流模拟方法以及闸门自动控制理论模拟分析不同边界条件下灌区渠道断面的水流和闸门开度变化特点,通过模拟分析获得研究渠段在不同水流控制情况下断面上水力响应变化特征规律:相同渠首流量变化条件下,距渠首距离越远断面水力响应持续时间越长;渠首流量变化率越大,相同断面上水力响应持续时间越短;当取水口取相同流量时,渠首稳定流量大小与取水口取水对干渠上游渠道断面水流的影响距离呈线性关系;渠首流量稳定在相同流量时,取水口取水流量大小与对干渠上游渠道断面水流的影响距离呈指数关系;在进行渠道流量控制时,取水初期取水口闸门调节比较频繁。由于渠道水流之间的相互影响,多个取水口同时进行取水,渠道任意取水口闸门开度变化,都可能引起其他闸门开度的调整。同时通过与实测资料进行对比验证,所获得的渠道断面水流响应特征规律与实际基本相符,模拟渠道水深值与实测水深值误差在±10 cm之间。该研究可为石头河灌区渠道信息化建设及水资源的优化配置提供科学依据。

四种典型非点源污染模型研究与应用进展

随着点源污染得到控制,非点源污染日益受到重视,采用适当的数学模型进行模拟和分析是研究非点源污染控制最直接有效的方法之一。为此,选择四种典型的非点源污染模型(SWAT、GLWF、SPARROW、HSPF),介绍了模型的来源、功能、原理、结构,并从应用尺度、输入信息、输出信息、优点及局限性等方面进行对比分析,总结了四种模型的应用和改进,分析了同一流域不同模型的应用效果,指出模型选取、自主研发新模型、多技术融合、模型适用性等是今后非点源污染模型研究和发展的方向。

汉江流域陕西段非点源污染特征解析

基于收集的汉江流域陕西段27个气象站点的逐日降雨数据、安康站水量水质数据及2017年流域内各区县统计年鉴数据,利用小波分析法、径流分割法、输出系数法及等标污染负荷法等方法分析降雨周期及空间分布、非点源污染负荷通量量化及农业源污染物负荷空间分布特性三方面内容。结果表明:1)研究区域降雨量有27 a的主周期,降雨量和降雨强度空间分布趋势不一致,但高值中心均位于镇巴县;2)汉江干流安康段2011—2017年的水文频率在5%~97%之间,非点源污染物TN、TP、COD、NH 3-N通量的多年均值分别为:4260.1 t、351.8 t、8.67万t和1987.6 t,其占比在41.4%~86.7%之间;3)等标污染负荷空间分布有较强的一致性,TN污染主要来源是农业用地,TP、NH 3-N污染主要来源是畜禽养殖,COD污染主要来源是农村生活。未来汉江流域陕西段非点源污染治理应根据各区县污染源情况制定因地制宜的方案,最大程度地减轻源头污染。

丹汉江流域非点源污染定量化与控制研究进展

丹汉江流域位于汉江中上游,是丹江口水库的主要水源区,其水质的优劣直接关系着国家南水北调中线工程的成败,因此对该流域的非点源污染研究显的尤为重要。通过查阅文献,总结了该流域泥沙和养分在不同空间尺度下的输移特征,归纳了多种负荷估算方法和模型应用进展,从源头、过程和末端3个方面阐述了水土以及养分流失的控制措施和生态补偿研究进展。并指出当前非点源污染源及污染过程和输移特征尚不清晰、应用模型较少且自主建立模型鲜见、污染控制与管理措施零散等问题。未来需要不断加强资料的系统监测,探明该流域非点源污染种类、来源及负荷,提高应用模型种类和精度,建立流域土地、水域最优开发和管理模式,逐步完善定量化研究与控制体系。

鹦鹉沟小流域天然降雨条件下水土及养分流失特征

为研究丹江流域在不同土地利用类型下水土及养分的流失特征并提供科学有效的农业非点源污染防控依据,以南水北调中线工程中丹江流域的鹦鹉沟小流域为研究对象,建立径流小区,分析了2019—2020年天然降雨条件下耕地、林地、草地3种小区的水土及养分的流失特征。结果表明:在各小区中的水土及养分流失量均与坡度、降雨量、降雨强度呈正相关关系,其降雨—径流(泥沙)回归方程均具有良好的相关性(R^(2)>0.85),后期可用于产流、产沙量的估算预测当中。在不同的土地利用类型下,水土及养分流失量排序均为:耕地>草地>林地。各形态养分的流失趋势特征相似,其中硝氮和正磷分别在总氮和总磷中流失占比最大,并且氮素的流失量远大于磷素的流失量。相关性分析表明,各影响因素对养分流失的影响整体表现为:径流>泥沙>降雨,并且磷素的流失程度与降雨量、径流量及产沙量之间的相关性均高于氮素。

丹江流域陕西段农业非点源污染负荷估算

为探究丹江流域陕西段非点源污染物负荷量及污染源空间分布,运用输出系数法和等标污染负荷法对2017年丹江流域陕西段5个县区的污染负荷量进行估算评价。通过GIS分析各县区不同污染负荷的空间分布情况及贡献量,并根据主要污染源提出针对性的管控措施。结果表明:2017年污染负荷量分别为总氮6209.22 t,总磷369.56 t,氨氮2187.88 t,化学需氧量22681.14 t。对于总氮和化学需氧量贡献率最大的污染源是农业农地,总磷及氨氮则是畜禽养殖。各污染物在空间分布上有很强的一致性,但各县区的等标污染负荷仍存在差异。研究旨为丹江流域陕西段非点源污染的防治提供了决策参考。

陕西省丹汉江流域非点源污染负荷估算及评价

为明确陕西省丹汉江流域的非点源污染负荷及其空间分布,文章运用输出系数法和等标污染负荷法分析和评价了该流域的非点源污染负荷,借助ArcGIS软件,绘制了非点源污染负荷的空间分布情况,结果表明:2017年陕西省丹汉江流域的TN、TP、COD和NH3-N的负荷量分别为52494.09、4171.29、166993.21、13068.10t,相应的等标污染负荷量为1.05×1011、4.17×1010、1.11×1010、2.61×1010 m3;农业化肥是对TN、COD和NH3-N等标污染负荷贡献最大的污染源,而畜禽养殖则对TP等标污染负荷贡献最大;各污染源在其空间负荷分布上有很强的一致性,但地市的等标污染负荷仍存在一定的差异。因此合理地控制农田化肥的施用、农业人口以及大牲畜的数量可以有效削减非点源污染。

汉江流域安康段降雨径流特征分析及预测

精确的径流模拟在水资源的规划和管理中起着非常重要的作用。但是,传统方法在径流峰值及突变点附近的模拟存在一定的局限性。首先利用Mann-Kendall突变检验法识别汉江流域安康水文站控制断面以上流域降雨径流突变成分,并采用R/S分析法和小波分析对其进行趋势和周期分析。然后利用偏最小二乘回归(PLSR)和BP神经网络-偏最小二乘回归(BP-PLSR)对径流序列进行模拟,分析峰值处和突变点附近的模拟效果。结果表明:降雨突变点出现在1973年、1984年、2002年,径流突变点出现在1977年、1985年;降雨径流Hurst指数均接近0,未来均存在反持续趋势;BP-PLSR对径流的模拟效果(RMSE=92.863,NSE=0.797)优于传统PLSR(RMSE=152.182,NSE=0.456),对原始数据进行BP预处理能更好地避免径流峰值处过拟合现象及突变点附近的局部最优现象。

1971-2018年汉江流域陕西段降水时空特征分析

基于1971-2018年汉江流域陕西段27个气象站点的逐日降水数据,选择了年降水量、降水强度、最大日降水量、年降水日数、中雨日数和大雨日数6个降水指数分析其降水时空特征,分析方法包括线性估计法、小波分析法、滑动均值法、IDW空间插值法及Mann-Kendall检验法。结果表明:在研究时段内,汉江流域陕西段降水强度有缓慢增加趋势,其余5个降水指数均呈缓慢减小趋势,且6个降水指数的变化趋势均不显著;研究区域仅年降水日数无突变点,且在1995年后呈现显著减小趋势,其余降水指数均有突变点;年降水量有7 a的副周期和27 a左右的主周期,主周期有3个循环交替,且丰、枯交替突变点在1983和2000年。汛期降水量与年降水量周期基本一致,而非汛期有4和16 a两个副周期和1个28 a的主周期;年降水量空间分布呈现由北到南逐渐增大的趋势,除了年降水日数的高值中心在宁强县外,其余5个降水指数的高值中心均在镇巴县,而低值中心除了降水强度在太白县外其余的均在商县。在研究时段内各年代际降水指数的比较中,1971-2018年的年降水量、降水强度和年降水日数均仅次于最大值,预计未来极端降水事件可能更加频繁,严重的情况下会影响水生态、水环境、水安全等的健康发展。

利用四个好 乐在阅读中

我了解“语文主题学习”实验已久,期盼有朝一日让这种教学模式也落实在自己的课堂上。终于,经校领导同意,我校语文组一行人于2016年4月赴潍坊见证了“语文主题学习”实验的魅力。几堂课的精彩展示,让我们找到了语文改革的正确方向,心里的欢喜不言而喻。几年下来,也有了几点收获。

基于BP神经网络的新安江模型初始土壤蓄水量计算研究

【目的】克服传统经验折减系数法在计算新安江模型初始土壤蓄水量方面的缺点,并提高新安江模型在湿润半湿润地区的应用效果。【方法】结合流域初始土壤蓄水量的影响因素和神经网络模型特点,提出构建基于BP神经网络的新安江模型初始土壤蓄水量计算方法。【结果】在3种输入因子组合方式下,当BP神经网络隐含层节点大于11时,模拟训练期模型应用效果达到项目精度评价指标的甲等水平,预测检验期的9个样本,均有6个以上样本检验合格;当BP神经网络隐含层节点数从4个变化到21个时,模型评价指标纳什效率系数从0.51变到0.97、均方根误差从11.77降到2.74;与采用传统经验折减系数法计算新安江模型初始土壤蓄水量相比,采用BP神经网络模型应用效果明显占优,且能克服经验折减系数法计算土壤初始蓄水量需要选择流域一场暴雨或久旱未雨才能开始计算和计算过程数据不能中断的缺点。【结论】在湿润半湿润地区采用BP神经网络模型计算新安江模型初始土壤蓄水量具有可行性和适用性;当神经网络输入因子和隐含层节点数选择合理时,模型模拟和预测精度较高。

TOPMODEL模型在半湿润地区径流模拟分析中的应用及改进

为了使TOPMODEL模型结构更合理,并能够用于半湿润地区或半干旱地区的径流过程模拟,文章对TOPMODEL模型的蒸发产流模块以及汇流模块进行改进,在蒸发产流模块中添加植被冠层截留蒸散发模型和Holtan超渗产流模型,汇流模块中坡面汇流采用瞬时单位线模型,河道汇流采用马斯京根河道洪水演进模型。通过对半湿润地区流域内降雨径流过程的模拟验证,表明通过对TOPMODEL模型的改进,模型对半湿润地区的降雨径流过程模拟精度有很大的提高,拓展了TOPMODEL模型适用范围。

流域非点源污染模型及不确定分析方法研究进展

非点源污染模型是非点源污染量化的最直接有效的途径,利用模型进行模拟的过程中存在来自非点源污染本身、模型结构和参数以及数据来源等方面的误差,导致输出结果具有一定的不确定性。针对流域非点源污染模型和非点源污染的不确定性,归纳总结了具有代表性的流域非点源污染模型的结构特征、优势和局限性,以及非点源污染模拟的不确定性分析方法及其优缺点。根据模型在实际应用中存在的问题,后续应从非点源污染机理探索研发不同资料条件下的可靠性模型,并与水土保持等工程措施等相结合,提高模型的精度;目前非点源污染的不确定性更多的是研究单一因素影响下的不确定分析,未来可结合不同类型的分析方法进行模型结构优化,并根据具体问题寻找最适合的模型结构,综合研究多系统下的不确定性方法,为模拟结果提供全面的评估。