闽江上游建溪、富屯溪流域防洪水库作用分析及防洪对策

针对闽江上游主要支流建溪和富屯溪流域的地形特点及难以建设控制性防洪枢纽工程的实际情况 ,提出“分散建库、由点带面、库群联调”的防洪思路 .通过分析现有水库和拟建水库防洪作用以及水库群联合调度的防洪效益 ,提出水库群削减洪峰的作用和水库下泄流量的最小目标函数 。

基于GIS的富屯溪流域土壤侵蚀因子分析

以富屯溪流域为研究对象,运用GIS软件的空间分析功能提取流域的高程、坡度、基础设施缓冲区、居民点缓冲区等水土侵蚀影响因子的数字格式,分别与流域土壤侵蚀图进行叠加分析,比较各侵蚀因子对侵蚀的影响关系.结果显示,高程和坡度与土壤侵蚀程度呈正相关关系;在人为因素的干扰下,土壤侵蚀主要发生在距离居民点1000 m及距离基础设施500m之内.

福建富屯溪流域土壤侵蚀量的时空变化及成因

以福建省富屯溪流域为研究对象,结合3S技术及水土流失模型,分析研究区不同水文期(汛期和非汛期)土壤侵蚀量的时空分布特征。结果表明:富屯溪流域土壤侵蚀量以微度侵蚀为主,地表径流量丰富。汛期地表径流量为781.94 mm,占全年地表径流量的84.43%;对应的土壤侵蚀量为229.16 t/(km^(2)·a),占全年土壤侵蚀量的66.13%。其中,将乐县的汛期土壤侵蚀最为明显,土壤侵蚀量达到293.13 t/(km^(2)·a)。因此,对水土流失量展开不同时空维度的定量评价有利于针对性开展流域范围内的水土保持工作。

南平市富屯溪流域突发水污染事件应急防控方案研究

当前,南平市富屯溪流域需要切实提高突发水污染事件的应急防控能力,实现事件的有效防范和高效处置。本文分析富屯溪历史和未来可能发生的突发水污染事件,然后从信息收集与研判、预防与预警、污染源排查、控源截污四方面提出富屯溪流域突发水污染事件应急防控体系的设想,最大限度保障富屯溪流域的水生态环境安全,并为国内其他跨县市河流的突发水污染事件应急响应与处置提供借鉴。

短期酸化对新安江流域屯溪段水体浮游植物群落结构及多样性的影响

为了探讨酸雨引起的水体酸化对新安江流域屯溪段浮游植物群落结构、丰度以及多样性的影响,对该流域3个采样站点以及流域附近一小型人工湖泊内浮游植物（同源性不同）进行调查并模拟酸胁迫（p H值4.50、5.65）处理。经酸化处理24 h后,各采样站点浮游植物与未经模拟酸雨处理的对照组相比种类及丰度呈降低趋势;较低p H值下（4.50）金藻门、黄藻门种类消失,优势种类硅藻门和绿藻门浮游植物受到的影响较大,种属数降低范围为0%～75%和27.3%～79.2%,蓝藻门受影响较小,裸藻门、甲藻门种属数未受影响;整体上各站点辛普森多样性指数、香农-维纳指数经酸化处理后均呈降低趋势。水体酸化对浮游植物种类与丰度的抑制效应在高NH3-N和总磷水平下较小。研究结果表明,不同门类浮游植物对酸胁迫的敏感性有较大差异,群落组成不同的水体,短期酸化处理都会显著改变浮游植物群落结构、降低浮游植物丰度以及多样性。作为长期受酸雨胁迫较为严重的地区,酸雨引起的水体酸化将可能成为影响新安江流域浮游植物群落结构的重要因子。

明清时期富屯溪和金溪流域的交通建设

明清时期,富屯溪和金溪流域的水路交通以富屯溪与金溪航道为依托,其主要的运输工具是小型木帆船;陆路交通路线由官方建设的驿道与民间自行开辟的小路共同构成,而其主要的运输方式是人力运输。明清时期富屯溪和金溪流域的交通以水路为主,陆路为辅,形成了较为完善的交通格局,交通建设受域内的各种区位因素影响甚深。从总体上看,当地的交通适应了当地自然条件的限制与商业发展的需要,对本区域的经济发展起到了促进作用。

富屯溪流域水电集控中心

华电(南平)能源集团有限公司富屯溪流域集控中心位于南平峡阳水电厂内,负责洋口、峡阳、照口三个梯级中型水电站的发电与水库调度。为中国华电集团福建公司系统首例贯流式机组的集控中心,机组、闸门启停次数多,辅机复杂。集控中心全力彰显流域集控功能,更加充分发挥流域梯级电站的水库调节能力.

基于土壤地形指数和下垫面水文分区的流域模型参数率定

针对流域水文响应会受到地质、地形、地貌、植被、土壤等自然地理因素以及土地利用等下垫面因素综合作用的特点,根据流域下垫面的地理特征进行水文响应分区。借助遥感资料对流域下垫面进行分类并获取土地覆盖/土地利用信息,结合流域土壤类型数据与地形指数推求流域的土壤地形指数。进一步地,利用遥感分类信息和土壤地形指数进行流域的水文分区,率定各个水文分区SCS模型的参数CN值并进行水文模拟,结果表明,屯溪流域21次和东湾流域32次洪水径流模拟相对误差均比传统方法的小。

基于防止土壤侵蚀为目标富屯溪最佳森林覆盖率的确定

以富屯溪流域为研究对象,探讨以防止水土流失为目标的最佳森林覆盖率。从富屯溪流域土壤侵蚀现状图中分不同侵蚀强度依次提取侵蚀模数,并利用富屯溪流域森林资源分布图,提取出相应区域的有林地和灌木林地面积,计算各对应区域的森林覆盖率,建立富屯溪流域及所属7个县市的现有森林覆盖状况与水土侵蚀状况的关系,确定出基于防止土壤侵蚀为目标富屯溪流域的最佳森林覆盖率为65.5%。

结合土壤地形指数的流域下垫面水文分区方法

以湿润的屯溪流域、半湿润的东湾流域为研究区,对比分析了经验方法、数值平均法、频率平均法三种方法,先修正得到两流域的CN值查找表,再结合下垫面分类信息和土壤地形指数建立水文分区表,用屯溪流域18次和东湾流域16次降水的水文数据进行了模拟验证。结果表明:采用频率平均法水文分区得到的合格率为屯溪94.44%、东湾87.50%,数值平均法水文分区得到的合格率为屯溪88.89%、东湾81.25%,经验方法水文分区得到的合格率为屯溪88.89%、东湾75.00%;就流域而言,土壤地形指数累计频率高的流域模拟效果更好。

基于多流域同步率定的HBV模型参数移植方法研究

无资料地区洪水预报是水文学研究的难点之一。为提高无资料地区HBV模型参数移植的精度,以安徽屯溪流域为例,基于多目标优化函数实现多个流域HBV模型同步率定,获得同时适用于多个流域的模型参数,并对参数的移植效果进行验证。结果表明:基于单个流域率定的参数移植不确定性较高,移植效果不稳定;多流域同步率定的参数移植效果普遍较优,能够有效提高无资料地区参数移植稳定性和洪水预报的精度。

无资料地区水文模拟及相似性分析

基于新安江模型,利用参数移植方法开展嵌套式流域无资料情况下的水文模拟研究。结果表明,产流参数的移植精度较高,汇流参数的移植精度相对较低,流域坡度对其影响较大。在新安江次洪模型的实际应用中,需要对地貌特征加强考虑。通过对流域水文相似性分析,发现在地形指数分布曲线相似的情况下可以移植模型的产流参数;当采用地貌单位线进行流域汇流计算时,参数移植的应用效果较好。

栅格型新安江模型的参数估计及应用

根据新安江模型与一维扩散波模型理论,构建了基于栅格的新安江(Grid-Xin’anjiang)模型.该模型以DEM栅格为计算单元,将每个单元的产流量划分为地表径流、壤中流以及地下径流3种水源,最后再根据栅格间的汇流演算次序,利用扩散波汇流方法依次将各种水源演算至流域出口.模型在进行产汇流计算时,考虑了栅格之间的水量交换以及河道排水网络的影响.以流域地貌特征、土壤及植被类型等下垫面条件为基础,研究了模型参数的估计方法,并对其进行了验证.将模型用于安徽省屯溪流域的洪水模拟,取得了良好的应用效果.

湿润地区中小河流山洪预报方法研究与应用

针对湿润地区中小河流,提出2套山洪预报方案:一是对于有资料地区,建立基于新安江模型的山洪预报方案;二是对于无资料或资料缺乏地区,采用API-Nash模型,即采用降雨-径流经验相关法进行产流预报,采用Nash模型进行汇流预报。以皖南山区屯溪流域为例,分别用2套方案对流域的次洪过程进行模拟。研究结果表明:2套方案均取得良好的应用效果,洪量合格率比较一致;对于洪峰合格率和确定性系数,新安江模型的模拟结果优于API-Nash模型。

数据挖掘技术在洪水预报实时校正中的应用

实时校正作为提升洪水预报精度的最后一道屏障,是洪水预报的重要组成部分。针对洪水过程与洪水要素校正效果较差的问题,以横江屯溪以上流域为例,在对流域历史洪水数据的降雨径流序列与洪水特征值遴选的基础上,构建了暴雨洪水特征库,提出了一种结合卡尔曼滤波和K最邻近结点算法的联合实时校正方法。结果表明:相较于模型未校正及单一校正方法,联合实时校正方法在减少洪水预报过程中的洪峰预报误差、洪量预报误差及峰现时间误差上更为有效,预见期在6 h及以下时仍可以保持较好的稳定性与准确性。此方法对于提高中小河流洪水预报精度、有效预警和防灾减灾等方面都具有重要作用,同时对研究区域洪水特征具有一定参考价值。

基于径流模数的LSTM模型在无资料嵌套流域的应用

针对LSTM模型参数在无资料嵌套流域移植效果不佳的问题,以屯溪流域为研究对象,以其嵌套子流域为参证流域,综合考虑面积因素对参数移植法的影响,建立了基于径流模数的LSTM模型(RM-LSTM模型),并采用参数移植法进行流域洪水过程模拟。结果表明:RM-LSTM模型在研究流域应用效果较好,模拟结果的确定性系数达0.87,洪峰、洪量及峰现时间合格率均在85.0%以上;在参证子流域内,RM-LSTM模型参数移植后模拟结果的确定性系数及洪峰、洪量、峰现时间合格率较LSTM模型参数移植结果均有明显提升;RM-LSTM模型能够更好地考虑流域面积变化对参数移植方法的影响。

山丘区变动产流层分布式水文模型

基于山坡水文试验的新认识,提出变动产流层概念,将壤中流的描述从单一的土壤层间拓展到土壤-风化基岩界面,通过对壤中流形成及发展过程的精细刻画,实现了蓄满-超渗产流及其转换机制的统一描述。基于变动产流层概念,根据运动波模型理论,推导了单元网格的超渗/饱和地面径流、壤中流的计算公式,利用非线性水库计算地下径流量,采用二维扩散波进行地表汇流、一维扩散波进行河道汇流,建立了面向山丘区的变动产流层分布式水文模型(VRGL)。对典型湿润山丘区的屯溪流域2010—2019年共24场洪水进行模拟,结果显示:洪峰流量和洪量的相对误差均在±20%内,确定性系数在0.84左右,表明VRGL具有较高的精度,可用于山丘区洪水预报。

基于短时临近降水集合预报的中小河流洪水预报研究

为了延长中小河流洪水预报预见期,建立了基于短时临近精细化网格降水集合预报的中小河流洪水预报模型。模型采用百分位映射订正技术,发展数值模式降水预报场与实况场映射关系,结合Bayesian模型,构建基于GRAPES-3KM模式和Time-Lag-Ensemble融合技术的短时临近降水集合预报(最优集成、最大(95%分位数)、最小(5%分位数))格点场,作为GMKHM(Grid-and-Mixed-runoff-generation-and-Kinematic-wave-based Hydrological Model)的降水驱动,进行中小河流洪水逐小时实时滚动预报。选择新安江屯溪流域作为试验流域,对2020年汛期流域大洪水进行实时预报。检验结果表明,基于短时临近最优降水预报的中小河流洪水预报模型提前了7h预报出屯溪断面洪峰,洪峰误差为5.6%,峰现时差为-1h,比不考虑预见期降水的中小河流洪水预报提前了4h;基于短时临近最大、最小降水预报的中小河流洪水预报模型提前了13h预报出洪峰区间,并且自7月7日9时起滚动预报最大与最小预报跨度呈逐渐减少趋势。在中小河流洪水预报中引入短时临近集合预报降水,对提升中小河流洪水风险防控能力有重要意义。

新安江流域(屯溪段)浮游植物群落结构及其与环境因子的关系

于2017—2018年对新安江流域(屯溪段)浮游植物群落结构进行季度调查,并分析群落结构组成与环境因子间的关系。结果表明:共鉴定浮游植物7门96属160种(含变种),以绿藻门(42属72种)、硅藻门(26属49种)和蓝藻门(15属19种)为主要优势门类;可见光(PAR)、紫外线A(UVA)和紫外线B(UVB)强度以夏季最强,春季次之,秋、冬季较弱;水体pH、溶解氧和温度具有季度差异性;整体上冬季氨氮(NH3-N)浓度和浊度显著高于其他季度,总磷(TP)浓度和氧化还原电位无明显季度差异;叶绿素a和类胡萝卜素受时空变化影响明显,夏、冬季较春、秋季高,不同站点间差异显著;Shannon指数、Simpson指数、Margalef指数以及Pielou指数不受季度更替和站点变化影响;水化学参数指示水质整体介于Ⅰ类与III类之间(I、II类居多),Shannon指数和Margalef指数反映水质为轻污或清洁,污染指示种评估水体处于乙型中污水生物带,综合水化学及生物学指标,表征流域水质总体较好;冗余分析表明,新安江流域(屯溪段)浮游植物各门属种数均与NH3-N和TP呈正相关,UVB与硅藻门有较强的负相关性;PAR、UVA、UVB和温度是调控浮游植物丰度的主要环境因子,与硅藻门、甲藻门和裸藻门丰度呈负相关,而与绿藻门、蓝藻门、金藻门和隐藻门丰度呈正相关。