城市雨水汇水区的静态分区与动态分区研究

首先基于城市雨水汇流特征提出了城市雨水汇水区的静态分区和动态分区两个概念。其中,静态城市雨水汇水区包括雨水口汇水区、检查井汇水区、管段汇水区、排水口汇水区与河道汇水区五类。在数据收集与标准化处理、管网连通性分析、地表分水岭提取等准备工作基础上,给出五类静态概念雨水汇水区的常规划分方法。基于边界控制技术和虚拟检查井技术,进一步提出了雨水汇水区划分的优化方法。最后,分别基于瞬时积水贡献和累计积水贡献概念提出了具有动态概念的地表任意点雨水汇水区划分方法,在具有物理机制城市洪涝精细化模型辅助下,实现了不同降水情景下地表任意点汇水区提取,对城市内涝诊断、管网改造等业务具有指导意义。

城市雨水流域汇水区自动划分

针对传统汇水区划分方法中存在的问题,利用流域地形分割技术,通过专业的GIS地形处理软件,建立了城市雨水流域汇水区的自动划分方法,其划分过程主要由构建格网DEM、格网点流向定义、汇流网络提取、子汇流区域划分、子汇流区域生成城市流域汇水区和流域汇水区编码6步组成。实验证明,雨水流域汇水区的自动划分方法不仅操作性较强,而且大大提高了汇水区划分的效率和质量。

鄂尔多斯盆地二叠系山西组及下石盒子组盒8段南北物源沉积汇水区与古地理

在对鄂尔多斯盆地目的层段总体资料了解的基础上，对盆地南部4个露头剖面、18口井岩心的砂岩进行了切片分析，根据长石含量变化和其他岩矿特征、测井曲线与岩石组合特征、连井剖面以及露头沉积相分析，明确了山西组-下石盒子组盒8段沉积物在盆地南部的汇水区位置。“汇水区”指搬运南北物源沉积物的流水汇聚区，它大体上是南北物源沉积物分布的分界区、大致呈东西向分布。汇水区南北的长石含量存在明显差异。提出了在汇水区局部又存在南北物源沉积“交互区”的认识，“交互区”指南北物源沉积物抵达汇水区并在局部地段发生交互的地区，它是南北物源沉积物的连通区。交互区位于汇水区并分隔汇水区。在盒8段交互区发现了还原条件下形成的早期成岩矿物——菱铁矿结核。盆地南部山西期一盒8沉积期的沉积古地理受南部和北部物源沉积物的双重影响，连井剖面显示汇水区南北沉积相带具有对称分布的特征，其沉积单元和相带包括：（1）汇水区，含3个交互区；（2）汇水区南缘三角洲相带，含来自南部物源的3个三角洲；（3）汇水区北缘三角洲相带。含来自北部物源的4～5个三角洲；（4）与南、北三角洲相带过渡的河流相带。在上述认识的基础上，绘制了研究区目的层段沉积模式图。

子汇水区的划分对SWMM模拟结果的影响研究

利用SWMM模型可以对城市排水系统进行动态模拟,可以辅助解决与城市排水系统相关的水量与水质问题.在使用SWMM进行模拟时,子汇水区划分方式和子汇水区之间流经路径的不同,将对模拟结果的时间过程曲线有很大的影响.本文主要分析在进行子汇水区划分时,考虑汇水区地形数据空间分布不均匀性,子汇水区划分的细致程度以及之间的流经路径对模拟结果中坡面径流总量、坡面径流量峰值以及峰值出现的时间产生的影响.并在此基础上,以简化SWMM输入数据并保证模拟结果的精度为原则,对子汇水区的合理划分程度进行了探讨.

基于SWAT模型的大伙房水库汇水区农业非点源污染空间特性研究

应用SWAT模型对辽宁省大伙房水库汇水区农业非点源污染进行了模拟,利用2006-2009年的水文和水质监测数据对模型进行率定与验证。研究结果表明：研究区泥沙坡面产量为15.40×104t,属于微度侵蚀,其中耕地的土壤侵蚀模数最高,为475.84 t/（km2.a）,疏林地次之,灌林地、有林地的土壤侵蚀模数较小;汇水区农业非点源氮、磷产生量分别为1 248.83 t和102.88 t;不同土地利用类型氮、磷的产生量差异较大,耕地远远高于林地等其他类型。总体上,流域农业非点源污染的产生量浑河流域高于苏子河流域,社河流域最小,且河流上游地区高于下游。研究结果揭示了研究区农业非点源污染空间分布特性,可以为水土保持和非点源污染防治提供基础支持。

GIS支持下的城市雨水出水口汇水区自动划分研究

鉴于传统城市雨水汇水区依靠人工方法划分存在的效率和质量低下的弊端,本文利用GIS等技术方法,通过开发雨水管网达标信息系统,建立了雨水管网和地形图形数据库,构建了雨水管网数据模型,设计了城市雨水出水口汇水区的自动划分算法。以南京雨水管网为例,基于对雨水管网数据的校验以及道路边界的处理,依次设计了雨水管网系统获取、雨水管网外接多边形提取、分配雨水管网系统所服务汇水区域、合并综合生成出水口汇水区等雨水出水口自动划分方法和相关算法。应用结果证明,本文的雨水出水口汇水区的自动划分方法不仅操作性较强,而且大大提高了汇水区划分的效率和质量。

平原河网地区汇水区的划分方法——以上海市为例

借助DEM提取汇水区是分布式水文模型计算和面源污染计算的前提条件。在平坦地区直接使用DEM提取出的水系、汇水区边界与现实情况差异很大。针对现有汇水区提取方法存在的问题,在RIDEM模型的基础上提出了一种平原河网地区汇水区划分的方法,该方法通过将道路、建筑物、水系、沟渠、坑塘等影响径流途径的地物要素融合进DEM,达到细化DEM的目的,从而使由细化的DEM生成的河网与实际河网能够精确拟合,优于原始DEM和RIDEM的提取效果,提高了水系提取和汇水区划分的精度,建筑物对径流的阻碍作用也能够得到体现。实证研究表明,该方法是一种方便、快捷、高效的处理方法。

GIS支持下的水源汇水区非点源污染关键因子识别——以深圳市为例

利用GIS和非点源污染模型SWAT分析出深圳市的主要水源地水库的汇水区域,根据收集的专题数据,在GIS软件的支持下,从土壤侵蚀敏感性和"源""汇"景观空间分布状况2个方面对水源汇水区的非点源污染现状进行了评价,得出了深圳市6个主要水库水源地的非点源污染的关键因子,并提出了一些汇水区内生态环境的保护措施。

密云水库及增雨汇水区白河入库段水质变化趋势

2005—2009年在密云水库及人工增雨汇水区白河入库河段开展了水质监测和分析。结果表明:两监测点pH值年平均值差异很小,并表现出春季最高,冬季最低,夏秋季相对较低的时间变化特征;水库pH值年变化下降趋势较白河明显;分析水库蓄水量及降水量对水库pH值变化影响,5—9月随着降水量增大减小,10月至次年4月随蓄水量变化呈负相关;降水量对pH值年变化影响比蓄水量明显。所测的化学组分含量(K除外)水库均低于白河,其中Ca浓度含量最高,其次是SO42-,碱金属(Ca、Mg、Na、K)总浓度远大于阴离子(SO42-、Cl-、NO3-、F-);碱金属和阴离子月变化均是冬春季浓度值大于夏秋季,冬季值最高。水库阴离子年际变化趋势不明显,碱金属呈下降趋势。Ag年际变化呈上升态势,白河略高于水库。

DEM栅格单元大小对汇水区提取的影响研究

汇水区是分布式水文地表积涝模拟的基本单元,汇水区划分的精确性对暴雨积涝模拟具有重要意义。利用水文分析工具进行研究区汇水区提取时,由于DEM栅格单元大小不同,汇水区划分空间分布精确性不同。为了研究DEM栅格单元大小对汇水区划分精度的影响规律,本文采用栅格单元大小为30、50、100 m DEM对同一地区进行汇水区划分计算,研究分析DEM栅格单元大小对汇水区划分涉及到的水流方向提取计算、汇流累积量计算、水流长度计算以及对流域分割计算的影响,从而实现DEM栅格单元大小对汇水区划分精度的影响评价。研究发现:栅格单元大小改变,对水流长度计算、流域分割、汇水区划分几个要素影响程度较大,栅格单元大小的变化对流向分析、汇水量提取几个要素的影响程度相对较小。栅格单元变大时,汇水区的面积减小,汇水区的个数也相应的减少;栅格单元变小时,汇水区的面积变大,汇水区的个数也相应增加。

基于Voronoi图的平原河网汇水区划分方法

在平原河网地区面源污染的测算与模拟中,汇水区的细致划分是一个基础和难点问题。利用Voronoi图从河道中心线逆向反推河段的汇水区的方法,提出并解决这一方法的河道中心线等间距等分实现线转点和是海量Voronoi图图斑的自动合并2个关键问题。以温瑞塘河为例进行的研究结果表明,山地使用DEM方法,平原区使用Voronoi图方法,两者组合实现了平原河网汇水区的精细划分。

~7Be示踪红枫湖汇水区表土季节性侵蚀

~７Ｂｅ示踪红枫湖汇水区表土季节性侵蚀白占国，万国江，王长生，万曦，黄荣贵（中国科学院地球化学研究所．贵阳５５０００２）关键词~７Ｂｅ示踪，表土季节性侵蚀，红枫湖汇水区~７Ｂｅ是宇宙线作用所产生的短寿命放射性核素，在一定地域的散落通量相近。由于７Ｂｅ仅?..

基于多要素的城市汇水区分级划分研究

为有效提高城市雨洪模型的建模质量,在传统水文分析方法的基础上,结合多级汇水区的空间认知理念,提出了顾及多要素的城市地表汇水区分级划分方法.该方法综合了地形、河流、建筑物、道路及人工排水设施等不同层次的要素,将城市地表作三个等级的划分,由大到小,逐级细化,并采用丽水市莲都区雨洪模型进行模拟实验,结果表明分级划分法所得汇水区分别在SWMM模型与MOUSE模型中的模拟结果均比泰森多边形法的更加准确,在实地考察对比后发现,该方法划分结果基本符合实地真实汇水情况,证实了其能够应用于较复杂的城市汇水区划分,可为城市防洪减灾研究和灾后恢复工作提供指导.

基于不同子汇水区类型的山地公园低影响开发雨水控制体系构建策略——以重庆主城区为例

显著的地形与气候特征为重庆城区的雨水径流控制带来严峻挑战,在建设重庆山地海绵城市的背景下,山地公园极具构建低影响开发雨水控制体系的潜力与价值.选取重庆主城区12例典型山地公园作为研究对象,基于汇流基本单元——子汇水区进行径流特征分析,并结合不同子汇水区类型提出具有针对性的山地公园低影响开发雨水控制策略,从山地海绵体的绿色开放空间优化层面实现城市小流域的雨洪管理.

岸堤水库汇水区林业生态修复工程设计

当前水源地水土流失和水资源污染等问题日益严峻。针对临沂市岸堤水库汇水区存在的生态问题,在对现有森林植被状况、林业生态现状调查分析的基础上,运用流域生态修复、森林健康经营、生态型林果生产经营等先进营造林技术,采取封山育林、退耕还林、工程造林、重点示范区建设等一系列措施,进行了科学合理的林业生态修复设计,并探讨了水库汇水区林业生态修复的途径与方法。

大尺度平原城市精细汇水区分级划分研究

在城市内涝模拟研究中,汇水区划分是十分重要的环节,同时对大尺度平原城市进行汇水区精细划分也是研究者共同研究的技术难点。针对现有基于DEM流向分析的划分方法存在的无法正确反映实际城市复杂地形和流向问题,本文提出了一种顾及地类和流向,适用于大尺度平原城市的精细汇水区分级划分方法。首先,从城市自然地形和主干河流出发,进行一级宏观尺度划分;然后,依据城市主次干道,干渠和管网实现二级中观尺度划分;最后,在二级划分的基础上,结合流向和地类做精细的三级子汇水区微观尺度划分。本文选取东营市30 km2核心主城区进行了验证分析,研究结果表明,划分结果跟实际地物类型和真实流向相吻合,该方法对于大尺度平原城市具有良好的适用性。

沟坡侵蚀汇水区黑土水分和养分的空间异质性

[目的]研究坡耕地侵蚀沟汇水区土壤水分和养分空间差异性及其变化,揭示黑土侵蚀对坡耕地粮食生产的影响。[方法]选取典型黑土坡耕地发育的侵蚀沟汇水区为研究区域,系统观测全生育期土壤水分和养分性状,并秋收测产,解析黑土水分、养分、产量空间异质性及其相关性,分析沟坡侵蚀对土壤质量和作物生产力的影响。[结果](1)沟坡侵蚀对黑土坡耕地土壤水分性状造成了显著的影响,全生育期表层0—20 cm垄沟土壤含水量变异系数12.2%~17.4%,为中等变异;块金值/基台值<0.2,表明具有强烈的空间相关性,雨季块金值/基台值近为0,表明沟坡汇水区土壤含水量完全因地形等结构因子导致的径流迁移的影响,空间有效相关距离最小,为55.2 m。(2)沟坡汇水区土壤有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效磷和速效钾含量变化分别为23.9~49.7,0.8~1.7,0.3~0.6 g/kg,和70.3~183.8,27.8~78.9,71.2~202.1 mg/kg,土壤有机质含量有效空间相关距离小于100 m,全磷含量有效空间相关距离最大,接近500 m。(3)汇水区大豆产量变化1669~3223 kg/hm^2,玉米产量变化8177~10871 kg/hm^2。[结论]沟坡侵蚀加剧了汇水区土壤水分和养分空间异质性,降低了耕地生产力。

汇水区土地利用方式对水库水质的影响

为探索人类活动对汇水区水质的影响,以重庆市渝北区50个水库汇水区为研究地点,应用景观生态学的原理与技术,从汇水区的角度探讨了土地利用类型的景观组成与景观格局特点对水库水质的影响.结果显示:1)建设用地比例对NH_3-N质量浓度变化的影响最大,其相关系数值最高(r=0.494,p<0.01);草地面积与综合评价指数、TN之间表现出了极具有统计学意义的负相关关系(p<0.01).通过多重对比发现,当建设用地比例为>10%时,水库中含氮污染物质量浓度上升幅度明显增加,而当林地比例>20%时,水库水质的综合评价指数降低幅度明显增加.2)水库汇水区中,建设用地斑块最大斑块指数、聚集度、连通性指数与TN,NH_3-N之间表现出极有统计学意义的正相关关系(p<0.01),林地斑块间的几何平均临近距离与TP、综合评价指数之间表现出了极具有统计学意义的正相关关系(p<0.01).

基于GIS的子汇水区划分对城市积涝模拟的影响研究

结合GIS和SWMM模型原理,探讨了两种不同子汇水区划分方法下积涝模型的模拟结果,以期为进一步理解模型的运行机理和构建方法上提供帮助。实验表明:对于城区建筑物云集的环境,人工手动划分子汇水区可以更灵活地避开建筑物,划分结果更加合理。小区域的雨洪模拟采用精细划分的汇水区能取得理想的模拟效果,但若欲研究大区域中雨水淹没状况,则可以考虑深度概化雨水管网后的子汇水区划分方式。

汇水区地表灰尘重金属健康风险评估——以济南市东泺河汇水区为例

选取济南市东泺河城市汇水区为研究对象,分采暖季和非采暖季,采集30个点位的地表灰尘,测定了Cd,Cr,Cu,Pb,Zn,Hg,As等7种重金属质量分数,评估了其健康风险水平.结果表明:儿童和成人两季致癌健康风险均小于最大可接受风险值.成人两季非致癌风险均可忽略.儿童非致癌风险在非采暖季存在,采暖季可忽略.非致癌风险贡献前三位的重金属为:Cr>Pb>Cu,这3种重金属占到总非致癌风险的95%左右.Cr致癌风险占总致癌风险的99.5%以上.风险较高的区域均集中在研究区的西北方向.重金属污染来源主要为交通源和小型建材企业.