SWAT模型在漳卫河流域应用研究

漳卫河流域是海河流域重要组成水系,也是我国北方地区水资源短缺和水环境恶化的典型区域之一。本文基于SWAT(SoilandWaterAssessmentTool)构建漳卫河流域分布式水文模型,对模型的几个重要参数进行敏感性分析,总结出其取值变化对模拟结果的影响规律。并应用2000￣2004年的水文气象数据,进行分布式水文过程模拟,将模拟结果与8个行政区划的水资源公报数据进行对比分析。结果显示模拟相对误差在10%以内,能够为水资源管理提供重要参考。研究成果对于SWAT模型在国内的应用和推广,具有很好的示范性。也为海河全流域分布式水文模型的研制奠定了基础。

近55年以来漳卫河流域干旱演变特征

以漳卫河流域11个气象基准站1957年-2011年降水日值资料为基础,基于标准化降水指数选取干旱发生频次、干旱影响范围、干旱强度与历时、干旱重心等指标,分析了流域降水突变前后气象干旱演变特征。结果表明:流域降水在1976年发生突变,降水突变前后,年尺度干旱发生频次和影响范围显著增加,分别由20%、23.2%增加到40%、34.1%;在季尺度上,春旱发生频次和影响范围均有较大程度减少,夏旱和秋旱的发生频次和影响范围有所增大,冬旱的发生频次和影响范围分别有小幅度的增大和减少;年尺度和季尺度干旱的平均干旱历时和强度增加显著,而月尺度干旱的干旱历时和强度略有下降;流域干旱重心在降水突变前后未发生明显的变化。

基于水资源系统的流域干旱风险评价——以漳卫河流域为例

基于风险理论,从水资源系统的角度剖析流域干旱风险的构成,分别从降水、用水和水利工程调节的角度讨论构建干旱致灾因子的危险性指标、干旱承灾体的暴露性指标以及干旱孕灾环境的脆弱性指标,建立流域干旱风险评价方法框架,并以漳卫河流域为例进行了应用研究。评价结果表明,漳卫河流域13个评价单元中,有4个评价单元属于高风险区,3个单元属于低风险区,其他6个单元为中等风险区。各评价单元的干旱危险性因子指标值差别不大,流域干旱高风险区的主要贡献因素是较大的用水需求和缺乏稳定的供水水源。

不同水源供水与水库运行方案下水利工程群应对干旱能力评价研究——以漳卫河流域为例

综合考虑不同水库汛限水位和多种供水水源方案设置5种情景方案,通过长系列优化调算分析不同方案下漳卫河流域的缺水状况,并基于干旱应对能力水平指数(HEGdca)评价不同方案下流域水利工程群整体应对不同程度干旱事件的能力。结果表明:抬高汛限水位会降低流域整体应对干旱能力,大量超采地下水和南水北调中线调水方案均能显著提高流域干旱应对水平,但从改善流域生态环境的角度,外流域调水是解决流域干旱缺水问题的必然选择。对漳卫河流域而言,从干旱应对的角度,水库宜采用固定汛限水位的运行方式。充分利用外调水源并适当超采部分地下水,是未来一定的发展阶段内比较符合漳卫河流域实际情况的水资源利用方式。

分布式洪水预报模型在漳卫河流域的应用

为提高漳卫河流域的洪水预报水平并为防洪调度数字化提供技术支持,对漳卫河洪水预报开展了研究,基于分布式洪水预报模型(EasyDHM),选取流域数字高程图(DEM)、土壤、土地利用及水文气象资料进行建模和参数率定,并通过场次洪水对模型进行了验证。结果表明,该模型预报精度较高、实用。

基于EasyRiv1D模型的漳卫河流域河道洪水演进模拟研究

漳卫河中下游河道断面变化较大,该流域的洪水预报调度十分复杂。传统的水文学方法只是借助于历史洪水进行汇流参数率定,本文借助于水力学方法和河道实测断面,利用Easy Riv1D模型对河道洪水演进模拟研究,取得了较好的预报效果,可以为漳卫河流域的河道洪水演进提供技术支撑。

漳卫河流域山区土壤侵蚀强度变化特征分析

在漳卫河流域山区历次遥感调查数据的基础上,通过分析区域内土壤侵蚀强度时空变化,在时间序列上明确了区域内土壤侵蚀总体变化、强度等级变化特征。结果表明:漳卫河流域山区土壤侵蚀情况明显好转,轻度以上土壤侵蚀面积逐渐减少,土壤侵蚀强度较高等级逐渐向较低等级转化,流域土壤侵蚀状况得到改善。

漳卫河流域山区水土流失防治对策

漳卫河流域山区是海河流域水土保持重点地区之一,水土流失的防治对改善区域农业生产条件、加强水土保持生态环境建设和经济社会可持续发展具有重要意义。在深入分析其水土流失现状、成因、危害及发展趋势的前提下,针对本区域特点,提出了相应的水土流失防治对策。

漳卫河流域洪水预报模型研究

由于传统水文预报模型的局限性,研究基于EasyDHM分布式模型的洪水预报模型,并将该模型应用于漳卫河流域实际洪水预报中。实例验证表明,该模型运用于漳卫河流域的洪水预报中预报精度较高,为洪水预报提供了一个新的模式,具有一定的理论依据和应用价值,对同类洪水预报有一定的借鉴意义。

漳卫河流域平原区地下水氟碘分布特征及形成因素分析

文章利用上世纪七十年代资料、历年的地质环境监测数据以及专项调査成果,以区域地下水系统科学为指导,研究总结了漳卫河流域平原区地下水中氟、碘的分布特征及规律,并主要从氟的来源、水化学环境、水动力条件和人为超采地下水四个方面探讨分析了氟碘的形成因素、形成环境和形成条件。结果表明:漳卫河流域平原区地下水中氟的物质来源主要是西部山区含氟岩石的溶滤迁移和沧州东部的火山喷发,易在河流改道形成的河间洼地地带(湖沼相地层)富集;碘的物质来源除来自西部山区含碘岩石剥蚀、迁移、沉积外,还来自海水入侵,主要在湖沼相地层和海相地层富集。

漳卫河流域中更新世晚期以来沉积物特征及古环境分析

通过漳卫河流域ZKD-3钻孔前78.6 m沉积物的光释光测年结果和粒度、磁化率测试结果进行分析,还原了漳卫河流域220 ka B.P.以来的古环境的演化历史。根据测试结果,可将漳卫河流域220 ka B.P.(距今220千年)以来古环境分为5个变化阶段:223.4~196.5 ka B.P.气候温暖湿润;196.3~187.3 ka B.P.气候开始转向寒冷干燥;185.6~87.4 ka B.P.气候为寒冷干燥,并逐渐转向温暖湿润;84.5~12.6 ka B.P.气候整体为寒冷干燥;9.87~0.68 ka B.P.经历了温凉略干→温暖湿润→温凉偏干。漳卫河流域的气候演化既具有全球气候变化一致性特征,同时也受区域特征的影响。

漳卫河流域径流年际年内变化的量化分析

河川径流是地表水资源量的重要表现形式,也是水文循环的重要组成部分。在过去的几十年中,漳卫河流域进行了大规模的人类改造建设活动,例如地下水的开采、修建水库和灌区等,使得漳卫河流域的下垫面条件发生了显著变化,从而影响流域蒸散发,对流域的水文循环过程产生一定的影响。本文利用漳河观台站、卫河元村集站1953-2017年共65年的资料,基于Mann-Kendall法、集中指数等方法,进行径流趋势、突变和年际年内变化分析,对全面准确掌握漳河流域径流变化情况,提高洪水预报精度和延长预见期具有重要意义。

漳卫河流域地下水开发与地质环境问题研究

地下水在我国经济发展中具有重要地位,改革开放以后,随着我国经济快速发展,地下水开发利用急剧增大,尤其我国北方华北平原地区。文章依据收集资料和实地调查资料,分析研究了漳卫河流域平原区地下水开发利用现状,以及由地下水资源开发利用引发的一系列的环境地质问题,并针对相关的的环境地质问题提出了及一系列相应对策。

厄尔尼诺事件与漳卫河流域汛期降水的相关关系研究

基于1982-2018年漳卫河流域汛期的降水量数据与Nino3.4区月平均海表温度距平值数据,划分了研究期内历次厄尔尼诺事件的类型与强度,采用Mann-Kendall检验法与相关分析法分析了厄尔尼诺对漳卫河流域汛期降水的影响。结果表明,研究期内漳卫河流域的汛期降水量呈下降趋势,降水量的变率在厄尔尼诺事件期间出现较大波动,且降水量的突变年份与厄尔尼诺年相一致。厄尔尼诺与降水的相关关系随时间变化具有明显的阶段性,1993-2018年厄尔尼诺事件的发展年漳卫河流域汛期降水量偏少、衰减年降水偏多的概率较大。

漳卫河流域水文循环过程对气候变化的响应

气候变化对我国各地区水资源影响的时空格局变化,是气候变化影响评估的重要内容。论文以漳卫河为研究流域,采用线性回归法、MannKendall非参数检验等方法,分析了1957—2001年的水文气象要素变化特征;基于数字高程模型、土地利用和土壤类型等资料,建立了SWAT分布式水文模型,验证了SWAT模型在该流域的适用性;根据IPCC第四次评估报告多模式结果,分析了IPCC SRES-A2、A1B、B1情景下21世纪降水、气温、径流、蒸发的响应过程。结果表明漳卫河流域未来2011—2099年降水量变化较基准期呈现出增加趋势,年平均气温较基准期也呈现出显著的上升趋势,各年代径流量较基准期将出现先减少后增大的态势。

水利工程群应对干旱能力评价方法及应用

基于水利工程群应对干旱能力的影响因素分析,从水利工程的布局、规模和运行管理两个层面构建水利工程群应对干旱能力评价指标体系。综合层次分析法和熵值法两种确定权重的方法,确定各评价指标的组合权重,采用模糊综合评价法构建了水利工程群应对干旱能力评价模型。该评价模型在漳卫河流域的应用结果表明,该流域整体应对干旱能力水平较弱,未来需要加强对现有水利工程体系的科学调度管理,并充分利用流域外调水提高干旱应对能力。

水利工程群应对干旱能力定量评价研究:方法及案例

水利工程群是由区域上蓄、引、提、调工程及闸坝工程组成的复杂供水系统,是应对区域干旱的关键支撑。针对当前抗旱能力评价概念表达不统一、定量评价方法不完善等问题,对水利工程群应对干旱能力进行界定;从干旱本质和干旱灾害形成的机理出发,定义了干旱应对能力水平指数(HEGdca),并提出基于HEGdca的水利工程群应对干旱能力定量评价方法。以2010年为评价水平年,评价了漳卫河流域给定水利工程条件应对不同程度气象干旱事件的能力。结果表明:以流域多年平均缺水率为衡量标准,漳卫河流域当前(2010年)的水利工程条件整体可以有效应对不超过30年一遇的干旱。评价结果与流域的实际情况相符,可为流域抗旱规划和干旱风险管理提供技术支撑。