WRF/WRF-Hydro气象-水文耦合模式的误差传递特征——以漳河流域径流预报为例

在中小流域,有效的洪水预见期对调度决策、防洪减灾尤其重要。以漳河流域为研究区域,基于WRF模式和WRF-Hydro水文模型建立WRF/WRF-Hydro气象-水文耦合模式,探讨不同预见期WRF模式预报降雨对径流预报效果的影响,以及气象-水文模型之间的误差传递特征。(1)不同预见期下WRF模式预报的降雨峰值随预见期增长偏差越大。预见期为06 h和12 h时较预见期较长时(24 h、48 h),降雨量和峰值出现时间预报误差较小,降雨落区预报明显较好。(2)基于WRF/WRF-Hydro气象-水文耦合的径流预报结果表明,预见期越长洪峰流量及径流总量偏差越大。06 h和12 h预见期下的径流预报结果都较好,平均相关系数、平均纳什系数分别提高0.15、0.69。(3)模式之间的误差传递会因预见期长短和降雨预报效果有一定的差异。预见期为06 h和12 h时,数值天气预报误差传递给水文模型后有放大、有缩小。预见期较长时(24 h、48 h)随预见期加长,水文模型放大数值天气预报误差的程度越大,但是通过定量分析发现降雨误差和径流误差之间没有明显的线性关系。

近20年沮漳河流域山水林田湖草空间格局与生态功能变化评估

沮漳河流域是长江中游和江汉平原地区重要的战略水源地和生态屏障,山水林田湖草生命共同体理念是新时期流域系统治理的重要思想。文章基于遥感数据,利用GIS空间分析、FragStats景观格局分析等技术,定量评估了沮漳河流域2000—2020年山水林田湖草空间格局与生态功能变化。结果表明近20年流域生态格局和生态功能整体向好,但局部地区有退化趋势,沮漳河和漳河水库沿岸湿地生态系统斑块呈现破碎化趋势;流域山林水源涵养功能明显下降区域占21.70%,南部农田区域土壤保持功能轻微下降。该研究为流域生态保护与修复关键区域的识别以及修复策略制定提供了定量分析方法。

基于雷达估算降雨的湖北漳河流域径流模拟研究

本文以湖北省漳河流域为研究对象,从2008-2017年中选取了16次洪水过程(10次过程用于率定参数,6次过程用于检验),分别采用了4种方法进行雷达降雨估算,并将估算结果输入到TOPMODEL和新安江模型进行了径流模拟计算。结果表明:4种雷达降雨估算方法中动态Z-I的平均相对误差最小为8.16%,其次是分组Z-I为20.1%,最优Z-I和经典Z-I分别为29.7%和29.02%;从径流模拟结果来看,动态Z-I效果最佳,分组Z-I次之,最优Z-I和经典Z-I模拟效果相对较差,且TOPMODEL模型的洪峰相对误差和峰现时差比新安江模型的模拟结果要小,新安江模型模拟结果的确定性系数与TOPMODEL模型接近。

漳河流域跨界水资源冲突的边界效应研究

我国流域大部分具有跨行政区特征，往往行政边界行政区会成为跨界水资源冲突比较集中的地区。文章选取漳河上游流域三省22县作为跨界水资源冲突的研究空间，采用Barro回归方程及重力模型，引入距离、边界等控制变量，构建了跨界水资源冲突的边界效应测度模型，对漳河流域水资源的边界效应结构及演变趋势进行测度，尝试回答行政边界对跨界水资源冲突的影响程度。结果表明：（1）漳河流域省内间边界效应有趋同特征，而跨省边界的存在明显的边界效应；（2）在晋与冀、晋与豫方程中，边界（Boundary）回归系数均通过显著性检验（1％）且为正值，说明晋与冀、晋与豫的省际边界对水资源冲突改善有一定的阻碍作用，表明现阶段漳河流域矛盾集中在上下游间；（3）晋与冀边界系数（1．792）大于晋与豫间（0．61），说明晋与冀边界效应要大于晋与豫的边界效应，表明漳河矛盾焦点更多集中在晋与冀之间；（4）晋与冀、晋与豫边界系数a2分别从2004～2008年的0．103、0．271上升到2008～2011年的0．128和0．387，表明漳河流域跨界水资源冲突的边界效应影响呈扩大趋势。最后，提出缓解漳河流域跨界水资源冲突边界效应的对策建议，促进漳河流域统一管理。

型塑与记忆:浊漳河流域昭泽王信仰的发展演变

昭泽王信仰是浊漳河流域具有代表性的民间信仰。该区域目前保存有20余座昭泽王庙宇,并流传着大量关于昭泽王的民间传说与故事,探究其生成演变对同类型民间信仰具有重要意义。在昭泽王信仰的发展演变过程中,民众不断对其进行神化、型塑与记忆,将上层文化与底层文化、普遍因素与地域因素不断融入,使昭泽王形象渐渐丰满,并通过各种仪式与记忆使其在地域社会中的影响不断增强,这也是民间信仰发展演变的重要方式。

浊漳河流域主要污染物与污染评价

通过对浊漳河流域2004年21个监测断面的枯水期(5月)、丰水期(8月)和平水期(10月)地表水体采样分析, 确定其中主要污染物依次为NH3-N、COD、BOD5、CODMn和挥发酚。整个流域河段污染程度依次为浊漳南源>浊漳干流>浊漳西源>浊漳北源。污染源主要来自于河段上游点源污染。

沮漳河流域水库群联合调度初探

对沮漳河流域3座大型水库现行的洪水调度方案研究结果表明,水库的兴建对于减轻下游河道防洪压力的作用显而易见。如果3座大型水库联合调度运用,适当承担一定的洪水风险,并采取相应的应对措施,可将下游河道不到5年一遇的防洪标准提高到20年一遇,防洪减灾效益十分明显。

清漳河流域径流变化特征及其影响因素分析

应用Mann-Kendall非参数统计检验法和有序聚类法分析了清漳河流域1956年-2008年径流量的变化特征。分析发现径流量系列呈显著性下降趋势，且1977年为显著突变点。通过对径流量的影响因素定量分析发现，清漳河流域径流量的变化是降水量和人类活动共同影响的结果，且降水量的影响程度大于人类活动影响。

湖北省漳河流域实施最严格水资源管理制度方案研究

全国各地水资源禀赋、社会经济水平、水资源管理模式和特点各不相同。湖北省有"千湖之省"的美誉,水资源相对丰富,但也存在降雨时空分布不均,水生态环境形势严峻,水资源供给矛盾突出等问题。结合湖北省漳河流域水资源自身特点,探讨了流域管理和区域管理相结合的制度方案,为流域相关地市实施最严格水资源管理制度提供支撑。

多利益方参与的漳河流域管理委员会研究

随着社会经济的发展,漳河流域水资源冲突又呈现出新的特征,从利益主体行为的角度去分析、研究漳河流域跨界水资源冲突是丰富流域水资源管理实践不可或缺的一部分。通过对漳河流域跨界水资源冲突事件的分析,提出建立政府主导的跨界区域合作治理机制——漳河流域管理委员会,可以有效理顺各利益方关系,实现多利益方共赢和"和谐流域、美丽漳河"的愿景。

浊漳河流域SWAT模型构建及径流敏感性分析

以浊漳河流域为研究对象,基于研究区1980—2005年的实测径流资料,利用SWAT模型模拟该流域径流,利用SWAT-CUP自带的SUFI-2算法进行径流敏感性分析及参数率定。率定结果表明影响研究区域地表径流的主要参数是CN2、CANMX、REVAPMN;模型率定期和验证期的R2值分别为0.83与0.79,NS分别达到0.83与0.76,浊漳河流域出口天桥断水文站点的实测和模拟流量过程线拟合良好,表明该模型能较好地反映研究区域的径流变化特征,可以进一步应用于该流域水文模拟方面的相关研究。

邯郸市境内漳河流域水资源特性分析

邯郸市境内漳河流域位于邯郸市的西南部,根据多年水文资料对该流域的降水、径流、蒸发、泥沙、暴雨洪水进行分析,为漳河流域水资源开发利用和优化配置提供依据。

中央气象台24 h降雨预报在漳河流域的检验分析

研究漳河流域洪水预报的特殊性,检验分析中央气象台2015—2017年汛期24 h降雨预报资料在漳河流域洪水预报中的准确性及经验频率,用于指导今后的洪水预报工作,提高洪水预报水平。

湖北漳河流域GIS系统的构建

应用ArcGIS软件,将湖北漳河流域的地理信息及其他相关信息数字化,建立数据库,实现了流域信息的统一管理和资源共享.利用ArcGIS强大的空间分析功能及3D分析功能及工程区各种信息可视化查询、编辑,制作并输出了各种专题图,为设计和决策人员提供直观形象的信息支持,实现工程信息的高效应用与科学管理以及设计成果的可视化表达.

不同土地利用/覆被类型情景下清漳河流域的水文响应

清漳河流域属于水资源短缺的山区流域,为提供流域内合理土地利用优化方案和水资源调控理论依据。故以清漳河流域为研究区域构建基于SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式水文模型,评价流域土地利用/覆被变化的水文响应。SWAT模型在清漳河流域具有良好的适用性,模型可以较好的模拟流域内的地表径流过程;在不同土地利用/覆被类型配置情境下,探讨地表径流及其CN值变化,分析出单一土地利用类型的产流能力,结果耕地>草地>林地;受近年城镇化的发展和退耕还林还草的政策影响,相对1980年土地利用/覆被情景,退耕还林情景的综合产流能力减小,城镇化情景的综合产流能力增加。

浊漳河流域水质时空变化特征

依据2012年浊漳河流域15个样点的水质调查数据,采用聚类分析法对浊漳河流域水质变化特征进行分析。将样点在空间上分为4类:较为清洁的各支流源头区;受一定程度污染的各支流下游河段和三源交汇区;污染严重的流经农业区和城镇区的跨界、跨省断面;污染最为严重的分布有多个工业园区的南源中段。水质状况与流域内污染源具有明显的空间分布特征。采用主成分分析法得到影响浊漳河流域水质的2个主成分:第1主成分为BOD5、COD、TP、CODMn,第2主成分为F-,这些主成分均体现了各自的空间变异规律。在时间尺度上,F-有较明显的季节性差异,TP总体上反映出平水期>枯水期>丰水期,BOD5和COD没有明显的季节性变化规律。

清漳河流域土地利用方式变化对径流的影响研究

土地利用方式的变化是影响流域径流的重要因素,利用基于GIS技术的分布式水文模型SWAT,以清漳河流域为研究对象,分析了不同土地利用方式对流域径流的影响。结果表明:率定后的模型适用于清漳河流域,模型率定期和验证期径流模拟的Nash-Sutcliffe效率系数分别为0.88和0.78,相关系数R2分别为0.90和0.79,相对误差Re分别为1.92%和-4.79%。不同的土地利用方式对流域径流有较大的影响作用,同草地和林地相比,城市用地与耕地均有增加地表径流的作用,但耕地相对于城市用地作用较弱;林地与草地均具有涵养水源的作用,但同林地相比,草地涵养水源的作用较差。为减少流域水土流失,应注意采取退耕还林还草,退草还林政策。

漳河流域水环境决策支持系统研究

根据漳河流域特定的生态环境、自然资源以及社会经济特点,结合GIS与虚拟可视化技术,研发漳河流域水环境会商决策支持系统,实现了流域各类信息的可视化查询与动态监测及分析,以及流域生态环境变化的综合评价及演变预测,为相关政府职能部门对流域工程建设、管理和水资源环境质量评价与防治、预测等重大决策提供技术和信息平台支撑。

基于SWAT模型的漳河流域面源污染模拟研究

以漳河流域为研究区域,建立SWAT模型对面源污染进行模拟分析,对该地区污染控制提供依据。根据水文站1960~2014年的实测数据,对模型进行率定和验证来模拟研究与分析。该模型对漳河流域的适合性较强,可用于该流域的面源污染的模拟研究。对污染负荷分布规律进行分析表明,污染负荷与该区域降雨量、坡度、土壤侵蚀性和农业生产有着密切的关系,控制面源污染关键在于减少流域内的水土流失,降低土壤养分流失、减少农业用肥量和加大绿化带面积可有效控制该流域的面源污染。

基于TM影像的漳河流域土地利用时空演变分析

为获取和进一步探讨漳河流域土地利用时空演变规律,基于1993、2006及2010年3期Landsat TM遥感影像数据和2011年SPOT5高分影像数据,利用Arc GIS空间分析功能与ENVI动态监测功能对流域土地利用时空演变特征进行研究。分析结果显示:1993-2010年,漳河上游区域下垫面土地利用发生了巨大改变;耕地和裸地呈减少趋势,各减少411.23、341.11 km2;林地、城镇与建设用地和水域用地分别增加了656.8、72.01、23.53 km2;耕地与裸地主要转入林地,部分耕地转入城镇与建设用地。