汉北河流域强人类活动影响下的暴雨洪水模拟方法

为了研究人类活动影响下丘陵到平原区流域洪水模拟的关键问题,包括流域内降雨空间分布不均、丘陵平原产汇流差异大、下垫面受水利工程建设和调度影响等复杂边界条件,并提出相应的解决办法和模型,以汉北河为例,将大流域划分为11个单元,通过分析场次暴雨在各单元的空间分布解决降雨空间不均的问题;各单元根据各自下垫面条件进行API水文模型参数的率定,解决了丘陵平原产汇流差异大的问题,提高了模型参数与实际情况的贴合度。在模型中,将河流改道、水库、蓄滞洪区、水闸、泵站建设和调度、土地利用等人类活动对汇流的影响纳入物理模型和产汇流模拟中,以便构建符合实际调度的下垫面产汇流体系。模拟计算的洪峰的纳什系数NSE均在0.85以上,模拟结果表明洪峰流量、水位及峰现时间与实测值吻合良好。

基于GIS淹没模型的汉北河流域暴雨洪涝淹没模拟与检验

使用气象、水文观测以及灾情调查和地理信息等资料,基于GIS暴雨洪涝淹没模型,对2016年7月19—20日汉北河流域强降水造成的洪涝淹没状况进行模拟,利用气象灾情采集系统APP以及民政、电力部门的相关灾情资料对其模拟精度进行检验。结果表明:模拟的主要淹没区出现在汉北河流域上、中段(荆门、天门)河道附近及地势低洼地,其淹没水深多为0~2 m,随着洪水增强,低水深区间淹没范围减小,高水深区间淹没范围增大,其中荆门地区1 m以上水深淹没范围增大较快;与实况相比,模拟的灾情点位的匹配率为84%~100%,模拟水深的绝对误差为0.0~0.9 m,洪水淹没地点和水深模拟与实况基本吻合。

基于水环境同位素的汉北流域水循环研究

利用同位素标记不同水体的方法,对汉北流域内稳定同位素进行测试与分析,探讨研究区内大气降水、河流、土壤水和地下水体的转化关系及转换比例,以期为研究区内水资源可持续管理提供技术支撑。结果表明:汉北流域的区域降水线为:δD=8.44δO+7.88,与全球大气降水线比较,汉北流域的大气降水线斜率与截距存在一定程度的偏移,其降雨受蒸发作用的影响较为明显;对汉北流域不同水体转化率进行计算,汉北流域河流水中大气降水占比约为38.2%、土壤水占比约为15.8%、地下水占比约为19.3%。