水文测报在防汛抗旱工作中的应用

在防汛防旱工作开展环节,起到不可替代作用的一个重要因素就是水文测报。近年来,在我国防汛抗旱及水资源管理、水利工程建设等大力推进的背景下,对水文工作也提出了全新要求,此时传统水文测报方式和相关技术也面临着全新挑战。面对此种情况今后必须要关注的重点内容就是怎样在水文测报工作进行优化、改革,进而基于水文测报力度的切实强化,确保防汛抗旱工作中水文测报的支撑、服务能力不断提高,助推防汛抗旱工作的高效率、高质量开展。

基于RUSLE模型的雅鲁藏布江流域土壤侵蚀评价

[目的]研究雅鲁藏布江流域土壤侵蚀时空变化特征,并分析气候和植被覆盖变化对土壤侵蚀的影响,以期为高寒区土壤侵蚀防治、生态系统保护和水土资源开发利用提供理论支撑。[方法]以雅鲁藏布江流域为研究区,采用RUSLE模型定量评估了1980—2017年流域土壤侵蚀的时空变化特征。[结果]1980—2017年,雅江流域土壤侵蚀强度整体呈现先减小后增加的趋势,1980—1999年年均土壤侵蚀模数波动下降,2000—2017年年均土壤侵蚀模数则呈现不显著上升趋势;流域中上游地区土壤侵蚀变化较为显著,下游地区侵蚀强度先增加后减小。年均土壤侵蚀模数与降雨侵蚀力呈显著正相关关系,Pearson相关系数为0.92,而与NDVI关系不显著。不同土地利用类型中,土壤侵蚀最强烈的是未利用地,其次是稀疏草地,由于其面积占比最高,对流域总侵蚀量的贡献比超过54%。[结论]降雨是影响雅江流域土壤侵蚀强度变化的主要因素,未来土壤侵蚀防治的重点区域应为流域东部下游降雨量较大的地区,重点防范极端降雨造成的水土流失。

近十年山西省土壤墒情时空变化规律

以2003-2012年山西省64个墒情站土壤墒情观测资料为基础,在ArcGIS环境下通过IDW插值法分析了土壤含水量的空间变化规律,以及土壤含水量的年际和季节变化规律,探讨了降水和气温对土壤含水量变化的影响。结果表明,山西省土壤含水量东南部整体偏高,北部和南部整体偏低。10、20和40 cm土层水平空间变化规律与整体一致,纵向空间各层变幅由上到下依次变小。近10年年际变化趋势减少且不显著。从季节变化角度来看,土壤水3月份开始减少,到6月份增加,增加到10月份再减。降水是影响全省土壤含水量时空变化的主导因素,气温的影响不大。降水的多寡决定土壤含水量的高低。

海河流域不同地貌气候变化时空分析

近百年来,全球气候变暖显著,潜在改变了区域水循环。过去50a,海河流域气温增温明显,水分亏缺严重,影响了社会、经济的发展。为了探究海河流域气候时空变化特征,考虑了流域地貌差异性,将海河流域划分为山区、丘陵、平原3个区域进行研究。选用1958—2011年34个站点的8种气象要素资料,采用线性趋势法分析要素年际趋势;用M-K进行趋势显著性检验;用P-M公式计算流域潜在蒸散发并用Spearman法分析气象要素与潜在蒸散发之间的相关性,以探求海河流域子区域的时空变化规律和改变区域水循环的主要驱动力。分析结果显示,海河流域气候变化明显,气象要素时空变化具有显著的地带性、季节性和年际性特征。气温先下降后上升,山区升温速度较丘陵、平原快;流域降水呈整体下降,平原地区降水量降幅较山区、丘陵大;平均风速、日照时数、相对湿度均呈明显下降趋势;海河流域潜在蒸散发与相对湿度呈负相关,与日较差呈正相关。

五道沟地区实际蒸发变化趋势及影响因素分析

基于五道沟水文实验站1964-2011年观测资料,从该区实际蒸发量变化的影响因素着手,运用MannKendall非参数统计检验和SPSS软件系统分析了其与气温、降水量、风速、日照、相对湿度及潜在蒸发量的变化趋势与相关性,探讨了实际蒸发量在年际、季节与不同气候条件下的影响因素。结果表明,实际蒸发量与潜在蒸发量存在明显的正相关关系,当干旱指数R〈1.0时,气象要素共同影响实际蒸发量;当1.01.7时,实际蒸发量主要受制于相对湿度、风速、日照的变化,与降水关系不大。

山西省盆地2006—2010年地下水动态分析

根据山西省水资源短缺、地下水超采严重的现状,分析了影响地下水变化的因素,采用2006—2010年5个盆地222个测井地下水埋深(水位)资料,复核2004年山西省第二次地下水资源调查评价之后的地下水变化,重点分析了地下水埋深变化、发生水位下降的区域及对局部地下水流向的改变。结果表明:2006—2010年山西省盆地内地下水位总体呈下降趋势,埋深增大,超采区局部有所缓解;各盆地地下水埋深季节性差异明显,不具有一致性;大同、临汾、长治盆地分别有85%、71%、90%的测井地下水埋深增加,太原盆地地下水埋深存在剧烈变化的测点;盆地地下水流向没有发生根本性改变。

长江源区1980-2010年土地利用变化及影响分析研究

长江源区地处我国三江源自然保护区内,作为长江的源头是整个长江开发利用和环境保护的关键一环。从源区土地利用/覆盖角度分析源区自然环境状态变化,利用ENVI和ArcGIS软件对1980-2010年4期长江源区遥感数据进行解译,以土地利用动态度、综合程度指数及转移矩阵作为评价指标。结果表明:长江源区地貌类型以草地和裸地为主,建筑用地和耕地最少;全时段1980-2010年间,水域面积减少最多,裸地面积增加最多,相对于初期而言源区自然环境有所下降;1990-2000年间是土地利用开发强度最强的时段,随着2000年三江源保护区的建立,2000-2010年长江源区土地利用朝着恢复方向发展,自然环境有所改善。

聚类分析方法在济宁市水质分析中的应用

根据济宁市现有的水质监测站点的监测资料,应用聚类分析方法对济宁市水质状况进行分析评价。首先利用统计软件SPSS对所选取的监测站点进行聚合分类;其次用综合指数评价法对监测站点水质划分级别;最后综合聚类结果及综合指数划级的结果将济宁市各监测站点分为六大类。在区域水环境评价中应用聚类分析法对监测站点分类,符合不同特性污染源地域分布的实际,避免单一运用综合指数法产生的缺陷。

基于GsMAP的尼洋河流域降水时空分布特征研究

鉴于尼洋河地区实测降雨资料缺乏,卫星降雨产品具有显著优势,基于GsMAP降雨产品数据和地面观测站点数据,利用降雨量年内分配特征的δ方法建立卫星降雨校正公式,分析流域降雨量的时空分布特征。结果表明,实测站点月降雨量校正结果较好,相关系数达0.954,年尺度的站点降雨相关系数为0.54,降雨量空间分布呈现出自西向东递增的特点。卫星降雨观测在西部地区存在低估,东部地区有一定程度的高估,在降雨梯度分布上,流域在3500~4000m高程段降雨量呈上升趋势,其他高程段均为显著下降,整体变化率为-104mm/km。流域的年均面平均降雨量为699mm,降雨多集中于夏季,且有逐年增加趋势。

基于集成方法的长江源区未来气候变化预测研究

利用CMIP5中6种气候模式对长江源区降水和气温进行提取,利用最近距离法提取与实测气象站最接近点的降水气温数据。通过4种方法对6种气候模式模拟结果进行集成,对比选出最优集成方法来预测源区未来气候变化。结果表明,BP神经网络法集成效果最好,其次是多元回归法,算术平均法和加权平均法效果相当但效果相对最差。玉树站2020年~2100年降水持续增加,气温虽然也持续升高,但升温速率较历史记录变弱并将在2100年之前达到峰值。

年楚河流域径流变化及其对气候变化的响应

采用雅鲁藏布江支流年楚河流域控制站日喀则水文站1956—2012年天然径流量资料以及同期气温、降水量逐月资料,分析了年楚河流域57 a降水、气温和径流变化特征;利用月水量平衡模型对年楚河流域逐月径流变化进行模拟,验证了月水量平衡模型在研究区的适应性。结果表明:年楚河流域逐月径流量变化相对平稳,年内分配极不均匀,汛期与枯水期径流量相差较大,汛期径流量占全年径流量的67%;对月水量平衡模型参数进行分析,认为年楚河径流敏感性模型参数主要为土壤水蓄水容量和直接径流系数;气候变化对径流影响的敏感性分析显示,降水量增加对径流的影响更大,气温升高对径流减少影响较小。

辽河水环境质量评价及其污染源解析

为全面了解松辽河河流水体的污染状况,根据辽河的水质监测数据,采用主成分分析(PCA)对水质污染现状进行综合评价,并在主成分分析计算的相关结果之上进一步进行绝对主成分多元线性回归分析(APCS-MLR),量化了每个主成分对各污染物的贡献率。结果表明:辽河水体的主要污染物包括高锰酸盐指数、COD_(Cr)、BOD_5、NH_3-N和石油类。丰水期第一主成分对NH_3-N、石油类的贡献率分别为49.09%和24.71%;平水期第一主成分对高锰酸盐指数、COD_(Cr)、BOD_5和NH_3-N的贡献率为30.48%、56.16%、26.93%和160.89%;枯水期第一主成分对高锰酸盐指数、COD_(Cr)、BOD_5、NH_3-N和石油类的贡献率分别为100.25%、101.26%、128.36%、93.71%和54.33%。辽河整体水质为Ⅳ类或Ⅴ类水质,在7个监测断面中,双台子河闸水质最差。研究表明,污染物主要受到沿岸城镇居民生活和石油化工企业废水的排放以及农业和畜牧业等面源污染的影响。

高海拔地区TRMM降水数据空间降尺度分析与模拟——以拉萨河为例

高海拔地区往往实测降水数据缺乏,借助卫星遥感数据可弥补传统观测的不足。选取拉萨河流域为研究对象,在对其降雨-植被-气温关系深入分析的基础上,结合多元线性回归、残差分析和空间插值反距离权重法,将分辨率为0.25°×0.25°且高估研究区降水约29%的TRMM 3B43V7数据空间降尺度到0.05°×0.05°,并且结合实测站点数据对降尺度数据进行进一步修正,最终的高质量降水数据集在绝大部分区域的精度得到极大的提高,可为高海拔地区水文水资源研究提供基础数据支撑。

雅鲁藏布江中上游分布式洪水预报方案研究

雅鲁藏布江中上游,流域面积大,水文站点稀少,目前还无法进行有效的洪水作业预报。基于数字高程模型,利用Arc GIS软件中的水文分析功能,对该区域进行流域空间离散,通过生成流域流水网、划分流域子单元、建立产汇流分区、生成分区间拓扑关系等步骤,构建分布式洪水预报方案。针对雅鲁藏布江中上游的流域特性,选用新安江模降雨径流和马斯京根河道演算模型,对流域的水文过程进行模拟。结果表明,该预报方案能较好模拟流域重要站点的水文过程。