基于时空变源分布式模型的流域洪水复盘分析方法——以海河流域北三河系“23·7”较大洪水为例

海河流域北三河系覆盖北京、天津、河北三省(直辖市),其防洪安全事关当地社会经济发展。为有效应对气候变化影响下极端暴雨频发所带来的洪水防御新挑战,提出了一种时空双维度流域性洪水复盘新思路,以“23·7”北三河系较大洪水为例,通过构建时空变源分布式水文模型结合暴雨时空统计分析对全河系洪水的发生、发展过程进行了模拟。模拟结果的确定性系数均大于0.7,洪峰相对误差均小于5%,所建模型可以较好地表征此次洪水的产流机制变化。分析发现,此次洪水过程中北运河流域产流以蓄满产流机制为主,潮白河流域产流则蓄满及混合产流两种机制均有体现,特别是靠近降雨集中区的山区平原过渡地带表现出明显的混合产流机制。建议在未来进一步完善流域防洪体系,重点提升该区域的水雨情监测能力。所提出的时空双维度下的流域性洪水复盘分析方法可为今后其他流域级洪水模拟复盘提供技术参考。

海河流域基本水文站网密度及布局评价

对海河流域现有基本水文站的密度及布局进行了详细的分析评价。在此基础上,提出了未来基本水文站网的调整建议。

海河流域水文监测预报发展及能力提升对策

回顾了“96·8”洪水以来海河流域水文监测预报发展变化,深入分析了海河流域在大洪水及极端降雨情况下提升监测预报精度和延长预见期面临的短板与瓶颈,提出开展洪水在线监测能力建设、加强流域产汇流机理研究、全面推进精细化模型及预报调度一体化建设、大力推广水文气象结合应用、深入开展“以测补报”、推动水文智能感知与智慧分析应用等一系列对策措施,全方位补齐监测预报“短板”,推动流域监测预报能力全面提升。

海河流域省际河流省界断面水文监测的思考

省际河流省界断面水文监测是了解省际河流水量、水质变化规律的重要手段,是省际河流水资源分配的重要依据,是落实最严格水资源管理制度的重要支撑。介绍海河流域省际河流省界断面水文监测现状,分析海河流域省界水文监测存在的问题,并提出进一步完善省界水文监测站网,建立水文监测信息发布机制等相关建议,对于提高流域水文的社会化服务水平具有一定借鉴意义。

海河流域典型区地下水回补适宜性评价

大清河流域是海河流域地下水超采最为突出的地区,为了解决地下水超采问题,本研究开展了流域内山区-平原一体化地下水回补适宜性评价。选取地下水位埋深、渗透系数、距离南水北调中线干渠距离、距离水库距离、降水入渗系数、有效储水空间、坡度和地表高程构建GIS-AHP决策模型得到研究区回补适宜性分区图,并使用数值模拟评估回补效果。研究表明:回补适宜区主要分布在拒马河、青龙河、唐河、磁河的近山前河段,占总评价区域的4.5%;同时,根据回补适宜评价结果对河道分段精细化补水,能大大减缓地下水储变量下降速度,回补最佳。因此,基于GIS与数值模拟结合的流域地下水回补适宜评价,有助于大幅提高区内水资源利用效率,提供最优超采治理方案。

海河流域水文站网分析评价与调整对策

海河流域是我国政治文化中心和经济发达地区,同时也是最早运用现代技术进行水文观测的流域之一。根据2005年流域水文站网的普查成果进行各类监测站网密度分析,结合测站监测项目和社会需求,确定了9类24项评价指标,对全流域水文站网功能进行科学评价,提出了支撑流域经济社会发展的水文站网调整策略。

海河流域水文预报面临的问题及对策

水文预报难是海河流域防汛工作四大难题之一,目前海河流域水文预报的总体水平不高,精度较低,笔者现将影响预报的原因及相关措施分析如下.

水文测站命名问题探析--以海河流域为例

水文测站名称是显示水文测站位置、反映一个水文要素资料系列空间位置的重要标志。SL742-2017《水文测站考证技术规范》规定了水文测站命名规则,为测站命名提供了指导。提出水文测站命名的5项基本原则,对照规范梳理了海河流域水文部门管理的水文测站名称现状,指出症结所在,就如何合理进行水文测站命名提出措施意见。

2011年度海河流域水文发展状况综述

以2011年为统计年度,分别从水文站网、设施设备、人才队伍、经费投入等主要指标,系统地反映了海河流域水文事业的发展状况,可以为开展水文行业管理、制订水文发展战略、指导水文现代化建设等提供重要参考。

做好水文支撑 保障海河流域水安全

面对海河流域治水主要矛盾的新变化,为进一步支撑服务水利和经济社会发展,保障流域水安全,当前和今后一个时期海委水文要做好顶层设计、预测预报、服务监管和创新发展工作。

1949年以前海河流域水文测站发展历史分析

通过对海河流域水文测站发展历史概述,总结了流域水文测站发展变化特点,分析了流域水文测站发展变化的原因,得出了水文站网与经济社会发展密切相关的结论。

基于水文分区的海河流域洪水演变影响因素分析

为定量研究气候变化和人类活动对流域尺度洪水演变的影响,以海河流域为研究对象,基于下垫面和气候要素,采用主成分分析法和聚类分析法对海河流域水文分区进行划分,在此基础上,采用Spearman秩相关系数、交叉小波变换和小波相干谱从线性和非线性角度开展流域尺度洪水要素与降水因子相关性分析,采用双累积曲线法定量揭示气候变化与人类活动对海河流域洪水演变的影响。结果表明:基于下垫面和气候要素海河流域共被划分为5个水文分区。第二-第五水文分区洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨量均呈现显著相关性。在高能量区第二水文分区,洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨在1959-1968年间存在0-8月的显著正相关区域;第三水文分区洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨在1960-1966年间存在0-5月的显著相关关系;第四水文分区最大3日洪量与最大3日降雨在1977-1983年和1993-1997年间分别存在以13-15月和3-4月为共振周期的相关关系;第五水文分区洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨在1955-1967年间存在以0-6月为共振周期的显著相关关系。低能量区4个水文分区洪峰、最大3日洪量与最大3日降雨均存在较多的显著共振正周期,相关性较强。人类活动是海河流域各水文分区不同时段洪水锐减的主要原因,且第二水文分区洪峰1963-1978年间洪水受人类活动影响最大,综合反映了大规模水利工程建设运行及水土保持措施实施对海河流域洪水减少作用的显著性。

永定河上游水文要素演变及环流形势分析

为持续改善永定河生态环境,进一步提升流域生态功能,永定河引黄生态补水措施必不可少。研究永定河降水及官厅水库以上来水量演变规律,可以为生态补水、水旱灾害防御提供技术支撑。从大气环流形势、降水时空分布、水资源演变“空天地”3个方面分析永定河官厅以上水文气象长期规律,结果显示:汛期降水呈现全部多雨或者少雨分布特征,从上游至下游呈现“少—多—少”的分布态势,汛期降水与副热带高压位置及低空偏南风异常有直接关系,与赤道东太平洋海温有明显的遥相关关系,官厅水库来水量存在明显的周期性和趋势性,2011年以来来水水量有止跌回升趋势。随着社会经济的发展和人类活动影响加剧,官厅水库来水量在20世纪80年代末90年代初有明显的突变。

海河流域水文发展现状及现代化建设探讨

从水文站网建设、水文监测能力、水文信息服务、管理体制等方面阐述了海河流域水文发展现状,分析了海河流域水文面临的形势和存在的问题,提出海河流域水文现代化建设的思路、目标和重点建设任务,为流域水文事业发展提供参考。

基于水文分区的海河流域洪水演变特性分析

基于下垫面要素和气候要素,采用主成分分析法和聚类分析法对海河流域水文分区进行划分,在此基础上,利用统计学方法开展洪水要素演变的趋势、突变和周期特性分析,系统而全面地揭示海河流域不同水文分区洪水演变的规律性。结果表明:基于下垫面和气候要素,海河流域共被划分为5个水文分区;第二—五水文分区洪峰、最大3 d洪量序列均呈现显著的下降趋势,其中第四水文分区下降最为显著、第三水文分区下降速率最快;第二水文分区洪峰的突变点为1990和1992年,最大3 d洪量的突变点为1979年;第三水文分区洪峰的突变点为1979年,最大3 d洪量的突变点为1979、1987和1990年;第四水文分区洪峰的突变点为1967、1983和1999年,最大3 d洪量的突变点为1982和1983年;第五水文分区洪峰的突变点为1964、1979和1982年,最大3 d洪量的突变点为1964、1979和1982年;第二—五水文分区洪水要素均表现出6~8、12~14 a的周期性,在短时间尺度上洪水等值线未封闭,正处于偏枯阶段,洪水偏枯状态将持续至2016—2022年。

海河流域河湖生态环境复苏实践与思考

从生态流量保障、生态补水、水质变化、地下水水位变化等方面,介绍了海河流域河湖生态环境复苏效果。分析了当前海河流域河湖复苏工作中存在的问题和困难,提出强化水资源刚性约束、完善生态流量保障目标、保障生态补水常态化、加强地下水保护与治理等工作建议。

海河流域水文信息查询系统软件设计与开发

该系统采用浏览器/服务器体系结构,基于远程服务器数据库中的基础数据和实时数据,具有水文信息分析处理、地理分布式信息查询(电子地图查询)、站点定位等功能,可以方便高效地进行流域水情会商、信息查询、图形显示分析结果等,系统用户界面友好、操作简便。扼要介绍了该系统的设计思路与功能实现。

海河流域河北省中型水库纳雨能力计算分析

为了提高防汛的主动性、更好地分析水库的防洪能力,做到科学调度,对海河流域内河北省的中型水库纳雨能力建立了与土壤含水量和产流曲线的关系,可快速有效计算流域内河北省38座中型水库的纳雨能力。实例研究表明,本方法具有较强的时效性和准确性,可以为防洪决策提供科学的数据支持。

海委省界断面水文监测管理平台建设探索

针对海委省界断面监测工作现状和存在问题,深入分析了水文监测各项业务流程,明确了平台功能需求和总体建设目标,在充分考虑网络信息安全前提下,提出了以移动App端和PC端Web相结合的设计方案,使用主流的程序开发语言和系统架构完成平台建设,实现了省界断面监测工作在线管理、监测数据实时分析计算、监测成果统计展示3大基本功能,在实际应用中发挥了效益,为加快海委水文监测信息化进程提供借鉴经验。

团体标准《图像识别法河流流量测验规范》(T/CHES 99-2023)贯标说明

本文旨在探讨团体标准《图像识别法河流流量测验规范》(T/CHES 99-2023)对现代水文监测的重要性,分析其引入的必要性,并详细阐述该标准的贯彻实施程序。通过对比传统河流流量测验方法,本文将展示图像识别技术在提高测量精度、效率及自动化水平方面的显著优势。同时,提出一套系统的贯标流程,总结实际贯标经验,指导水文监测部门有效采纳并应用此标准,促进图像识别法河流流量测验的科学化和现代化。