汾河流域水土保持措施水文水资源效应初析

应用具有物理机制的分布式水文模拟模型(W EP-L),模拟了不同下垫面条件情景下的水循环过程,在此基础上,定量分析了汾河流域水土保持措施的水文水资源效应。通过对比分析2种不同情景下的水资源量,初步得出:汾河流域水土保持措施影响了局部水循环和水资源量及其构成,加强了水循环的垂向过程,引起地表截留量、土壤入渗量、土壤蒸发量以及补给地下水量增加;削弱了水循环的水平过程,引起地表径流量和河川基流量减少,壤中流微弱增加;地表水资源量衰减,而地下与地表水资源不重复量增加,狭义水资源量减少,但有效蒸散(发)量增加,广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对于研究大尺度流域水土保持措施的水文水资源效应具有参考价值。     

人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律初探

应用分布式流域水文模型WEP-L模型初步分析了人类活动影响下的黄河水资源演化规律。通过2000年现状下垫面条件下的评价结果与历史系列条件下的评价结果比较,以及考虑与不考虑人工取用水条件下的模拟结果比较,初步发现:黄河流域在强烈的人类活动影响下,水资源量及其构成均发生了显著变化,地表水资源量衰减,而不重复地下水量增加;在狭义水资源衰减的同时,伴随着有效蒸散即降水有效利用的增加,流域广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对黄河的治理规划和水安全战略具有参考价值。     

黄河流域分布式水文模型开发和验证

研究目的是开发和验证大流域分布式水文模型,为黄河流域水资源评价和演化规律分析服务。在综合了分布式水文模型和陆面过程模型各自优点的基础上,开发出模拟对象为“天然-人工”二元水循环系统的WEP-L模型。该模型以“子流域内等高带”为计算单元,并用“马赛克”法考虑计算单元内土地覆被的多样性,避免了采用过粗网格单元产生的模拟失真问题。针对各水循环要素过程时间尺度不同的特点,计算时采用了1h至1d的“变时间步长”,既合理表述了水循环动力学机制又提高了计算效率。将全黄河流域划分为具有空间拓扑关系的8485个子流域和38720个等高带,采用45年(1956～2000年)水文气象系列数据及相应下垫面条件进行了模拟计算,并根据黄河流域主要水文站逐月和逐日径流系列进行了模型校验。验证结果表明,所构建的模型具有较高模拟精度,可应用于黄河流域二元水循环过程模拟和水资源演变规律分析。     

鄱阳湖水位多时间尺度动态变化特性分析

利用鄱阳湖湖口、星子、都昌、吴城、棠荫和康山水位站多年逐日水位资料,采用统计分析法、趋势分析法、Mann-Kendall非参数检验法和Morlet小波分析法分析了鄱阳湖水位年内变化特征、年际变化趋势、极值变化、突变特征及其周期性。结果表明:鄱阳湖水位在年内具有高动态变化的特征,月最高水位一般出现在7月份,平均水位为17.75 m,最低水位一般出现在1月份,平均水位为10.8 m,年内变化幅度达6.95 m;鄱阳湖水位在多年尺度上呈现微弱的下降趋势,但是自2003年以来下降幅度较大,并多次出现极低枯水位;按年代际来对比,则2000年以后的平均水位是所有年代中最低的;鄱阳湖日、月、年最高水位出现在1954年和1998年,年最低水位出现在2011年,月和日最低水位出现时间不一致,但都主要集中在2003年之后;鄱阳湖水位有2个比较明显的突变点,即1965年附近和2006年附近,其中都昌站突变前后最大水位差达到了1.3 m;鄱阳湖水位受多种因素的影响,并没有表现出明显的周期特性,只在28时间尺度上表现出微弱的周期特性。     

第二松花江面源污染时空分布规律的研究

第二松花江流域作为松花江干流的主要产水区,其污染年负荷关乎下游水质的安全。面源污染是第二松花江的重要污染来源,采用输出系数法估算面源污染年负荷量,通过流域土地利用类型、社会经济信息等因素,利用有资料年的统计数据,进行面源污染年负荷量在时间、空间上的展布,探寻第二松花江流域面源污染年负荷量的空间分布规律,为水环境管理部门提供理论依据。     

基于SWAT模型的流域河道硝酸盐δ15N和δ18O模拟

为提升流域地表水硝酸盐溯源方法的可靠性,于2013~2015年在釜溪河流域,对流域水文和水质过程进行了连续监测,同步测定了流域内主要污染源和干支流河道硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O.基于SWAT(soil and water assessment tool)模型模拟了陆面水文和河道水文过程中的氨氮(NH_4~+)和硝酸盐(NO_3~-)迁移转化过程,在此基础上,耦合河道中硝酸盐~(15)N和~(18)O掺混、转化和分馏机制,发展了流域河道硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O模拟方法.结果表明,河道中硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O主要受流域内污染源以及不同水文期径流条件变化的影响,不同污染源同位素掺混过程对于同位素丰度变化的贡献率为82.74%,氮素转化过程中同位素分馏的贡献率为16.26%,SWAT模拟NH_4~+和NO_3~-浓度偏差对δ~(15)N和δ~(18)O模拟误差的影响为10.44%.由于降雨中硝酸盐δ~(18)O的变化范围显著地超过δ~(15)N的变化范围,以及河道硝酸盐18O来源复杂性,δ~(18)O模拟误差平均较δ~(15)N偏大18.72%.所提出的方法模拟河道硝酸盐的δ~(15)N和δ~(18)O结果的系统误差和偏差小于10%和15%.所提出的流域河道硝酸盐δ~(15)N和δ~(18)O模拟方法具有明确的物理意义,为河道氮素正向溯源提供了方法支撑.     

现状条件下唐山市地表水资源量探讨

采用第二次全国水资源规划中的一致性修正方法,对唐山市地表水资源系列进行了一致性分析,结果表明,在生产生活取用水大量增加和下垫面变化等因素的作用下,自20世纪七八十年代以来,唐山市地表水资源系列与之前的系列存在不一致性。文中采用水资源还现计算方法,对分界点以前的地表水资源系列进行了一致性还现修正。修正前唐山市多年平均地表水资源量为14.62×108m 3,修正后为12.97×108m 3。从空间分布来看,山区的减小比例普遍大于平原区,这主要与山区的植被恢复、大规模水保建设有关。修正后的结果相比原来的结果更加科学合理,为摸清唐山市地表水资源家底,进行唐山市水资源综合规划奠定了坚实的基础。