检索结果-南通市图书馆

作者：李梦涛河北工程大学

学位级别：硕士

地下水是水资源的重要组成部分,被广泛应用于生产、生活的各个环节。石家庄是资源型缺水城市,地表水资源稀缺,经济发展常年依靠超采地下水,导致石家庄平原区地下水降落漏斗面积和深度持续扩大,水资源供需矛盾十分尖锐。因此,及时掌握石... 详细信息

地下水是水资源的重要组成部分,被广泛应用于生产、生活的各个环节。石家庄是资源型缺水城市,地表水资源稀缺,经济发展常年依靠超采地下水,导致石家庄平原区地下水降落漏斗面积和深度持续扩大,水资源供需矛盾十分尖锐。因此,及时掌握石家庄市地下水时空动态变化特征,查明地下水资源量,全面系统的了解石家庄市水文循环过程是十分必要的。第一,本文以2018年至2020年石家庄80个自动监测站地下水埋深数据为基础,选取6个典型观测站来分析石家庄平原区地下水时间变化特征;运用克里金法对埋深数据进行空间插值,绘制地下水埋深等值线图并分析其空间动态变化。对地下水时、空数据进行分区统计,得到平原区各区县地下水在观测期内的蓄变量。结果表明:石家庄市辖区和藁城区地下水位有回升趋势,其他地区地下水位仍有下降,但比超采治理前下降速率减缓,平原区整体地下水蓄水变量仍在减少。第二,本文利用分布式水文模型—mike she模型,对石家庄平原区水文循环过程进行模拟。文章共构建了蒸散发、坡面流、非饱和带、饱和带、河流与湖泊5个模块,利用研究区80个自动监测站的地下水水头时间序列数据对模型进行校准,从平原区每个区县随机选取一个观测站,共计14个观测站对模型进行验证。结果表明,14个用于验证的观测站中,有10个观测站模拟值与实测值的相关系数达到0.8以上,纳什系数在0.63以上,均方根误差在0.62～4.45之间,相对整个研究区的范围来说误差较小。本文构建的mike she模型可以刻画石家庄平原区地下水水头的时间动态性,为该地区地下水资源的精细化管理、开发利用及保护提供研究基础,促进该地区水资源的可持续发展。

关键词：地下水埋深时空动态特征水均衡分析 mike she模型

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秦淮河流域城市化对蒸散以及地表径流过程的影响

秦淮河流域城市化对蒸散以及地表径流过程的影响

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作者：郑箐舟南京信息工程大学

学位级别：硕士

近几十年来,我国长三角地区城市化进程逐渐加快,大量的稻田向较“干”的城市用地转化,导致其生态服务功能衰退,进而对该地区水循环过程产生直接或者间接的影响。目前有大量的研究关注城市化带来的水文响应,然而下垫面变化下的水文干扰... 详细信息

近几十年来,我国长三角地区城市化进程逐渐加快,大量的稻田向较“干”的城市用地转化,导致其生态服务功能衰退,进而对该地区水循环过程产生直接或者间接的影响。目前有大量的研究关注城市化带来的水文响应,然而下垫面变化下的水文干扰机制与过程尚不明确。蒸散作为水循环过程中重要一环,其变化趋势揭示了下垫面变化对不同尺度水平衡的扰动机理。因此本文从蒸散入手,选择了受人类活动影响显著、城市化程度高、土地利用/覆被变化明显的长三角地区典型流域——秦淮河流域为研究区,建立适用于该流域的分布式水文模型mike she,量化和评估不同时期土地利用类型在不同时间尺度和空间尺度上水文要素的动态变化;聚焦洪水径流的变化,构建合理的土地利用情景,探究稻麦轮作田转为城市用地对流域水量平衡的影响。主要研究结论如下:(1)综合采用地面观测与遥感监测数据,基于mike she模型,探讨了准确估算流域实际蒸散发的技术与方法,详细模拟了包括蒸散、径流过程、土壤水分以及地下水在内的全水文过程。位于江苏省农科院白马实验基地的通量塔实测的水稻日蒸散数据(2016-2017年)与模型模拟值决定系数(R)达到0.72;武定门水文站实测月径流值与模型模拟值在率定期(1991-1994年)和验证期(1995-1999年)R分别达到0.89和0.74,纳什系数(Nash)分别达到0.79和0.64。(2)稻麦轮作田转为不透水层不仅对流域总蒸散量有影响,而且对其分配也有显著的影响。蒸散不同组分呈现出相反的变化趋势:植被蒸腾T、冠层截留E以及土壤蒸发E的总减少量大约是积水蒸发E总增加量的2.5倍,这导致了整个流域的总实际蒸散量以每年5mm(单位面积)的速度呈现显著的下降趋势(p=0.01)。另外将稻麦轮作田改造为城市用地比起其他土地利用的转变会产生更大的水文效应,且这种差异在水稻生长季最为明显。由于目前大部分的遥感技术和水文模型较少能模拟或估算出实际蒸散及其分量的这种变化,因此认为在模拟预测变化环境下(如城市化)流域水循环过程中,应特别强调植被变化的重要性。(3)通过模拟分析城市化对单次暴雨-径流过程、日径流量、干湿季径流量以及土壤含水量的影响,揭示了稻麦轮作田蒸散变化影响流域产流过程的关键驱动。研究发现,城市化高的情景(LU2011)下汛期流量和极端流量均高于城市化低(LU2000)的情景,城市化增强了水文极值事件发生的概率。与LU2000相比,LU2011情景下50年一遇的洪水流量增幅为10.2%,而2年一遇的洪水流量增幅则高达33.6%,说明流域土地利用变化对小量级洪水的影响更加显著。前期土壤水分含量越高,雨水产流能力越强,枯水径流和洪峰径流则越高,而且枯水径流增加趋势更为明显,说明洪峰流量除了与地表入渗速率有关外,还受前期土壤含水量影响。因此,大范围稻麦轮作田转为城市用地后,实际蒸散减少,降低了稻田湿地的“生物排水”功能,导致土壤含水量增大,加上不透水面增加,在流域尺度上极易加剧洪涝风险。研究还发现,原下垫面是森林或稻田湿地的城市化地区,不仅极端降水事件更易引发流域洪涝灾害,而且常规降水也可能导致极端水文效应。(4)基于不同土地利用数据构建mike she模型,模拟2000-2013年径流量、实际蒸散量、土壤含水量、下渗以及其他水文要素的动态变化,研究流域尺度下不同城市化水平地表水量平衡过程及其对土地利用变化的响应规律。结果表明随着城市化的扩张(LU2000→LU2004→LU2007→LU2011),稻麦轮作田转为城市用地通过影响地表蒸散导致流域年水量平衡发生明显改变,年实际蒸散占降水量的相对值(ET/P)降低(62.9%-49.4%),雨水入渗量亦呈现出逐渐减少的趋势(604mm/year-560mm/year)。与此相反的是年产水量占降水量的相对值(Q/P)则呈增加趋势(40.2%-49.2%),土壤相对含水量也增大(37.2%-37.6%)。这表明,稻麦轮作田转为城市用地引起的实际蒸散减少是流域年总径流、基流和暴雨径流增加的主要原因。

关键词：秦淮河流域 mike she模型土地利用/覆被变化蒸散组分水文效应

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生态工程建设下延河流域径流变化模拟研究

生态工程建设下延河流域径流变化模拟研究

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作者：董宇翔西安理工大学

学位级别：硕士

黄土高原,地球上最广阔的黄土分布区之一,该地区面临的水资源挑战一直备受关注。自20世纪90年代开始,我国在黄土高原地区开展退耕还林还草等一系列生态工程建设,生态环境得到了显著的恢复,生态系统服务能力大幅提升。延河流域作为黄土... 详细信息

黄土高原,地球上最广阔的黄土分布区之一,该地区面临的水资源挑战一直备受关注。自20世纪90年代开始,我国在黄土高原地区开展退耕还林还草等一系列生态工程建设,生态环境得到了显著的恢复,生态系统服务能力大幅提升。延河流域作为黄土高原地区的重要组成部分,是全国最早、最迅速开展退耕还林还草工程的区域之一,在区域水资源分配、区域生态平衡以及区域经济发展方面具有不可替代的作用。近年来,显著的土地利用类型变化和气象要素变化也在不断地影响着延河流域的水文循环。因此,在该地区开展精确的径流模拟工作以及退耕还林还草工程下径流对土地利用类型变化及气象要素变化的响应研究,对保障区域水安全,实现生态修复和可持续发展具有重要意义。本文以黄土高原的延河流域为研究区,结合多种方法分析气象、水文要素的时间、空间变化特征;通过梳理和运用延河流域内甘谷驿水文站月径流数据,确定适用于延河流域1980-2019年的mike she水文模型参数,并对模型的有效性进行验证;探究1980-2000年、2000-2018年延河流域土地利用类型的具体变化,并设置3种土地利用类型情景,运用上述模型详细探究退耕还林还草工程实施各阶段,径流的具体响应;分析延河流域土地利用类型面积变化率与径流量变化率的关系;分析延河流域径流对土地利用类型变化的敏感性。此外,探究延河流域径流与气象要素的线性及非线性关系,构建延河流域径流与气象要素的多元非线性回归模型,设置25种气象要素变化情景,探究在退耕还林还草工程实施各阶段,径流的具体响应;分析延河流域径流对气象要素变化的敏感性。本文研究取得如下结果:(1)在空间分布上,延河流域1980-2019年降雨量、潜在蒸散发量呈从西北向东南逐渐减少的趋势,气温则呈逐渐增加的趋势。在时间分布上,降雨量呈不显著性上升趋势:潜在蒸散发量、平均气温呈显著性上升趋势,径流量呈显著性下降趋势。年内分布上,7月和8月降雨较多,而1月和12月降雨较少;潜在蒸散发量在3-8月较高，1月和12月较低。7月气温最高,而1月、2月和12月较低。径流在7月和8月较多,1月和12月较少。降雨量、潜在蒸散发量、平均气温和径流量分别在2012年、2003年、1990年、1996年出现明显突变。年降雨量和年径流量的主周期为2.10年,年潜在蒸散发量的主周期为5.00年,年平均气温的主周期为4.00年。(2)综合应用延河流域的mike she模型,并在月尺度上较精确的模拟径流过程。率定期 1980-2009 年 R2=0.84、NSE=0.80。验证期 2010-2019 年 R2=0.89、NSE=0.87。在1980-2019年,R2=0.83、NSE=0.82。NSE和R2值均在0.80以上,符合评价指标的各项要求,并且结果评价均为很好,说明本文建立的mike she模型能模拟延河流域的水文过程。(3)延河流域1980-2018年,耕地、林地和草地构成该流域中主导的土地利用类型,未利用土地相对较少,且其分布呈现出零散的态势。1980-2000年土地利用类型的变化较为稳定。2000-2018年土地利用类型中,耕地、林地以及草地的变化尤为突出,与1999年开展的退耕还林还草工程有着密切的联系。(4)延河流域3种土地利用类型变化情景模拟下,在退耕还林还草工程第一轮阶段(1999-2013年)、新一轮阶段(2014-2018年)和20年实践阶段(1999-2018年),均反映随着耕地占地面积减少,草地和林地占地面积的增加,会导致年径流量的减少。耕地面积减少率与径流量减少率呈正相关关系,林地与草地总面积增加率与径流量减少率呈正相关。径流量减少率在第一轮阶段随耕地面积减少率(斜率0.3067)、林地和草地总面积增加率(斜率0.1845)的增加呈较快减少趋势;随着退耕还林还草工程的持续实施,径流量减少率在新一轮阶段随耕地面积减少率(斜率0.1273)、林地和草地总面积增加率(斜率0.0766)增加而减少的趋势也有所放缓。径流量对土地利用类型变化响应中,耕地面积变化比林地和草地总面积变化敏感。(5)延河流域气象要素与径流量的线性关系和非线性关系由强到弱均为年降雨量(γp=0.593**)、年平均气温(γp=-0.390*)、年潜在蒸散发量(γp=-0.319*)。非线性关系中,径流量与降雨量存在显著性正相关(γs=0.468**),与潜在蒸散发量不相关(γs=-3.630*),与平均气温存在显著性负相关(γs=-0.442**)。在延河流域25种气象要素变化情景模拟下,退耕还林还草工程各阶段,径流量对平均气温的敏感性随降雨量的升高而升高,对降雨量的敏感性随平均气温的升高而降低。当降雨量保持不变时,随着平均气温的升高,径流量敏感性在逐渐降低。当平均气温保持不变时,随着降雨量的升高,

关键词： mike she模型退耕还林还草工程径流土地利用类型气象要素

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河道治理工程洪水设计模拟研究

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黑龙江水利科技 2024年第3期52卷 30-32,59页

作者：李盼盼辽宁辽河水利工程有限公司沈阳110000

河道设计洪水的准确合理计算是实施防洪治理工程的关键,传统的分单元、分控制段考虑组合洪水的水文学方法计算较为复杂。文章以法库县辽河段为例,结合河流地形条件建立mike she模型,采用实测洪水数据率定模型参数,并模拟分析不同工况下... 详细信息

河道设计洪水的准确合理计算是实施防洪治理工程的关键,传统的分单元、分控制段考虑组合洪水的水文学方法计算较为复杂。文章以法库县辽河段为例,结合河流地形条件建立mike she模型,采用实测洪水数据率定模型参数,并模拟分析不同工况下设计暴雨洪水过程,可以为流域设计洪水计算和河道治理方案设计提供科学依据。

关键词：设计洪水不同工况 mike she模型辽河流域

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