下垫面变化对径流及洪水影响分析

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下垫面变化对流域产汇流影响研究进展

下垫面变化对流域产汇流影响研究进展
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总结词
通过对大尺度区域内的流域进行综合研究,分析下垫面变化对区域产汇流的累积影响。
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基于区域尺度的实证研究通常选择具有相似气候、地貌和水文条件的较大区域进行综合研究。通过收集该区域内多个流域的产流、汇流数据,分析下垫面变化对区域水文循环的整体影响。同时,研究还包括对区域气候变化、人类活动等多元因素的影响进行解析,进一步综合评估下垫面变化对流域产汇流的长期趋势和未来可能的影响。
气候变化对汇流的影响
气候变化对产汇流的影响
水文情势变化对产流的影响
水文情势变化会影响降雨的时空分布和强度,从而影响产流过程。例如,水文情势变化可能会导致枯水期和丰水期的时间发生变化,使得产流过程变得更加复杂和难以预测。
水文情势变化对汇流的影响
水文情势变化会影响蒸发、蒸腾和土壤含水量等水文要素,从而影响汇流过程。例如,水文情势变化可能会导致河道的水位发生变化,从而影响河道的汇流过程。
基于区域尺度的实证研究
下垫面变化对流域产汇流的影响与对策建议
06
加强流域内的水利设施建设,提高防洪抗旱能力,增加水资源调控能力。
对策建议针对单一流域尺度
完善水利设施
建立完善的水资源管理制度,合理配置水资源,提高水资源利用效率。
加强水资源管理
加强流域内的生态环境保护,减少水土流失,促进植被恢复。
保护生态环境
物理模型通常需要大量的实测数据和参数,如地形、土壤类型、植被等,以便更准确地模拟流域的水文过程。
物理模型
数值模型
数值模型是利用数值方法模拟流域水文循环的一种模型。
数值模型可以更准确地模拟流域的水文循环过程,包括水汽输送、云降水、地表水流动等过程。

山地城市典型下垫面径流系数研究

山地城市典型下垫面径流系数研究

山地城市典型下垫面径流系数研究近年来,硬质下垫面急剧增加,城市对雨水滞留能力大幅降低。

暴雨来时,入渗雨水减少,产流量大,排水不及时,多地频频“看海”。

国家在开展城市排水防涝工程体系建设的同时,极力推行自然积存、自然渗透、自然净化的“海绵城市”的建设。

山地城市地势高低不平,起伏大,降雨时产流迅速,汇流量多,潜在危害性也更大,因此开展山地城市降雨产、汇流过程及径流系数的研究对内涝问题解决、海绵城市建设以及雨洪利用都有着重要意义。

本论文以重庆园博园内草地、透水砖地面、沥青路面为研究对象,采用人工模拟降雨实验分析不同坡度下垫面在不同降雨强度下的产汇流过程及径流系数的变化规律,并以实测数据为基础拟合出不同降雨情况下径流系数与各影响因素的函数关系式,研究成果和结论如下:①草地下垫面产流出现在降雨开始的5-10min,雨强越大,产流越早出现。

坡度为8。

,雨强由0.63mm/min曾至1.62mm/min时,场次径流系数取值范围0.098-0.169;相近雨强下,坡度为25。

时,场次径流系数变化范围:0.118-0.217。

同雨强下,场次径流系数随坡度增大而增大,大雨强时两种坡度下的场次径流系数差值为0.048。

②透水砖地面产流时间出现在降雨的7-12mmin,瞬时径流系数和场次径流系数随雨强增大而增大,降雨强度为0.68mm/min-1.301mm/min 时,场次径流系数变化范围:0.208~0.423。

雨强为0.68mm/min时,降雨46min后,瞬时径流系数增加明显。

③沥青路面产流快,产流出现在降雨的1min-2min。

雨强和坡度对初始产流时间及瞬时径流系数影响较小。

坡度对场次径流系数的影响为:场次径流系数随坡度的增大而稍有增大。

④草地下垫面瞬时径流系数Ψt与降雨历时t的关系可用Ψt=a-be-ct和Ψt=a-bt-0.5表示。

Ψt自产流形成时刻开始逐渐增大,增长速率随t改变,降雨历时t无限大时,Ψt趋近于常数a,两种函数拟合中a的取值范围分别为0.130-0.278、0.217-0.423。

下垫面变化对流域产汇流影响研究进展

下垫面变化对流域产汇流影响研究进展

洪涝灾害的定义及形成过程
洪涝灾害的形成过程涉及降雨、地形地貌、 河流水文等多个方面。
地形地貌和河流水文条件也会影响洪涝灾害 的发生和程度。
洪涝灾害是指洪水泛滥、内涝等灾害现象, 通常由气候变化、地形地貌、下垫面等因素 综合作用形成。
降雨是洪涝灾害形成的主要因素之一,特别 是持续性暴雨、特大暴雨等极端天气事件。
下垫面变化对地下水水质的影响
下垫面变化不仅会影响地下水 的补给量,还会影响地下水的 水质。
土地利用变化可能会导致地下 水中有机质、重金属等污染物 的含量增加。
城市化过程中,大量的生活污 水和工业废水排放会导致地下 水中有机物、氨氮等污染物含 量增加。
水利工程如水库建设可能会导 致地下水中溶解氧含量增加, 同时也会改变地下水中其他污 染物的输移和扩散条件。
下垫面变化对洪水的影响
下垫面变化包括土地利用变 化、植被覆盖度变化等,这 些因素会改变流域的产汇流 过程。
下垫面变化对洪水的影响表 现在洪水流量、洪水持续时 间、洪水峰值等方面。
当流域内植被覆盖度增加时 ,洪水流量会减少,洪水持 续时间会缩短,洪水峰值会 降低。
反之,当流域内植被覆盖度 减少时,洪水流量会增加, 洪水持续时间会延长,洪水 峰值会升高。
未来,将更加注重模型复杂性和数据驱动方法的融合,以提高预测精度和实用性 。
研究内容与方法
研究内容
包括下垫面要素(如土地利用、植被覆盖、土壤含水量等)的变化对降雨径流、土壤水运 动、河流水位、水沙输移等方面的影响。
研究方法
涉及现场观测、数值模拟和统计分析等方法,其中基于数据驱动的机器学习方法(如深度 学习)受到广泛关注。
业等的影响。
下垫面变化对地下水位的影响

水文学 影响径流的下垫面因素

水文学 影响径流的下垫面因素

流域下垫面因影响径流的表现降水只有落在流域下垫面上,才能够形成径流,也只有通过流域的下垫面,各种垂向,侧向的运行过程才能出现。

故下垫面的不同会直接影响径流。

一方面下垫面通过影响气候间接影响径流,另一方面则可以通过直接影响流域的汇流条件来影响径流。

而流域内下垫面因素有很大不同,加上社会发展,人类对下垫面的改造越来越大。

使不同流域的下垫面更加千差万别。

从流域的地理位置,地貌特征,地形特征,地质条件,植被特征来分析下垫面对径流的影响。

1地理位置1.1纬度影响:地理纬度的不同,主要是通过降水的差异来实现的。

纬度低的地区,气温高,蒸发量大,对流作用强烈,降水通常较多,且全年的降水分布比较均匀,径流量一般较大且变化小;纬度高的地区,气温低,蒸发量小,降水通常较少,且分布不均匀,径流量一般较小且变化大。

例如我国的长江和黄河,长江的年径流量为9513亿立方米,径流的年内分配比较均匀。

而黄河的年径流量仅为661亿立方米,除此之外,由于降水分布主要集中于夏季,使黄河在夏季进入汛期,其余则进入明显的枯水季,因此黄河的洪涝灾害频发。

1.2距海远近影响:距海远近则是通过海洋上的水汽到达所在区域的难易程度影响降水的分布,进而影响径流的。

距海近的地区,海洋上的水汽易于进入,降水较多,径流量较大。

反之在内陆地区,海洋上的水汽难以深入,降水少径流量小。

最明显的例子是外流区和内流区径流量的区别。

内流区的河流如塔里木河,是季节性河流,径流量小且在枯水季干涸,而外流区的河流如长江珠江松花江等径流量不但远大于塔里木河,即使在降水较少的枯水季,水量减少但也不会干涸。

1.3流域面积的影响:流域的面积越大,意味着集水区域越大,因此,较大流域的径流量大。

同时,流域越大,自然条件越复杂,各种因素对径流的影响有可能相互抵消,也有可能相互增长,因此变化也较为复杂,流域面积小的地区,则相反。

比如长江流域和珠江流域,虽然珠江流域的降水较多,但由于长江流域面积大,汇水面积广,径流量反而较珠江流域大。

紫荆关以上流域下垫面条件变化对产汇流影响分析

紫荆关以上流域下垫面条件变化对产汇流影响分析
HU u q , U ixa, Ch m iLI Hu— i HU u b Jm o
( b i d oo y & Wae Reo re u v y Bu e u, h ja h a g 0 0 3 , h n ) He e Hy r lg tr s u c s r e r a S iiz u n 5 0 1 C ia S
r t n. u f n oo whih id c dt ec a eo u o fyed & lw.n ve o h o e on iu t n, h s o rnta an fo dwa e a i r nofa d s n, o c n u e h h ng fr n f il fo I iw ft ef rg ig st a i wec o et re ilr i lo tr o
弱 。流域 内石 门上游 附近建有橡 胶坝一 座 , 他大型水 利工 其 程较少 。流域多年平 均降水量 约 6 0mm。 5
随着农业技术的不断发展, 土地开发利用程 度不断提高 , 作 耕 方式不断改进 , 大大减缓 了原地 面的坡度 , 增加了地表糙率 , 从 而增加 了流域下渗量 和蒸散 发量 , 增加 了流域初 损量 , 降雨 使 产生的径流减少 , 同时也延长了汇流时间 , 消减了洪峰, 使流量 过程线 变得平缓 。再如修建水库 、 淤地坝 、 水窖等蓄水工程 , 增
长 8 . m, 1 5k 河道纵坡 5 5 , 域平均 宽度 2. m。流域 .‰ 流 5 4k 内植被 情况较差 , 仅局部地区有小块成林 , 门以上属黄土高 石 原 边缘 的土石山区 , 因此河道侵蚀严重 。石门以下属石山区 ,
表 层 岩 石 风 化严 重 , 土 流 失 现 象 较 多 , 土 保 持 工 程 比较 薄 水 水

地表水环境质量综合分析中降雨径流变化的影响识别

地表水环境质量综合分析中降雨径流变化的影响识别

地表水环境质量综合分析中降雨径流变化的影响识别广东省环境科学研究院 郑文萍摘要:水质评价是当前水环境质量管理的重要支撑。

水质综合评价方法逐渐由断面评价向流域综合评价转变。

因此,气候发生了巨大的变化,流域内降雨与径流的关系也呈现出动态变化的过程,逐渐引起人们的关注。

由于流域内降雨和径流的关系与人们的正常生产生活密切相关,有必要对其有比较充分的了解,从而为经济发展和社会进步做出更大的贡献。

关键词:地表水环境;质量综合;降雨径流;影响识别中图分类号:X824 文献标识码:A 文章编号:2096-4595(2020)13-0146-0002人类活动和自然水循环过程都会影响地表水的质量,地表水按排放方式可分为点污染源(工业废水、城市污水、水产养殖污染源等)和地表污染源(土壤侵蚀、农业耕作、农村污水等)。

其中,自然降雨的非点源污染相对更为复杂。

降雨通过植物、建筑物和下垫面坑洼的截流过程产生径流。

径流越大,地表污染物的侵蚀越强烈,对水质的影响越大。

气候变化将对降水和蒸发产生巨大影响,因此,相关人员要不断减少气候变化对水文资源造成的影响,提高水文资源的开发、管理和利用水平,以提高中国经济发展的速度。

一、流域降雨径流关系的变化现状(一)降雨量的变化不太明显,但径流量变化较为明显20世纪80年代以来,中国大部分流域年平均降雨量呈现相对稳定的变化趋势,但径流系数和径流量呈现明显地减少趋势。

这导致降雨与径流的关系发生了显著的变化,即在相同的条件和年降水量条件下,径流量减少。

(二)径流峰谷值的出现和降雨之间不同步,变化幅度有所不同通过对历年平均降雨量的分析,可以发现中国盆地降水的变化趋势相对平缓,呈现出轻微下降的特征。

年平均径流量呈逐年减少趋势,且存在一定的滞后性,滞后性大于降雨量的变化。

即使平均降雨量相似或同一年,相应的年平均径流量也不同,甚至有的年份存在比较明显的差异。

(三)流域内各段之间的降雨径流关系有着较为明显的差异根据流域丰产段和枯水段的统计和年代学变化,流域上游年降雨-径流关系不同步,而中游年降雨-径流关系同步,径流系数、径流量和降雨量存在明显差异。

大清河山丘区下垫面变化对洪水径流影响问题的研究

大清河山丘区下垫面变化对洪水径流影响问题的研究

大清河山丘区下垫面变化对洪水径流影响问题的研究近年来海河流域下垫面情况发生了显著变化,并对年径流及洪水产生明显影响。

通过选取流域内大清河山区作为典型区,利用数理统计和模型分析方法,揭示了下垫面变化对洪水径流的影响。

主要成果表述如下:(1)典型区暴雨洪水变化趋势分析:利用Kendall非参数秩次相关检验法、线性滑动平均法和回归分析法,分析了海河流域紫荆关、阜平、龙门等典型区汛期暴雨变化趋势、洪峰流量及次洪量变化趋势。

在降雨变化不明显的情况下,历年次洪量、洪峰均有下降趋势,其中紫荆关站典型洪水的次洪量具有明显的下降趋势。

(2)山丘区产汇流参数变化趋势分析:对流域最大蓄水容量(Im)、流域水面蒸发和流域蒸散发量、流域土壤含水量消退系数(K)等产流参数,洪水滞时、单位线等汇流参数进行了趋势分析和流域代表区降雨径流的相关分析。

人类活动影响使得大清河山丘区的土层最大蓄水容量在1980年以后有所增大;水面蒸发总量呈减小的趋势,年蒸散发总量与降水量成正比关系,其年际变化不明显。

土壤消退系数呈增大趋势,但幅度一般在2%—5%之间;20世纪80年代后洪水滞时比80年代前长,但随着降雨强度的增大,80年代后洪水滞时与80年代前相差变小。

(3)河北山区雨洪模型建立及典型站洪水系列下垫面修正利用山区雨洪模型分别对1980年前后的降雨径流系列率定产汇流参数,根据两组参数的变化来反映下垫面的变化;利用1980年以后产汇流参数重演1980年前典型洪水,通过模拟值之差反映流域下垫面变化对洪水的影响。

模拟结果表明,大清河水系典型区的下垫面变化对大洪水的洪峰和洪量影响的小,对中小洪水的洪峰和洪量影响较大。

(4)土地利用/覆被变化的集总式流域水文模型的建立和下垫面影响分析为了定量评估土地利用/覆被变化对洪水的影响,本文建立了考虑土地利用/覆被变化的集总式流域水文模型。

经参数率定和模型验证,模拟流量过程与实测流量过程拟合较好。

运用该水文模型,对研究区域的洪水采用历史反演法,以1980年下垫面参数为基础,选取90年代后洪水进行模拟;以2004年下垫面参数为基础,选取80年代前洪水进行模拟,揭示不同土地利用覆被情况下对同场降雨过程的洪水响应。

龙门以上流域下垫面变化对洪水影响分析

龙门以上流域下垫面变化对洪水影响分析

龙 门 以上 流 域 下 垫 面 变 化 对 洪 水 影 响 分 析
于 广 英 胡春 景 。 ,
(. 1河北省衡水水文水资源源勘局 , 河北 衡水 0 3 0 ;. 5 00 2 河北省南水北调工程建设管理局 , 石家庄 00 3 ) 5 0 5
摘要: 以海河流域龙门水库以上流域为研究对象 , 在对流域下垫 面条 件进行调 查分析 的基 础上 , 析了下垫 面条件 分 对 流域 产汇 流特征变化 的影响 , 龙门以上流域 降雨产汇流规律在 18 9 0年左右 发生 明显变化 , 门以上流域 的土壤 龙 含水量 消退 系数 1 8 9 0年均值 为 0 9 ,90年后均值为 0 9 ,9 0年均值 后较 18 . 1 18 .418 90年 前均值 略增 3 3 . %。对流域 下垫面条件 变化影 响下的洪水变化规律进行 了分析和探讨 , 为流域 洪水 系列 一致性修 正奠定了基础 , 为流域防洪规 划和管理提供 了技术 支撑 , 为洪水预报方案编制提供了第 一手资料 。 关键词 : 下垫面条件 ; 产汇流 ; 土地利用 ; 参数 ; 异程度 ; 变 一致性 ; 分析
Ab tat W ea ay e h le c fr n f h r ce itc h ng a s db h n u fc o dto sba e nt eiv siaina da ay i. sr c : n lzd t ei u n eo u o f aa t rsisc a ec u e y tel ds ra ec n iin s do h n e tg to n n lss nf c a
W e dr w o c u i n t a h r r bvo s v ra i n o hewa e he a n alr n f p t e m n a a c n l so h tt e ewe eo i u a i to ft t rs d r i f l u o f n u s r a Lo gme a i r u d 1 8 . i n b s n a o n 0 The s i mo s 9 ol i— t r e e s o o fiinto h a i ps r a Lo g n wa . 1 i 9 0, n . 4 a t r 1 8 wh c n r a e . .Th fu n e l o u e r gr s i n c e fce ft e b sn u t e m n me s 0 9 n 1 8 a d 0 9 f e 9 0, i h i c e s d by 3 3 e i l e c d fo d n v ra i n r g a i n u d rt e c nd t nso a i a d s r a ewa n l z d a d d s u s d, i h l i o n a i n f r t ec nss e tc r e to f a ito e ul t n e h o i o fb s n l n u f c sa a y e n i c s e wh c a d a f u d to o h o it n o r c i n o o i b sn f o nd p o wa d t e h c l is — h n n o m a i n f r fo d f r c s i g p o r m. a i l d a utf r r he t c nia r t o f a d i f r to o l o o e a tn r g a Ke r s l n u f c o d t s r n f a d u e; a a t r a i t n; o it n y a l s s y wo d :a d s r a e c n ii ; u o f l n s p r me e s v ra i c nss e c nay i on o
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了流 域下 垫 面条件 , 导致 流域 入 渗 、 蒸散发 、 径 流 等 水 文要 素发 生 一定 的变 化 , 从 而 引 起 流 域产 汇
支 山区紫荆 关 以上 流 域 为代 表 区 , 在 对 流 域 下 垫
面条件 调查 的基 础 上 , 对 下 垫 面条 件 变 化 进 行 系
统 的分 析 。利用 历史 暴 雨 洪 水 资 料 , 分 析 暴 雨 洪 水 的特 征及 其变 化 趋 势 , 探 明 流域 产 汇 流 参 数 变
a b o v e iv r e r s u r f a c e c o nd i t i o n s,ba s e d o n a h i s t o ic r a l h y dr o l o g i c a l d a t a a n a l y s i s,i d e n t i f y t he i n lu— f e n c e o f t h e s u r f a c e c o n d i t i o n f a c t o r s o n r u n o f a n d lo f o d c o n t ib r u t i o n r a t e a n d r u n o f v a ia r t i o n .T he
1 研 究 背景
随着 经济 社会 的发 展 , 人 类 活 动 对 流 域 下垫 面条 件 的影 响不 断加 剧 , 人 类 活 动 的 影 响 主要 包 括: 土地 开发 利 用 、 水土保持 、 植树造林 、 水 利 工 程、 城 镇化 建设 等 诸 多 方 面 。 由于 人 类 活 动改 变
第2 3卷第 4期
2 0 1 7年 4月
水 利 科 技 与 经 济
Wa t e r Co n s e r v a n c y S c i e n c e a n d Te c h n o l o g y a n d Ec o n o my
Vo 1 . 23 No . 4
J I A F e n g
( H e b e i E n g i n e e i r n g U n i v e r s i t y , Ha n d a n 0 5 6 0 0 0, H e b e i ,C h i n a )
A b s t r a c t :T h i s s t u d y a c c r o d i n g t h e r e p r e s e n t a t i v e a n d d i s t r i c t m e t h o d s t o s t u d y t h e Z i j i n g g u a n b a s i n
Ap r ., 2 01 7
下 垫 面 变 化 对 径 流 及 洪 水 影 响 分 析
贾 凤
( 河北工程大学 , 河北 邯郸 0 5 6 0 0 0)
[ 摘 要] 采 用代表 性 分 区法 , 对 紫荆 关 流域 以上 流域 下垫 面条 件 进 行研 究 。通 过 对 历 史 水 文 资料 进 行 分析 , 识 别不 同下 垫 面条件要 素 对径 流及 洪水 影响 的 贡献 率 及 流域 产 汇 流 变化规 律 。该研 究 为大 清河 流域 洪水预 报 、 防 洪调度 及 流域规 划提 供 了重 要 的科 学依据 。
i mp o r t a n t s c i e n t i f i c ba s i s . Ke y wo r d s: s u r f a c e c h a ng e;s t ud y s t a g e;c o n t ib r u t i o n d e g r e e
s t u d y o f Q i n g h e R i v e r B a s i n l f o o d f o r e c a s t i n g , l f o o d c o n t r o l a n d l f o w d o m a i n p l a n n i n g p r o v i d e s a n
[ 关键词] 下垫 面 变化 ; 研 究分期 ; 贡 献程度
[ 中图分类号 ] T V1 2 2 [ 文献标识 码] B [ 文章编 号] 1 0 0 6—7 1 7 5 ( 2 0 1 7 ) 0 4—0 0 4 5一 o 4
I n lue f nc e o f Un de r l y i ng S ur f a c e Cha n g e o n Ru n o f a n d Fl o o d
流 的变化 ¨ J 。 目前 , 国 内外 对 人 类 活 动 水 文 效
应 的研 究 主 要 有 3类 方 法 , 即水量平衡 法 、 对 比 分 析 法和 流 域水 文模 拟 法 J , 但 这 些方 法 所 需
资 料 多且 工 作 量 大 。故 本 研 究 采 用 代 表 性 分 区
化 特征 及其 变化 趋势 。

2 研 究 区域 概 况
紫荆 关 流域 位 于大 清 河 北 支 拒 马 河 上游 , 控 制 面积 1 7 6 0 k m 。 流 域 内植 被 情 况 较 差 , 仅 局 部 地 区有 小 块 成 林 ; 设有雨量 站 l 2处 。紫 荆 关 以 上 主河 道 长8 1 . 5 k m, 河 道 纵坡 5 . 5 %, 流域 平 均
法 以大清河 水 系 山丘 区为 主 要研 究 对 象 , 选 择 北
宽度2 5 . 4 k m。 拒 马河 洪 水 主 要 产 自汛 期 暴 雨 , 洪
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