简介:我国北方强人类活动平原地区的水资源问题越来越严峻,基于分布式水文模型的水循环模拟是流域水资源研究的基础,其中基于DEM的河网水系提取是基础环节。平原地区由于沟谷发育不明屁,且人工河道和沟渠众多,流域汇流结构支离破碎,常用的河网提取模型往往很难得到正确的结果。本文借助已有的主要干流数字化河网水系,提出了流路强化处理方法,用于对平原地区的DEM进行预处理,经过处理后的DEM输入河网提取模型,可以得到流路正确、且河网密度更精细的河网水系拓扑结构,为分布式水文模型的高精度水文单元划分奠定基础。该方法在强人类活动干扰的典型流域——海河流域进行了应用,对比了流路强化处理前后的河网提取结果,表明该方法是一种方便、快捷、高效的处理方法。
简介:基于Saint-Venant方程组的守恒形式,重构了各物理变量在单元格边界的黎曼状态值,实现了各变量在计算区域内的二阶精度分布。在此基础上,构造了对流通量项的具有标量耗散特征的有限体积法,并在地表水位相对高程梯度离散式中引入额外空间离散项,该项在有水区域为零,并在无水区域能与地表水位相对高程梯度项相互抵消,从而正确描述地表水位相对高程梯度的真实作用。采用双时间步法对Saint-Venant方程组的空间离散式进行全隐式离散,实现了无条件稳定求解。选取了2个典型算例,采用数量呈倍数递减的3种时间步长进行数值模拟,通过与解析解和实测结果进行对比,验证了数值解法的模拟效果和收敛性。结果表明,建立的数值解法能以优良的拟合度模拟不同断面几何约束下的溃坝过程,模拟结果表现出了良好的收敛性。
简介:人类活动对三江平原水循环过程的影响主要表现在:①大型水利枢纽工程显著削弱了黑龙江、乌苏里江和松花江流经三江平原江段的洪泛过程,减少了三江平原获得过境水资源的天然补给机会与补给量;②大量排水沟的修建,提高区域排水水文梯度,加速了地表径流的集散过程;③旱田改成水稻田,提高了有效降水的利用效率,减少了区域地表径流深,增大了区域蒸散量;④井灌水稻田大面积发展驱动了地下水的大量开采,导致地下水采补平衡打破,地下水位持续下降,地下水贮存量减少;⑤流域源头森林植被破坏,冬季降雪量转变成地表径流量的比例在减少,森林土壤涵养水源能力下降。人类活动作用在三江平原水循环过程的结果是导致水输入项减少。而水的输出项在增大。气候变化对水循环影响主要体现在:①区域降水总量呈减少趋势,但变化趋势不显著;②区域温度上升,蒸发潜力增大;③三江平原地温上升最为显著,冻土层变薄,冻土融通时间提前并缩短55-62d左右,且冻土层融通后土壤水分的含水量较50年前有明显降低的趋势。耕地土壤含水量明显减少;这些变化均不利于地表径流的形成以及降水入渗补充地下水;基于水循环过程分析,三江平原正在朝旱化趋势发展。加强农业保护性耕作措施的开发与应用,以及加快湿地水资源的恢复,提高区域蓄水能力和农业节水水平是确保未来三江平原水安全的重要努力方向。