ARCGIS环境下基于DEM的流域特征提取

研究选取位于陕西省延安城南12 km处的万花乡向阳沟小流域。采用1∶10000大比例尺的比例尺5 m分辨率的DEM作为基本的地形数据,应用ESR I公司开发的ARCG IS地理信息系统软件进行流域特征的提取。经分析得到了研究区域河网特征以及研究区其它常用的流域特征信息,与实际河流水系特征基本吻合,认为应用DEM划分的流域结果是合理的。     

基于容量交易方法的海绵城市最优规划尺度分析

容量交易方法能够利用不同功能区径流削减潜力的差别,提高片区径流处理能力。为了探讨容量交易方法在不同地区的应用效果并确定适宜的交易尺度,选取天津、南京和扬州的部分区域为研究对象(研究区1、2、3),利用ArcGIS人工解析土地利用,并划定不同尺度范围的交易区,分析尺度对交易效果的影响。结果表明：(1)80～180 hm²左右的空间范围(大约包括20～35个功能区)是适合不同研究区进行容量交易的最佳尺度,该尺度反映了海绵城市的最优规划范围。相对而言,单个功能区面积较小、分布较均匀的地区(研究区2和3)可以在较小的尺度达到最佳交易效果(75%),而单个功能区面积较大、分布不均匀的地区(研究区1)需要更大的尺度才能达到同样效果。(2)容量接收区和贡献区的交错间隔分布有利于交易的进行,而这种有利的分布形式在超过最佳尺度范围后逐渐消失。容量交易方法可以合理配置地表径流,赋予功能区更多灵活性,确定与海绵城市规划相匹配的最佳尺度,为推进海绵城市建设提供参考。     

暴雨分布对LID设施设计深度及径流削减效果的影响

目前在确定低影响开发(LID)措施的设计深度以及对径流削减能力的方法时,一般借鉴城市排水规范中的设计暴雨法,暴雨强度采用整个历时上的平均值,但其与实际暴雨分布有一定差别。针对不同暴雨分布对低影响开发措施的两个关键指标,首先分析了雨强分布对LID设施蓄水深度的影响,然后针对一定设计标准,研究了不同暴雨分布下,LID设施削减雨水径流的效果。结果表明,针对典型设计情况,暴雨分布对于LID设施蓄水设计深度影响不大,相对差别在15%左右。而针对一定设计,暴雨分布对于计算径流削减效果影响较大,在降雨分布十分不均的情况下可达21.5%,暴雨分布越不均匀差异越显著。在设计LID设施时可以采用平均雨强,但是在确定对变化显著的极端暴雨的削减效果时,不宜采用平均雨强,应尽可能采用接近实际暴雨过程的计算方法。     

灌区稻田控制排水对排水量及盐分影响的试验研究

宁夏银南灌区每年从黄河引水约16亿m3,其中超过一半的水量以排水形式退回黄河或湖泊湿地。监测数据显示目前排水的含盐量较低,排水过量现象严重,不仅导致了水资源的浪费,而且加剧了黄河及湖泊湿地的污染。造成这种现象的主要原因之一是现有灌区排水系统能力过剩。本文介绍了在该灌区水稻田进行的一项控制排水试验,研究了在生长期内抬高排水沟出口对田间排水和盐分变化的影响。试验结果表明,将深度为1m的排水农沟控制到60cm时,生长期内农沟地下排水量减少了50%左右。排水量减少后,田间地下水含盐量增长幅度仅为3.7%,远远低于影响作物生长的临界含盐量。因此,控制排水措施具有节约灌溉用水和减少农业非点源污染的重要意义。     

银南灌区控制排水实施效果分析

阐述控制排水的定义、作用、适用条件和运行管理要求,以宁夏银南灌区为研究对象,对该灌区水稻田的控制排水试验资料进行分析,试验结果表明:控制排水可以较常规排水抬高地下水位1.8 cm,有效减少50%左右的总排水量和46%左右的地下排水量,在满足水盐平衡的同时,减少了硝氮的排放量,不会对环境造成危害。控制排水在许多国家的应用也取得了很好的效果,所以控制排水技术值得大面积推广。     

灌排系统对黄河上游灌区稻田氮素分布的影响

灌区排水系统是输出化肥、农药等农业非点源污染物的主要通道。了解排水系统布置与管理对农田氮素运移的影响,对提高作物产量与保护农业生态环境具有重要意义。根据一组灌区排水稻田地下水氮素浓度变化的实测资料,应用经典统计学和地统计学方法,研究田间不同深度地下水中氮素浓度受灌排水系统布置以及水位调控的影响,分析排水稻田地下水中氮素的分布规律。结果显示:两种排水条件下,生长季内田间0.3 m和1.4 m深处地下水中NO-3-N浓度的平均值均随着水稻生长而逐渐减小;常规排水稻田中,0.3 m深处的NO-3-N空间相关性比1.4 m深处强;控制排水使得随机因素对1.4 m深处NO-3-N的空间变异性影响减小;NO-3-N和NH+4-N浓度分布并没有随灌排系统布置呈现出有规律的变化。     

半湿润地区河滩湿地水文特性的模拟研究

本文利用DRAINMOD模型模拟分析了泾河-渭河-灞河交汇区不同宽度河滩湿地受河道水位变化影响的水文过程。结果显示,河道水位变化和滩地宽度对河滩地湿润程度以及河道排水/补水过程的影响较复杂。一年之中,由于河道水位变化以及降雨分布的不同会出现交替的补水/排水现象;而年际间,丰水年河道的排水效果明显;河道对滩地的补水主要发生在河道水位很高而降雨平均或稀少的年份,在河滩宽度很小的情况下,河道向滩地的补水量可以达到16～21cm,约为当地年平均降雨量的1／3。同时,研究结果还显示,在平均河道水位条件下,河道向湿地的补充水量有限,不能有效提高湿地湿润状态。     

基于水蚀模型WEPP和GIS的高原小流域侵蚀模拟--以延安地区向阳沟小流域为例

根据延安地区向阳沟小流域的资料，利用水蚀模型WEPP结合GIS对该地区的水土侵蚀状况进行模拟。研究首先利用ArcGIS软件由数字高程模型DEM中提取诸如：流域的划分、水流网络等与流域特征相关的数据作为坡面资料；同时应用GIS矢量化向阳沟流域治理措施图作为土地管理资料；然后利用BPCDG程序整理气象资料。最后将上述成果整理后输入WEPP进行模拟。模型的模拟结果表明WEPP能够较为合理的模拟向阳沟小流域的水土侵蚀的发生，同时对应用不同的管理措施降低侵蚀量和径流量给出了定量评价。本研究表明GIS这种先进工具的介入可以很好地为WEPP这种机理模型提供数据，并且使得模拟结果的展示具体、直观、生动。     

控制排水对宁夏银南灌区水稻田盐分动态变化的影响

本文结合2004～2005年在宁夏银南灌区水稻田进行的一项控制排水大田试验,研究分析了控制排水措施对田间盐分动态变化的影响。结果表明：控制排水条件下0.3m深度地下水盐分的平均浓度略高于常规排水,并且该深度地下水盐分浓度在总体上比较稳定;在0.8m和1.2m深度,控制排水条件下的地下水盐分浓度明显大于常规排水条件下盐分的浓度,而且盐分受灌溉的影响程度要小于常规排水;最后,控制排水措施减小了田间浅层地下水盐分浓度的差异,而对深层地下水盐分浓度的空间差异影响较小。两年的试验研究结果说明控制排水措施对水稻田地下水盐分动态产生了一定程度的影响,但是并没有出现明显的积盐现象。因此,具有环保意义的农田控制排水措施可以在当地进行推广使用。     

WEPP模型在黄土地区的适用性分析

W EPP是美国农业部在国内也得到了一定的推广和应用。在黄土高原地区因其土壤、气象上的特殊性,应用该模型之前应该得到很好的验证。本文用W EPP模拟的结果与实测资料进行对比,分析了其在黄土高原地区的适用程度,存在的误差及其原因。结果表明该模型对径流的模拟相对较好,对侵蚀量的结果比较差,与采用平均值效果相比同样不具备优越性。因此对W EPP在黄土地区的使用应十分谨慎。