《基於水文與同位素信息的小流域產匯流機理研究》是依託河海大學，由瞿思敏擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於水文與同位素信息的小流域產匯流機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：瞿思敏
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
傳統的概念性水文模型，側重於對降雨徑流過程的模擬，對水流路徑和流域滯時考慮不多，主要基於流域出口斷面的流量過程線來進行模型參數率定和模型檢驗。但是越來越突出的環境問題，要求不僅關注河道流量，也要了解流域的一些內部過程。本研究擬以安徽省的楊樓流域為研究對象，構造一個經濟合理的水文和同位素同步觀測系統，在此基礎上確定流域滯時分布模型並進行多水源同位素流量過程線劃分，從而發展一個複雜度合適同時考慮水文和同位素模擬的流域水文模型。然後通過水文觀測資料、同位素觀測資料及同位素分析結果，進行多準則參數率定，實現參數降維，提高參數的可識別性。該研究理論和方法，不僅能幫助我們更好地理解流域產匯流機理，而且通過引入同位素信息進行多目標參數率定，解決流域水文模型參數的不確定性問題，提高洪水預報精度，為防洪減災提供技術支撐。
結題摘要
採用理論推導、室內實驗和野外實驗相結合的手段，著重於機理研究，進行了若干個同位素水文基礎實驗研究，包括室內土柱降雨入滲實驗、野外颱風雨事件水循環要素同位素分析實驗、不同洪水事件降雨和貫穿降雨同位素分析實驗、不同土地利用方式下水循環要素同位素分析實驗。通過這些實驗研究，獲得了一些有用的水文和同位素基礎數據，為解釋小流域產匯流機理提供了依據，主要獲得了如下成果：（1）設計兩組降雨同位素輸入不同的室內土柱降雨入滲實驗，通過輸入和輸出的同位素信息，採用不同模型，計算流域平均滯時，通過與實測滯時比較，反推流域的下滲模式。（2）對颱風雨事件中降雨、貫穿降雨、地表水、地下水、河水分別採樣，進行同位素分析，發現降雨、地表水和地下水之間δ18O差異主要是由本次降水和事件前水的混合引起的；降雨的同位素組成存在顯著的時程變化，說明有必要採用順序降雨採樣器進行水樣的收集。（3）通過對不同洪水事件降雨和貫穿降雨進行採樣同位素分析，發現直接降水和貫穿降水的同位素含量均表現出顯著的時程變化，但貫穿降水的變化幅度比直接降水的要小；大暴雨的直接降水和貫穿降水同位素含量差別大，各次暴雨間直接降水和貫穿降水的δ2H和δ18O平均值差別不大，但單場暴雨的同位素含量變化很大；不同的計算方法對貫穿降水與直接降水間同位素含量差別影響不大，但不同採樣方式對結果影響顯著。（4）設計不同土地利用方式下的水循環要素採樣分析，發現降雨量大的地區，同位素值要負，符合降雨同位素的“降雨量效應”；不同土地利用方式引起的降水和貫穿降水同位素含量差別略有差異，但不顯著；不同土地利用方式下的地表水同位素含量均表現出顯著的時程變化，但其變化範圍與降水的變化範圍不一致；不同土地利用方式對地下水同位素含量影響不大。
