2012年12月变化环境下水利工程-河海大学-重大项目交流ppt1.ppt
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1、“变化环境下工程水文计算的理论与方法”,2012年7月5日,河海大学,课题1:气候及人类活动对水循环的影响机理,国家自然科学基金重大项目2012年度研究进展与总结,科学问题、研究内容、科学目标,两个科学问题,1. 区域气候、下垫面及水文过程变化特征,2. 产汇流机理实验及尺度效应研究,3.气候及下垫面变化对流域水文过程的影响机理,三个科学目标,三个研究内容,1:气候变化对流域降雨-径流关系的影响机制,2:下垫面变化对产汇流的影响机理,1:阐明环境要素及水文过程时空变化特征,2:揭示流域水文过程转换关系及其变化的驱动机制,3:建立非均质下垫面产汇流过程的尺度转化关系,创新点、研究成果、研究进度,
2、内容,揭示气候干湿变化下流域蓄量变化对降雨-径流关系的影响机理,建立产汇流过程聚集与解集的定量表示方法,实现对径流时空分布尺度效应的定量分析,创新,成果,汇报提纲,一、资料收集与整理 二、主要研究进展 三、发表论文 四、专利及软件著作权 五、存在问题,全国气象资料(历时观测、气候模型及同化数据) 淮河流域及典型流域 渭河(泾河)流域,一、资料收集与整理,一、资料收集与整理,(1)全国及淮河流域,气象观测站点分布图,756气象站点数据, 1960.1.12011.12.31 淮河流域有49站。,气象资料,气象要素 降水:20-20时降水量(日降水量) 气温:平均气温、最高气温、最低气温 气压:平
3、均本站气压、最高本站气压、最低本站气压 风:平均风速、最大风速的风向/风速、极大风速的风向/风速 湿度:平均水汽压、平均相对湿度、最小相对湿度 日照:日照时数,气候模型及同化数据: NCEP/NCAR 再分析日资料,分辨率2.5*2.5,1948-2011 NCEP/NCAR 全球预报系统模型6小时资料,分辨率1*1,2000.01-2012.02 全球周平均海温资料,分辨率1*1,1980-present,一、资料收集与整理,历史极端洪水干旱资料 骆承政 主编. 中国历史大洪水调查资料汇编.中国书店出版社, 2006.10 中国气象局气科院. 中国近五百年旱涝分布图集. 地图出版社, 198
4、1.1 张德二 主编. 中国三千年气象记录总集. 凤凰出版社, 2004.8 A Gridded Reconstruction of Warm Season Precipitation for Asia Spanning the Past Half Millennium,(2)淮河流域,历史记录与调查,一、资料收集与整理,(2)淮河流域,1、典型大洪水年汛期洪水过程线,王家坝、正阳关、淮南及吴家渡控制站1954、1991、2003、2005、2007年汛期洪水日平均水位过程,2、淮河干支流主要控制站最高水位、最大流量、最低水位,如,王家坝、王截流、润河集、正阳关、鲁台子、峡山口等控制站,3、淮
5、河干支流防汛特征水位,如王家坝、王截流、润河集、正阳关、鲁台子、五河、浮山等控制站,4、淮河干流及主要支流河段长度与洪水传播时间,如,淮源大坡岭、大坡岭长台关、梅山蒋家集、石漫滩五沟营等,水文资料,淮河干流洪水特征资料,一、资料收集与整理,(2)淮河流域,淮河水系现状大型水库基本情况,水利工程资料,一、资料收集与整理,(2)淮河流域,淮河水系蓄滞洪区现状基本情况,水利工程资料,堤防资料信息,主要为行洪堤防、蓄洪堤防、重要堤防、一般堤防、生产圩堤、城市及工矿堤圈的设计堤顶、现有堤顶及堤防长度等信息。,一、资料收集与整理,(2)淮河流域,淮河水系主要支流河道现状防洪能力指标,现有防洪工程设计标准及
6、设计成果,一、资料收集与整理,(2)淮河流域,淮河流域设计洪水成果,单位:洪峰流量m3/s 、洪量亿m3,现有防洪工程设计标准及设计成果,一、资料收集与整理,土壤特性 0-30cm、30-100cm的土壤质地数据 网格分辨率 30s 数据源为第二次全国土地调查南京土壤所1:100万土壤数据,(2)淮河流域,一、资料收集与整理,水文地质资料,(2)淮河流域,1:125万淮河水文地质图,1:20万综合水文地质图共22幅,包含淮河区沙颍河流域和史灌河流域,以及渭河区泾河流域部分区域。,一、资料收集与整理,覆被资料,(2)淮河流域,淮河流域1985、1995、2005年土地利用/覆盖资料(1km、30
7、m) 土地覆盖数据集(2001-2009)。MODIS分辨率为500m。,2009,一、资料收集与整理,逐日资料:38个站日雨量,6个站蒸发,4个站水文资料(1951-2010年) 洪水要素资料:1951-1995 3个水库 1961年-2001年水库入库径流资料 1961年-2001年水库放水资料,沙颍河流域,(2)淮河流域,典型流域,(1)淮河上游沙颍河流域的水文资料 (2)淮河史灌河流域气象、水文资料 (3)息县以上,史灌河流域,息县以上流域,一、资料收集与整理,泾河流域205个雨量站,4个径流站,14个蒸发站,20062008录入/19831987录入(已完成); 覆盖泾河流域多卫星遥
8、感降水5套(3B42RT、3B42V6、CMORPH、GsMAP、PERSIANN)19982011数据;,(3)泾河流域,二、主要研究成果,流域气象要素(降水)演变分析 下垫面变化对流域水文过程影响分析 流域蓄水量变化及其对产汇流影响分析,二、主要研究成果,1、流域气象要素(降水)演变分析,历史气象水文资料 近60年气象资料 骆承政 主编. 中国历史大洪水调查资料汇编.中国书店出版社, 2006.10 中国气象局气科院. 中国近五百年旱涝分布图集. 地图出版社, 1981.1 张德二 主编. 中国三千年气象记录总集. 凤凰出版社, 2004.8 Qi Hu, et al., A Gridde
9、d Reconstruction of Warm Season Precipitation for Asia Spanning the Past Half Millennium,淮河流域近500年降水-径流序列,及其演变特征,淮河流域洪水旱涝频繁,20世纪上半叶以干旱为主,近几十年来总体偏涝,洪水灾害较为显著 (中国近五百年旱涝分布图集),1、流域气象要素(降水)演变分析,(2:大洪水,1:洪水,0:正常年,-1:干旱,-2:大干旱),周期:40年、10-15年、5年,淮河流域1470-1999年 (小波分析) A Gridded Reconstruction of Warm Season P
10、recipitation for Asia Spanning the Past Half Millennium,1、流域气象要素(降水)演变分析,蚌埠以上区域1470-2010年(中国近500年旱涝分布图集+中国历史大洪水调查资料汇编) A Gridded Reconstruction of Warm Season Precipitation for Asia Spanning the Past Half Millennium+观测,1、流域气象要素(降水)演变分析,蚌埠以上区域1470-2010 年(历史水文记录),信阳11700 (1848.7),9100 (1884.7),11600 (
11、1896.6),洪河13100 (1975.8.7),1991、1996、1998、2000、2003、2005、2007,1、流域气象要素(降水)演变分析,沙颍河8700 (1956)(1954),淠河响7280 (1850),史河14000 (1969.7.14,淠河7240 (1898),扶沟县(1709年4月13/14)。沈丘县6月复大雨,7月颍水溢,1659年8月22日沈丘县复大雨,至9月26日始晴,(沙河)河水泛溢,人多溺死。,1593年淮水大涨,高堰决22口。霍邱淹没。阜阳、颍上舟行树梢,迨十三日始渐退。,沙颍河5060 (1612),沙颍河5160 (1632),淮河7600
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