淮河上游大坡嶺流域土地利用方式變化引起的流域滯時(shí)變化

周敏敏，瞿思敏，石 朋， 王鴻杰

(1.河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210098；2.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，江蘇 南京 210098； 3.河南省水文水資源局， 河南 鄭州 450003)

淮河上游大坡嶺流域土地利用方式變化引起的流域滯時(shí)變化

周敏敏1，2，瞿思敏1，2，石 朋1，2， 王鴻杰3

(1.河海大學(xué)水文水資源與水利工程科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210098；2.河海大學(xué)水文水資源學(xué)院，江蘇 南京 210098； 3.河南省水文水資源局， 河南 鄭州 450003)

以淮河上游大坡嶺子流域(簡(jiǎn)稱大坡嶺流域)為研究區(qū)域，基于研究區(qū)域1965—2009年間的26場(chǎng)單峰洪水，計(jì)算流域平均滯時(shí)。以1985年為界，比較土地利用變化前后流域平均滯時(shí)的變化，并計(jì)算不同降雨量級(jí)的流域平均滯時(shí)，分析滯時(shí)與徑流深和洪峰流量的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明:土地利用變化引起的流域平均滯時(shí)變化很大；除了降雨形心到洪峰流量的時(shí)間TLPC在土地利用變化之后減少外(從9.98 h減少為5.26 h)，另外3種滯時(shí)，降雨形心到流量過程線形心的時(shí)間TLC、降雨開始到洪峰流量的時(shí)間TLP和最大降雨強(qiáng)度到洪峰流量的時(shí)間TLPP均增大(分別從21.32 h、34.64 h、10.00 h增加到26.77 h、35.08 h、11.50 h)。大坡嶺流域土地利用變化前后以及整個(gè)時(shí)期4種滯時(shí)和降雨量級(jí)存在一定聯(lián)系，與徑流深及洪峰流量無相關(guān)關(guān)系。

流域水文過程；流域平均滯時(shí)；降雨強(qiáng)度；徑流深；洪峰流量；土地利用方式；淮河上游大坡嶺流域

隨著人類活動(dòng)的不斷增加，全球范圍內(nèi)流域的土地利用和土地覆被格局發(fā)生劇烈的變化，由此帶來的對(duì)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的影響受到了廣泛的關(guān)注[1-2]。

源于人類活動(dòng)的土地利用變化是改變流域水文過程的主要影響因素，許多關(guān)注土地利用變化水文響應(yīng)的研究結(jié)果表明，流域土地利用變化通過改變蒸散發(fā)[3-4]、徑流深[5-6]、年平均徑流量[7-9]、積雪融量[1，10]等要素來影響流域水文過程。對(duì)于河道水文過程，土地利用變化主要影響洪量[1，4]、洪峰流量[5，9]、洪水發(fā)生頻率[11]、洪峰流量速率[12]等。

流域滯時(shí)指一場(chǎng)降雨與其所引起的對(duì)應(yīng)流量過程線之間的時(shí)間差，是流域特性的一個(gè)基本描述符，它可以揭示關(guān)于水的存儲(chǔ)、水流路徑和水流來源各方面的信息，是水流路徑空間變異性的一個(gè)綜合指標(biāo)，與流域的一些內(nèi)在過程密切相關(guān)。從某種意義上說，滯時(shí)可以作為一個(gè)反映流域水文變量特征的指紋。顯然，流域的下墊面條件如果發(fā)生改變，流域滯時(shí)也會(huì)發(fā)生改變[13]。

目前關(guān)于滯時(shí)的研究較多，譬如:估計(jì)洪峰流量和流量過程線的形狀[14-15]，比較山坡水流和河道水流的差異[16]，比較不同城市化程度對(duì)滯時(shí)的影響[13，17-18]，作為選擇降雨徑流模型特定洪水事件的依據(jù)[19-20]等?；春恿饔蛲恋乩米兓绊懷芯恐饕性诋a(chǎn)流[21]、蒸散發(fā)[22]、水量[23]、降雨徑流關(guān)系[24]、產(chǎn)水特性[24-25]、水質(zhì)[26]、產(chǎn)污特性[27]和產(chǎn)沙特性[28]等方面，但淮河流域土地利用變化對(duì)滯時(shí)的影響研究卻并不多見。筆者選取淮河上游大坡嶺子流域(以下簡(jiǎn)稱大坡嶺流域)為研究對(duì)象，對(duì)其1965—2009年間的26場(chǎng)單峰洪水的流域平均滯時(shí)進(jìn)行計(jì)算，并以1985年為界[29]，比較土地利用變化前后流域平均滯時(shí)的變化，計(jì)算不同降雨量級(jí)的流域平均滯時(shí)，分析滯時(shí)與徑流深和洪峰流量的相關(guān)關(guān)系。

1 研 究 概 況

1.1 研究區(qū)域

圖1 大坡嶺流域站點(diǎn)分布Fig. 1 Distribution of stations in Dapoling Basin

淮河流域位于31°N～35°N、112°E～121°E，起源于河南省的桐柏山脈，流入長(zhǎng)江，跨越4個(gè)省份，地處我國南北氣候過渡帶?；春右员睂倥瘻貛?、淮河以南屬北亞熱帶，區(qū)域內(nèi)氣候溫和，年平均氣溫為11～16 ℃。氣溫變化由北向南、由沿海向內(nèi)陸遞增。干流長(zhǎng)度為1 000 km，流域總面積為1.912×105km2，本文選擇淮河上游大坡嶺流域作為研究區(qū)域(大坡嶺水文站位于息縣以上)，流域面積為1 640 km2，干流長(zhǎng)度為73 km，流域內(nèi)有桐柏、月河店、黃崗、胡家灣、大坡嶺、回龍寺、固廟、二道河、新集、吳城、潘莊、固縣和毛集13個(gè)雨量站，見圖1。大坡嶺流域地處大別山山區(qū)，流域內(nèi)以山區(qū)和丘陵為主，植被較好。流域主要覆蓋山脈，河流流經(jīng)多支流和坡度較大的山嶺區(qū)，在旱季容易間歇性斷流，水利工程不多。大坡嶺水文站歷年最高水位為104.86 m，最大流量為4 200 m3/s，多年平均降雨量為918 mm(由1964—2005年數(shù)據(jù)計(jì)算得到)，其中50%集中在汛期(6—9月)，多年平均徑流深為375 mm。流域內(nèi)主要的土地利用方式為林地和旱地，水稻為主要作物。

表1 大坡嶺流域3個(gè)時(shí)期土地利用變化

1.2 資料與處理

研究所需要的土地利用資料由中國科學(xué)院提供，經(jīng)過分析[29]得表1結(jié)果。表1表明流域主要的土地利用類型是旱地和林地，20世紀(jì)80年代、90年代和21世紀(jì)00年代之間主要的土地利用變化為旱地和水田之間的交叉。與20世紀(jì)90年代相比，21世紀(jì)00年代水田從27.23%減少到17.15%，旱地從30.38%增加到41.81%，和20世紀(jì)80年代的情形類似，表明從20世紀(jì)80年代到21世紀(jì)00年代之間，土地利用類型發(fā)生了較大變化。土地利用類型的其他變化(如水體從0.90%增加到1.32%，城鄉(xiāng)用地從0.63%增加到0.88%)由于所占比例較小，所以這些變化不太重要。

論文選取大坡嶺流域1965—2009年間洪峰流量大于1 000 m3/s的26場(chǎng)單峰洪水進(jìn)行計(jì)算。雨量資料為大坡嶺流域13個(gè)雨量站的實(shí)測(cè)資料，統(tǒng)計(jì)時(shí)采用算術(shù)平均法計(jì)算流域面平均雨量；流量資料為大坡嶺流域上大坡嶺水文站的實(shí)測(cè)資料。降雨和流量均處理成Δt=1 h的時(shí)段數(shù)據(jù)。

2 研 究 方 法

假設(shè)流域下墊面條件不變，則產(chǎn)匯流機(jī)制應(yīng)當(dāng)保持不變，流域平均滯時(shí)的分布不會(huì)出現(xiàn)劇烈波動(dòng)。如果下墊面條件受到人類活動(dòng)的劇烈影響，比如土地利用變化，則流域平均滯時(shí)將出現(xiàn)波動(dòng)并且顯示出一些變化趨勢(shì)。因此考慮到流域上的土地利用變化，將計(jì)算時(shí)期分為土地利用變化前后2個(gè)時(shí)期(1965—1985年，1986—2009年)[29]，分別對(duì)每個(gè)時(shí)期的每場(chǎng)洪水計(jì)算4種類型滯時(shí):降雨形心到洪峰流量的時(shí)間TLPC，降雨形心到流量過程線形心的時(shí)間TLC，降雨開始到洪峰流量的時(shí)間TLP和最大降雨強(qiáng)度到洪峰流量的時(shí)間TLPP(圖2)，比較每種滯時(shí)在土地利用方式變化前后的變化。

圖2 描述流域水文變量特征的滯時(shí)定義Fig. 2 Definition of lag time terms used to describe characteristics of basin hydrological variables

圖2中tw0表示降雨起始時(shí)間，twp表示最大降雨出現(xiàn)的時(shí)間，twc表示相應(yīng)于降雨形心點(diǎn)的時(shí)間，tpk表示洪峰流量出現(xiàn)的時(shí)間，tqc表示相應(yīng)于流量過程線形心點(diǎn)的時(shí)間，其余變量同前。

twc可由式(1)計(jì)算:

(1)

式中:wi——時(shí)段i的降雨量，mm；ti——時(shí)段i的時(shí)間，h；n——總時(shí)段數(shù)。

tqc可由式(2)計(jì)算:

(2)

式中:Qi——時(shí)段i的平均流量，m3/s。

均方差計(jì)算公式如下:

(3)

3 結(jié)果和討論

土地利用變化前后TLPC的計(jì)算結(jié)果見表2和圖3。表2數(shù)據(jù)顯示土地利用變化后的滯時(shí)與變化前的相比發(fā)生了很大變化，土地利用變化前TLPC平均值為變化后的1.9倍?？赡苁怯捎谕恋乩米兓罅饔蛏纤w面積增加，流域蓄水能力增加導(dǎo)致。土地利用變化后有幾場(chǎng)洪水的TLPC為負(fù)值(圖3)。32050829次洪水，降雨從2005-08-29T02:00:00開始，到2005-09-05T15:00:00結(jié)束，降雨形心出現(xiàn)在2005-08-29T17:25:00，洪峰出現(xiàn)時(shí)間為2005-08-29T16:00:00，為-1.42 h；32960628次洪水，降雨從1996-06-28T09:00:00開始，到1996-07-03T08:00:00結(jié)束，降雨形心出現(xiàn)在1996-06-29T12:00:00，洪峰出現(xiàn)時(shí)間為1996-06-29T01:00:00，為-10.01 h。滯時(shí)出現(xiàn)負(fù)值主要是降雨開始時(shí)降雨強(qiáng)度較大，很快達(dá)到最大降雨強(qiáng)度，在最大降雨強(qiáng)度之后出現(xiàn)較長(zhǎng)歷時(shí)的低強(qiáng)度降雨，使降雨過程的形心偏右，而洪水過程在最大降雨強(qiáng)度之后很快上漲到洪峰流量[17]。在計(jì)算的4種滯時(shí)中，只有TLPC出現(xiàn)了負(fù)值。

表2 大坡嶺流域水文要素計(jì)算結(jié)果

注：P為降雨量，R為徑流深，Qm為洪峰流量，其余符號(hào)意義同前。

圖3 TLPC分布Fig. 3 Distribution of TLPC

圖4 TLC分布Fig. 4 Distribution of TLC

土地利用變化引起的TLC變化見表2和圖4，結(jié)果顯示土地利用變化后的平均值為變化前的1.25倍(表2)，兩者差異可能是流域上水體和旱地面積的變化導(dǎo)致土地利用變化后流域平均滯時(shí)有輕微變動(dòng)引起的。分析土地利用變化前后的滯時(shí)分布(圖4)，發(fā)現(xiàn)土地利用變化后的滯時(shí)波動(dòng)范圍明顯比變化前大。土地利用變化前，變化范圍為13.40～30.66 h，變化幅度為17.26 h，均方差為5.02 h；土地利用變化后，變化范圍為2.44～68.61 h，變化幅度為66.17 h，均方差為17.67 h。

土地利用變化引起的TLP變化見表2和圖5，可以看出，土地利用變化后的平均值為變化前的1.01倍(表2)，兩者差異不明顯，可能是流域上水體和旱地面積變化導(dǎo)致土地利用變化后流域平均滯時(shí)有輕微變動(dòng)。分析土地利用變化前后的滯時(shí)分布(圖5)，發(fā)現(xiàn)土地利用變化后的滯時(shí)波動(dòng)范圍比變化前大。土地利用變化前，變化范圍為13～76 h，變化幅度為63 h，均方差為21.54 h；土地利用變化后，變化范圍為10～134 h，變化幅度為124 h，均方差為40.20 h。

圖5 TLP分布Fig. 5 Distribution of TLP

圖6 TLPP分布Fig. 6 Distribution of TLPP

土地利用變化引起的TLPP變化見表2和圖6，結(jié)果表明土地利用變化后的結(jié)果不同于變化前 (表2)，土地利用變化后的平均值為變化前的1.15倍，可能是由于土地利用變化后旱地和草地增加的面積(11.91%)比林地減少的面積(2.63%)多，導(dǎo)致峰現(xiàn)時(shí)間推遲。分析土地利用變化前后的滯時(shí)分布(圖6)，發(fā)現(xiàn)土地利用變化后的滯時(shí)波動(dòng)范圍比土地利用變化前大。土地利用變化前，變化范圍為5～18 h，TLPP變化幅度為13 h，均方差為3.16 h；土地利用變化后，變化范圍為6～28 h，變化幅度為22 h，均方差為5.47 h。

表2結(jié)果還表明，不論是土地利用變化前還是土地利用變化后，大坡嶺流域水文要素中，TLP變化幅度最大，TLPP變化幅度最小。

4種滯時(shí)和徑流深與洪峰流量的相關(guān)關(guān)系如下:土地利用變化前(1965—1985年)，TLPC、TLC、TLP、TLPP與徑流深的相關(guān)系數(shù)分別為0.07、0.04、0.45、0.66，與洪峰流量的相關(guān)系數(shù)分別為-0.18、-0.12、0.13、0.49；土地利用變化后(1985—2009年)，TLPC、TLC、TLP、TLPP與徑流深的相關(guān)系數(shù)分別為0.29、0.10、0.24、0.02，與洪峰流量的相關(guān)系數(shù)分別為-0.12、-0.44、-0.21、-0.14；整個(gè)時(shí)期(1965—2009年)，TLPC、TLC、TLP、TLPP與徑流深的相關(guān)系數(shù)分別為0.17、-0.01、0.27、0.25，與洪峰流量的相關(guān)系數(shù)分別為-0.11、-0.32、-0.07、0.05。以上結(jié)果表明，不論是土地利用變化前還是土地利用變化后，或是整個(gè)研究時(shí)期，4種滯時(shí)和徑流深以及洪峰流量沒有必然聯(lián)系。Hood等[17]在研究不同居民區(qū)模式時(shí)也發(fā)現(xiàn)滯時(shí)和徑流深沒有必然聯(lián)系。

大坡嶺流域土地利用變化前后不同降雨量級(jí)的流域平均滯時(shí)計(jì)算結(jié)果見表3。表3表明不同的降雨量等級(jí)影響流域平均滯時(shí)，當(dāng)降雨深度小于200 mm時(shí)，土地利用變化前TLPC和TLP都大于土地利用變化后的值，土地利用變化前TLC和TLPP都小于土地利用變化后的值；當(dāng)降雨深度大于200 mm時(shí)，土地利用變化前TLPC大于土地利用變化后的值，土地利用變化前TLC、TLP和TLPP則小于土地利用變化后的值。由于洪水樣本的缺少，降雨深度大于300 mm時(shí)的流域平均滯時(shí)變化情況無法分析。這與Hood等[17]在研究不同城市化發(fā)展方式時(shí)得出的結(jié)論略有不同，他們認(rèn)為TLP與降雨深度相關(guān)，而TLPC、TLC、TLPP與降雨深度沒有相關(guān)性，從而得出滯時(shí)和徑流深沒有必然聯(lián)系的結(jié)論。

滯時(shí)作為流域的“指紋”，反映了流域上水文要素的特征，其變化可以很好地反映流域下墊面條件的改變。大坡嶺流域2個(gè)時(shí)期平均滯時(shí)之間的差異源于流域上土地利用的變化，由表1可以看出，20世紀(jì)80年代、90年代和21世紀(jì)00年代，流域上土地利用發(fā)生了很大改變。另外流域上滯時(shí)分布的變化和突變則說明1985年后土地利用發(fā)生了很大變化，這與遙感得出的土地利用變化的結(jié)論是一致的。

表3 流域不同降雨量等級(jí)滯時(shí)計(jì)算結(jié)果平均值

4 結(jié) 語

人來活動(dòng)對(duì)流域水文過程的影響是當(dāng)前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。筆者通過計(jì)算淮河上游大坡嶺流域1965—2009年間流量大于1 000 m3/s的26場(chǎng)單峰洪水的滯時(shí)，將其變化過程與流域上土地利用變化進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)由于大坡嶺流域在1985年土地利用發(fā)生變化，相應(yīng)的流域滯時(shí)也發(fā)生了很大變化。4種流域滯時(shí)中，土地利用變化后TLPC的平均值比土地利用變化前的小(從9.98 h減少為5.26 h)，而土地利用變化后的TLC、TLP和TLPP都比土地利用變化前的大(分別從21.32 h、34.64 h、10.00 h增加到26.77 h、35.08 h、11.50 h)。4種滯時(shí)中，TLPC出現(xiàn)了負(fù)值，其余3種未出現(xiàn)負(fù)值。流域上土地利用變化后4種滯時(shí)距離平均值的波動(dòng)程度均比土地利用變化前的大。流域上土地利用變化前后以及整個(gè)時(shí)期4種滯時(shí)與降雨深度的量級(jí)存在一定的聯(lián)系，而與徑流深以及洪峰流量則沒有相關(guān)關(guān)系。

由于可用數(shù)據(jù)的限制，本研究能夠選用的大洪水資料較少，對(duì)于降雨量大于300 mm的洪水事件，由于土地利用方式變化引起的流域滯時(shí)變化不能很好地進(jìn)行分析。在以后的研究中，應(yīng)盡可能多搜集洪水事件資料，增加降雨量大于300 mm的洪水事件樣本，研究降雨量大于300 mm情形下的流域平均滯時(shí)變化。

[1] POTTER K W. Hydrologic impacts of changing land management practices in a moderate-sized agricultural catchment [J]. Water Resources Research， 1991， 27(5): 845-855.

[2] V?R?SMARTY C J， GREEN P， SALISBURY J， et al. Global water resources: vulnerability from climate change and population growth [J]. Science， 2000， 289: 284-288.

[3] LI K Y， COE M T， RAMANKUTTY N， et al. Modeling the hydrological impact of land-use change in West Africa [J]. Journal of Hydrology， 2007， 337(3): 258-268.

[4] LIU Mingliang， TIAN Hanqin， CHEN Guangsheng， et al. Effects of land-use and land-cover change on evapotranspiration and water yield in China during 1900—2000 [J]. Journal of the American Water Resources Association， 2008， 44(5): 1193-1207.

[5] YAN Hongxiang， EDWARDS F G. Effects of land use change on hydrologic response at a watershed scale， Arkansas[J]. Journal of Hydrologic Engineering， 2013，18(12): 1779-1785.

[6] 袁宏偉，劉慧，王少麗，等.淮北地區(qū)降雨徑流特性及影響因素[J]. 河海大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2011，39(1):5-8. (YUAN Hongwei， LIU Hui， WANG Shaoli， et al. Characteristics and influencing factors of rainfall runoff in Huaibei Region[J]. Journal of Hohai University:Natural Sciences， 2011， 39(1):5-8.(in Chinese))

[7] COSTA M H， BOTTA A， CARDILLE J A. Effects of large-scale changes in land cover on the discharge of the Tocantins River， Southeastern Amazonia [J]. Journal of Hydrology， 2003， 283(1): 206-217.

[8] NAZARNEJAD H， SOLAIMANI K， SHAHEDI K， et al. Evaluating hydrological response to land use change using the AGWA-GIS based hydrologic modeling tools[J]. International Journal of Agriculture: Research and Review， 2012， 2(Special issue): 942-948.

[9] WANG Genxu， ZHANG Yu， LIU Guimin， et al. Impact of land-use change on hydrological processes in the Maying River Basin， China [J]. Science in China Series D: Earth Sciences， 2006， 49(10): 1098-1110.

[10] VANSHAAR J R， HADDELAND I， LETTENMAIER D P. Effects of land-cover changes on the hydrological response of interior Columbia River Basin forested catchments[J]. Hydrological Processes， 2002， 16(13): 2499-2520.

[11] BRATH A， MONTANARI A， MORETTI G. Assessing the effect on flood frequency of land use change via hydrological simulation (with uncertainty)[J]. Journal of Hydrology， 2006， 324(1): 141-153.

[12] FOHRER N， HAVERKAMP S， ECKHARDT K， et al. Hydrologic response to land use changes on the catchment scale[J]. Physics and Chemistry of the Earth， Part B: Hydrology， Oceans and Atmosphere， 2001， 26(7): 577-582.

[13] LEOPOLD L. Lag time for small drainage basins[J]. Catena， 1991， 18(2):157-171.

[14] LOUKAS A， QUICK M C. Physically-based estimation of lag time for forested mountainous watersheds [J]. Hydrological Sciences Journal， 1996， 41(1): 1-19.

[15] WATT W E， CHOW K C A. A general expression for basin lag time[J]. Canadian Journal of Civil Engineering， 1985， 12(2): 294-300.

[16] ELSENBEER H， VERTESSY R A. Stormflow generation and flowpath characteristics in an Amazonian rainforest catchment [J]. Hydrological Processes， 2000， 14(14): 2367-2381.

[17] HOOD M J， CLAUSEN J C， WARNER G S. Comparison of stormwater lag times for low impact and traditional residential development[J]. Journal of the American Water Resources Association， 2007， 43(4): 1036-1046.

[18] KANG I S， PARK J I， SINGH V P. Effect of urbanization on runoff characteristics of the On-Cheon Stream watershed in Pusan， Korea [J]. Hydrological Processes， 1998， 12(2): 351-363.

[19] TALEI A， CHUA L H C， QUEK C. A novel application of a neuro-fuzzy computational technique in event-based rainfall-runoff modeling[J]. Expert Systems with Applications， 2010， 37(12): 7456-7468.

[20] TALEI A， CHUA L H C. Influence of lag time on event-based rainfall—runoff modeling using the data driven approach[J]. Journal of Hydrology， 2012， 438(1): 223-233.

[21] LI Mi， LI Qiongfang， CAI Tao， et al. Modeling the effects of land-use change on runoff generation in the upper Huaihe River Basin， China [C]//IEEE. Geomatics for Integrated Water Resources Management (GIWRM).2012 International Symposium on IEEE. New York: Express Conference Publishing， 2012:1-4.

[22] 陳竟文，朱永華. 土地利用與蒸散發(fā)的關(guān)系研究:以淮河流域五道溝地區(qū)為例[EB/OL]. [2011-03-10]. http://www.paper.edu.cn.

[23] LI Qiongfang， CAI Tao， YU Meixiu， et al. Investigation into the impacts of land-use change on runoff generation characteristics in the upper Huaihe River Basin， China [J]. Journal of Hydrologic Engineering， 2013， 18(11): 1464-1470.

[24] 溫海燕，李瓊芳，李鵬，等.土地利用變化對(duì)流域產(chǎn)水特性的影響研究[J].水電能源科學(xué)，2013， 31(1): 12-14. (WEN Haiyan， LI Qiongfang， LI Peng， et al. Analysis of impact of land use change on runoff characteristics[J]. Water Resources and Power， 2013， 31(1): 12-14. (in Chinese))

[25] 蔡濤，李瓊芳，宋秀民，等. 基于空間信息平臺(tái)的土地利用方式變化徑流響應(yīng)模擬[J]. 河海大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版， 2009，37(5):563-567. (CAI Tao， LI Qiongfang， SONG Xiumin， et al. Influence of land use change on runoff response simulation based on spatial information platform[J]. Journal of Hohai University: Natural Sciences， 2009， 37(5):563-567. (in Chinese))

[26] 董杰英，陳啟慧，李瓊芳，等. 信陽西部地區(qū)土地利用變化與地表水水質(zhì)關(guān)系研究[J].水電能源科學(xué)，2010， 28 (5): 29-32. (DONG Jieying， CHEN Qihui， LI Qiongfang， et al. Study on relationship between land use changes and surface water quality in western regions of Xinyang City [J]. Water Resources and Power， 2010，28 (5):29-32. (in Chinese))

[27] 于嵐嵐，夏自強(qiáng)，李瓊芳，等. 不同土地利用方式對(duì)流域非點(diǎn)源污染模擬的影響[J]. 水電能源科學(xué)，2012，30(4): 100-102.(YU Lanlan， XIA Ziqiang， LI Qiongfang， et al. Analysis of impact of land utilization change on non-point source pollution[J]. 2012，30(4):100-102. (in Chinese))

[28] CAI Tao， LI Qiongfang， YU Meixiu， et al. Investigation into the impacts of land-use change on sediment yield characteristics in the upper Huaihe River Basin， China [J]. Physics and Chemistry of the Earth， Parts A/B/C， 2012， 53: 1-9.

[29] QU Simin， BAO Weimin， SHI Peng， et al. Evaluation of runoff responses to land use changes and land cover changes in the upper Huaihe River Basin， China[J]. Journal of Hydrologic Engineering， 2012， 17(7): 800-806.

·簡(jiǎn)訊·

河海大學(xué)4位專家入選國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)第七屆學(xué)科評(píng)議組

國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)第31次會(huì)議審議通過了第七屆國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組成員名單，河海大學(xué)4位專家入選，其中工學(xué)3人，分別是：王超、高玉峰、顧沖時(shí)，理學(xué)1人：張瑋。

國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組是國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)領(lǐng)導(dǎo)下的專家組織，主要從事我國學(xué)位與研究生教育的咨詢、研究、監(jiān)督和審核工作。國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)學(xué)科評(píng)議組成員由全國各高校推薦，由國務(wù)院學(xué)位委員會(huì)遴選產(chǎn)生，一般是在同行業(yè)中有較高的學(xué)術(shù)水平、有指導(dǎo)博士研究生的豐富經(jīng)驗(yàn)并且在教學(xué)和科研第一線已取得顯著成績(jī)的專家學(xué)者。

(本刊編輯部供稿)

Response of basin lag time to land use change in Dapoling Basin in upper Huaihe River

ZHOU Minmin1, 2, QU Simin1, 2, SHI Peng1, 2, WANG Hongjie3

(1.StateKeyLaboratoryofHydrology-WaterResourcesandHydraulicEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098,China; 2.CollegeofHydrologyandWaterResources,HohaiUniversity,Nanjing210098,China;3.HydrologyandWaterResourcesBureauofHenanProvince,Zhengzhou450003,China)

Based on 26 single-peak floods between 1965 and 2009 in the Dapoling sub-watershed (or Dapoling Basin) in the upper Huaihe River, the mean basin lag time was calculated. The observed data were delimited by the year 1985 according to the land use change to compare the variation of mean basin lag time, calculate the lag time for different rainfall depths, and analyze the respective relationship of lag time with runoff depth and peak discharge. The results show that the land use change caused a large variation of the mean basin lag time. The lag time from the centroid of the rainfall hydrograph to peak timeTLPCdecreased from 9.98 h to 5.26 h after the land use change. The lag time from the centroid of the rainfall hydrograph to the centroid of the discharge hydrographTLC, the lag time from the beginning of a rainfall event to peak timeTLP,and the lag time from the peak rainfall intensity to peak dischargeTLPPincreased after the land use change. TheTLC,TLP, andTLPPvalues increased from 21.32 h to 26.77 h, from 34.64 h to 35.08 h, and from 10.00 h to 11.50 h, respectively. During the periods before and after land use change and the entire period in the Dapoling Basin, there was a certain relationship between the four lag time variables and the rainfall depth, but no relationship was found between lag time and runoff depth or between lag time and peak discharge.

basin hydrological process; mean basin lag time; rainfall intensity; runoff depth; peak discharge; land use; Dapoling Basin in the upper Huaihe River

10.3876/j.issn.1000-1980.2015.02.002

2014-04-02

國家自然科學(xué)基金(41371048，51190090，40901015，41001011，51079038)

周敏敏(1991—)，女，江蘇啟東人，碩士研究生，主要從事流域水文模擬及同位素研究。E-mail: minmin@hhu.edu.cn

P338

A

1000-1980(2015)02-0100-07