汛期分期的圆形分布法研究

首次采用圆形分布法计算洪水发生的集中期、集中度和高峰期的起止时间，由此确定汛期分期。三峡水库的计算结果表明，汛期分期结果合理可靠。统计试验显示，考虑洪水量级的圆形分布法效果最优。圆形分布法可以较好地描述洪水季节性特征，为洪水汛期分期计算提供了一条新的途径。     

珠江三角洲近年地形不均匀变化对洪季水动力特征的影响

为探明在新水沙条件和人类活动的影响下珠江三角洲河网地形变化与洪季水动力特征变化之间的关系,以1999-2008年为研究时段,基于1999年地形建立一维河网数学模型,复演珠江三角洲地区"08·6"洪水,并与"08·6"实测资料进行对比,分析河网地形变化对洪季水动力特征的影响。结果表明:①珠江三角洲河网地形整体下切加强了河道行洪能力,在遭遇洪峰30年一遇的"08·6"洪水时洪水位整体下降,三角洲顶部马口站洪水位最大降幅达到0.9 m;②河网内潮差和潮汐传播速度增大,潮区界上移至马口、三水以上;③西江河网地形下切幅度大于北江河网,地形不均匀下切导致河网节点分流比改变,西江河网洪水期分流增加2%,马口站和天河站洪峰流量增幅分别接近1 500 m^3/s和1 000 m^3/s;④西江马口站分流比随上游洪水流量增大而减小的趋势没有改变,但地形不均匀下切导致其变化梯度增大。珠江三角洲近年地形的不均匀下切,是近年珠江三角洲河网地区,特别是河网腹地洪水灾害有所减轻的主要原因之一。     

长江上游干支流洪水遭遇分析

目前洪水遭遇研究仅限于简单的实测资料统计分析,尚缺系统有效的理论方法.基于多维Copula函数分别建立金沙江屏山站、岷江高场站、嘉陵江北碚站以及长江宜昌站的洪水发生时间和量级的联合分布.以此方法估计干支流洪水发生时间和量级的遭遇可能性及条件概率,并与实测资料的统计结果进行比较.结果表明,模型计算结果与实测相吻合,说明该...     

渭河流域甘肃段洪水动态变化规律特征研究

渭河是黄河最重要的一条支流之一,研究和分析渭河多年径流变化特征,有助于把握渭河多年径流情势,更有助于对黄河多年径流情势的把握。近年以来的研究主要集中在渭河径流分析过程和对渭河洪水过程的研究。通过对渭河甘肃段6个水文站近14年洪水资料进行分析,重点从渭河洪水的历时、洪水总量和洪峰流量等方面出发,得出渭河洪水的发生和变化规律,结果可知:渭河流域一般干流上洪水总量大,洪水历时较长,容易造成洪涝灾害;而河道支流洪量通常较小,对沿岸的危害较小,其中葫芦河秦安站由于地势特别,洪水总量大,历时短,需要加大沿岸的防洪力度。研究结果对渭河未来洪水防治提供了理论依据。     

2003年渭河秋汛暴雨洪水特性分析

受持续强降雨影响，2003年8月26日～10月24日期间，泾河、渭河连续发生了6次洪水过程，成阳、临潼、华县等站出现历史最高洪水位，渭河中下游南山支流洪水发生倒灌，尤河、石堤河、方山河、罗纹河等支流大堤受持续高水位影响先后发生决口。在渭河首场洪水过程中，临潼至华县河段洪水削峰率高达53％，传播时间52．3h，均为历史之最。对2003年渭河秋汛暴雨洪水特性进行了分析。     

珠江三角洲年际潮差长期变化趋势

对20世纪50年代以来珠江三角洲网河内17个主要控制水文站的年际潮差变化趋势进行了显著性检验和突变点分析.通过Trend Free Pre-Whitening方法削除了水文时间序列中的自相关成分,利用非参数的Mann-Kendall检验研究了珠江三角洲年均潮差的变化趋势,指出潮差在珠江三角洲的变化趋势存在着空间变异性.在网河内的中、上游河段,潮差呈现明显的增大趋势,且越往上游,潮差的增大趋势越为显著;而在下游的口门区,由于受到围垦等人类活动影响,大部分站点的潮差表现为显著的下降趋势.Pettitt检验的结果表明,珠江三角洲潮差发生突变的时间段主要在20世纪80年代,这基本与河网内大规模的无序采沙开始的时间是同步的,表明挖沙是引起珠江三角洲内潮差变异的主导因素.潮差显著增大的趋势表明航道网内潮流动力明显增强,这亦是近年来珠江三角洲咸潮频发的机理原因之一.     

湘江2017年与2019年两场特大洪水的对比分析

2017年6月下旬到7月初,2019年7月上旬到中旬,湘江干流接连发生特大洪水。通过分析湘江流域多个测站的水文整编资料,结合部分实时信息,从降雨过程时空分布、干支流有关测站洪水水位流量过程、洪水组成、洪量、洪水传播时间与宣泄速度等方面,对2017年洪水与2019年洪水的暴雨洪水特征进行了对比分析。2017年洪水,湘潭站上游的衡山、衡阳、冷水滩站水位过程与流量过程对应呈双峰形状,而湘潭站水位过程没有出现双峰;2019年洪水,湘江干流上下游站点的水位过程与流量过程基本对应,均呈双峰形状;2017年洪水宣泄慢,2019年洪水宣泄极快。2017年洪水与2019年洪水流量过程与水位过程起伏不对应、洪水宣泄速度的差异主要是由于洞庭湖水位顶托因素影响导致。     

西江流域梧州站干支流洪水组成及遭遇规律分析

为分析西江流域灾害性洪水的风险,采用水文学分析法从洪水组成、遭遇时间以及洪峰重现期等方面,重点分析了梧州站干支流洪水遭遇规律。研究表明:梧州15场洪水中红水河、柳江、郁江及桂江的日平均流量平均比重分别为32.31%、40.57%、13.19%及9.13%;其中西江干流洪水发生时间集中在6～8月,柳江洪水发生时间集中在6～7月,桂江洪水发生时间集中在5～7月,郁江洪水发生时间集中在7～9月;西江上游红水河与柳江洪水遭遇频繁,而郁江、桂江遭遇洪水量级较小,其中全流域洪水、红水河—柳江—桂江洪水、柳江—郁江—桂江洪水三种遭遇类型所构成的梧州大洪水重现期依次约为100年、50年、20年一遇,揭示了西江干支流洪水遭遇后致使梧州站洪水重现期显著增大。研究结果可为西江流域防洪减灾提供水文分析参考。     

新疆塔里木河流域洪水过程集聚性及低频气候影响

运用Cox回归模型、月频率法以及离散指数法,研究了新疆塔里木河（塔河）流域8个水文站点POT抽样和5个区域洪水序列时间集聚性特征以及受低频气候变化的影响。结果表明:受气候变化的影响,塔河流域洪水序列呈现显著集聚性特征,洪水发生频率高的时期往往也是大量级洪峰集中发生的时期,这是塔河流域洪灾损失居高不下的主要原因;Cox回归模型拟合的气候指标系数值为正值的站点和区域,气候指标正相位导致相同超过概率的洪水发生时间提前,而相同发生时间的洪水发生超过概率降低,气候指标值为负值时则相反;塔河流域大部分水文站点和区域洪水发生的超过概率均对气候指标变化有较好响应,这一现象有利于塔河流域洪水风险控制与洪灾管理;塔河流域站点洪水序列多无年际集聚性现象,而区域洪水序列的年际集聚性特征显著。     

人为因素对珠江三角洲近30年地貌演变的影响

近二、三十年,珠江三角洲的218个围联成53个大围,堤线缩短。束水归槽,使水位呈上升趋势。河道大量采沙,使西、北江的分流比发生变化,相当于增加一条北江的水量和沙量向东四口门输送。控支强干,主要河道由淤转冲。来水量增多而河道比降变小,造成局部洪峰水位异常壅高。东口门伶仃洋水域面积的缩小、年均淤积量、浅滩面积的增长、港口的淤积等,都比西口门磨刀门显著。1966～1996年,平原扩展速率达160～260m／a,各口门延伸10～13km。伶仃洋围垦面积占可垦滩涂总面积的52％,磨刀门为88％。磨刀门的口门导治格局已基本形成,构成一个新的“磨刀门三角洲”。     

Impact of River-Tide Dynamics on the Temporal-Spatial Distribution of Residual Water Level in the Pearl River Channel Networks

The behavior of the residual water level in estuarine environment is complex due to the highly nonlinear interaction between river flow and tide and the contributions made by these two external forcing to the dynamics of the residual water level are not yet fully understood. In this study, we investigate the effect of river-tide dynamics on the temporal-spatial changes of flow in terms of residual water level in the Pearl River channel networks, which is one of the complex channel networks in the world. Making use of a nonstationary tidal harmonic analysis, the continuous time series observations of water level covering a spring-neap cycle in 1999 (representing flood season) and 2001 (representing dry season) collected from around 60 stations in the Pearl River channel networks have been used to extract the temporal-spatial changes in stage and tidal properties (including amplitudes and phases) as a function of variable freshwater discharge and ocean tide. It was shown that the averaged residual water level during the flood season (ranging 0–5 m) is one order magnitude than that during the dry season (ranging 0–0.35 m). The distribution of the residual water level clearly indicates that the Pearl River channel networks feature two sub-systems, i.e., the central part of the channel networks being river-dominated with high value of residual water level and the eastern and western sides being tide-dominated with low value of residual water level. To understand the relative importance of river flow and tide on the temporal-spatial distribution of the residual water level, an idealized model is subsequently applied to the Modaomen estuary, which debouches the largest portion of river discharge into the South China Sea. Analytical results showed that the residual water level is mainly determined by the variation of the freshwater discharge for the flood season, while it is primarily controlled by the tidal forcing for the dry season and features a typical spring-neap cycle.     

Dissolved trace elements in river water: spatial distribution and the influencing factor, a study for the Pearl River Delta Economic Zone, China

Twenty-nine water samples were collected from different river channels of the Pearl River Delta Economic Zone, China. An inductively coupled plasma-mass spectromonitor (ICP-MS) was used to measure concentrations of the trace elements in these samples. The results suggest that the average concentrations of rare earth elements in river water show an increasing trend from the West River, the North River, the rivers of the Pearl River Delta, and the Shenzhen River to the East River. Relatively high concentrations of heavy metals appear in the East River, the rivers of the Pearl River Delta and the Shenzhen River, while the West River and the North River have relatively low heavy metal concentrations. Trace element concentrations in samples collected near urban or industrial areas are much higher than those of samples collected from distant areas, away from urban and industrial areas. After natural conditions, human activities have significant influence on the trace element concentrations in river water. This trace element concentration’s spatial distribution in the river water from the Pearl River Delta Economic Zone is actually an integrated effect of natural conditions and human activity.     

珠江三角洲经济区河水中微量元素的空间分布

在珠江三角洲经济区采集了29个河水样品,利用高分辨率仪器ICP MS测量了河水中微量元素的含量。结果表明,河水中稀土元素的平均含量按西江、北江、珠三角河、深圳河、东江的顺序呈增加趋势;珠三角河及深圳河具有较高重金属含量,西江和北江中重金属含量相对较低,东江居中。经分析发现,珠江三角洲经济区河水中微量元素的空间分布特征是自然条件和人类活动共同作用的结果;自然环境对稀土元素的空间分布起主要作用;人类活动是影响重金属分布特征不可忽视的重要因素。     

梯级水电开发对大通河流域洪水过程的影响分析

应用大通河流域实测洪水资料和水利普查数据,定性和定量分析了梯级水电开发对流域洪水过程和洪水特征的影响,建立了梯级水电站数量与洪水涨落率、涨落频次的数学关系模型。结果表明:随着流域水电站数量的增多,洪水过程变化频繁,洪水涨落率增大,涨落频次增多;梯级水电开发使流域最大洪峰流量增大了19.7%~21.5%,最大洪峰传播时间减少了6.1%,而对次洪水总量的影响较小。研究水文过程受人类活动的影响规律,对加强流域水电站统一调度、水能水资源可持续利用和水生态文明建设具有十分重要的意义。     

含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析

为了研究三角洲河口风暴潮溃堤时的盐水运动规律,建立一、二维耦合的盐度数学模型对风暴潮溃堤时的盐水运动进行模拟。模型考虑洪泛区建筑物对盐水运动的影响以及溃口的渐变发展过程。用2008年多个测站的实测数据对河网模型的潮位和盐度计算结果进行了验证。将模型应用于珠江三角洲河网某近海溃口风暴潮溃堤的盐水运动模拟,并绘制了最大盐度等值面图。计算结果表明,该溃口大部分区域的溃堤积水盐度超过了4psu,因此,溃堤洪水的高盐度积水影响不容忽视。通过比较“溃堤”和“不溃堤”两种情况下的河网盐度计算结果,发现上游河道的溃堤分流增大了河道的纳潮量,促使涨潮量增大,增大了下游河网的咸潮上溯风险,减弱了上游来流对咸潮的压制效果。     

西江、北江下游及三角洲网河河道同步水文测验成果分析

1999年汛期，西江、北江下游及三角洲开展了历史上规模最大、项目最齐全的同步水文测验工作。对该次测验进行了简要的介绍，并通过对测验成果的合理性分析，论述了该成果的测验精度、上下边界条件和洪潮代表性，进而指出了珠江三角洲河网主要节点和八大口门水量分配比发生了变化及所带来的影响。     

高度城镇化背景下珠三角地区极端降雨时空演变特征

为分析城镇化发展程度与极端降雨变化之间的关系,选取珠江三角洲地区22个雨量站1973—2012年的小时降雨资料,利用空间分析、线性回归、滑动平均和Mann-Kendall趋势检验等方法,分析高度城镇化背景下珠三角地区极端降雨时空分布规律和变化特性,并解析暴雨雨型变化特征。结果表明:①珠江三角洲高度城镇化地区极端降雨量上升了44.3 mm/（10 a）,呈显著增加趋势,相邻其他地区则无明显变化,高度城镇化地区的前汛期极端降雨量显著增多是造成其年极端降雨量增加的主要原因。②珠三角地区暴雨雨型以单峰型为主,其中以雨峰在前的Ⅰ型暴雨占比最高,约为33.7%,高度城镇化地区Ⅰ型暴雨发生频率明显增加,易导致暴雨内涝事件增加,需加强高度城镇化地区防洪排涝工作。     

大通河流域水能水资源开发对河流水文过程和环境的影响

根据水文观测和引水与水电开发资料,分析了大通河流域水能水资源开发利用现状及其对河流水文过程与生态环境的影响.结果表明：由于区域用水和跨流域引水,使大通河中下游河道的水量减少,水环境容量减小,其中,青石嘴、天堂、连城(二)站3-11月平均流量分别减少0.6%~9.6%、0.5%~3.8%、1.7%~52.9%. 自1994年引大入秦工程建成跨流域引水后,连城(二)站年径流量开始减少,1994-2010年平均径流量比1977-1993年减少了5.7%;引大济湟工程建成通水后,加上引大入秦和引硫济金工程,引水总量将达到12.33×10⁸ m³,占大通河多年平均径流量28.16×10⁸ m³的43.8%,对河川径流的影响十分显著. 至2011年,大通河上已建成梯级电站34座,洪水期电站同时泄水会瞬间加大河道流量,枯水期蓄引水又使减水河段水量减少. 梯级水电站群无序蓄放水使洪水过程由天然的平稳状态转变为人工干预的剧烈变化状态,上下游洪峰不对应,对下游地区的防洪安全产生极大威胁. 过度的水能水资源开发,使大通河中下游部分自然河段出现淹没、断流,水生物和两岸的植物萎缩,水环境污染加重,对生态环境产生负面影响. 建议实行流域水资源统一管理,对梯级电站下泄水量统一调度,在减水河段预留必须的生态基流,确保河道内外生态用水;加强河道水位、流量、泥沙、水环境、水生物监测,为流域防汛、水资源管理、生态环境保护等提供决策依据.