冰雪消融期松花江哈尔滨段干流水动力模拟及其时空分布特征分析

受春季冰雪消融的影响,我国北方地区的河流会形成桃花汛期,期间河流的水位、水深和流场较其它季节会发生较大变化,从而对流域水环境管理和水资源保护的利用产生影响.为科学地对松花江哈尔滨段在冰雪消融期水动力变化情况进行分析,利用ArcGIS 10.0对DEM影像进行矢量化,在Delft3D-RGFGRID中创建正交曲线网格,基于EFDC模型建立松花江哈尔滨市段二维河流数值水动力模型.模拟了2014年1月-10月间的整个河段不同时空条件下的水动力变化情况,根据哈尔滨市水文站2013年、2014年实测数据对模型的参数和模拟结果进行率定和验证,模拟水位与实测水位最大相差0.33 m,相对误差<10%,吻合度高.模拟结果表明:整个江段平均水位在桃花汛期可达116.38 m,丰水期进一步上升至116.54 m,枯水期为115.64 m,平水期为116.23 m.朱顺屯和阿什河口断面水深在丰水期都明显大于桃花汛期,呼兰河口和大顶子山断面两汛期的水深几乎持平,大顶子山断面水深在各时期都较浅,附近易发生冰塞.朱顺屯、阿什河口、呼兰河口大顶子山桃花汛期流速分别为0.55、0.61、0.43、0.57 m·s^-1;丰水期流速分别为0.59、0.66、0.47、0.63 m·s^-1,各断面桃花汛期的流速与丰水期流速相当,略小于丰水期,流向平稳无涡旋.该模型可以较好的模拟河道水力要素随时间及空间演变规律,以便在不同典型水文年进行水力模拟和预测,可为松花江冬春季通航管理、水资源配置、水质模拟、水质目标管理、水环境容量计算和污染物总量减排提供决策依据.     

松花江哈尔滨段水环境监测布点选择及数据分析

松花江是黑龙江省境内最重要的河流,在黑龙江的经济建设中发挥着重要的作用,本文介绍了水环境监测中河流断面的布点方法,以松花江哈尔滨段为例为研究对象设置了大顶子山、呼兰河口、阿什河口和朱顺屯四个监测断面,对水样进行采集、保存和预处理。采用模糊综合评判法对松花江哈尔滨段2011~2012年大顶子山、朱顺屯和阿什河口下三个断面水质的监测数据进行分析,结果显示,松花江哈尔滨段水质呈明显的时变形,枯水期水质较差,大部分时间处于Ⅴ类水质,主要由于枯水期河流流量较小,自身净化能力较弱,无法完成污染物的混合降解,同时受农业灌溉废水及化肥污水影响氮磷含量均超出标准;在丰水期水质整体明显好转,有少数月份能达到三类水质标准。有关部门应加强对松花江周边河流的排放口监控,限制工业农业以及城市生活污水排入浓度,淘汰落后设备,不断提高松花江水质水平。     

澧水干流张家界至慈利河段洪水水面线分析

通过大量的实测大断面资料和洪水调查资料,应用多种方法,分析计算了澧水干流张家界至慈利河段(79km)的沿程洪水水面线,并计算了该河段内规划的宜冲桥水库建成后的洪水回水水面线,对湖南张家界地区水利和交通等工程的规划建设,具有较高的应用价值。     

松花江干流中下游河型转化控制因素研究

河型转化机制研究对于分析河流沉积特征具有重要意义。以中国松花江干流中下游为研究对象,利用Google Earth和Arc GIS软件对河流形态参数进行精细测量,进而对不同河段河型发育特征及转化控制因素进行研究,结果表明：1）松花江干流中下游存在曲流河、辫状河和直流河3种类型,依据地貌特征、平面形态和弯曲度自上而下划分为3段,其中上段为低坡度背景下河流逐渐加宽且植被密度逐渐降低的曲辫共存型河流,中A段为低坡度背景下河流较宽且植被密度高的简单辫状河,中B段为高坡度背景下河流宽度集中且植被密度低的直流河,下段为高坡度背景下河流宽度频繁变化的复杂辫状河;2）曲流河向辫状河转化控制因素为植被密度降低引起的堤岸抗侵蚀能力减弱,辫状河向直流河转化控制因素为河流被两侧山谷夹持且伴随坡度陡增造成河流下蚀能力增强,直流河向辫状河转化控制因素为支流注入导致流量和输沙量增大;3）建立了松花江干流中下游3种河型转化模式,上段为渐变曲—辫转化,中段为突变辫—直转化,下段为突变直—辫转化。     

用水热平衡法估算水资源量

一、引言在估算一个流域或一个地区的水资源时,主要应用流域还原法进行计算。还原法虽有较成熟的计算方法,并且有一定精度,但还原法的工作量很大,所涉及的诸如灌溉回归水量、水库蒸发、渗漏损失水量等基本资料获取困难。另外在一些无实测水文资料的地区和河流,用还原法估算水资源就更为困难。相比而言,水热平衡法的工作量较还原法显著减小,所需之气象资料获取较为容易,在基本资料齐     

关于辽河干流河道冲淤量沿程变化规律探讨

河流断面的变化是研究河道冲淤情况及河流河床冲淤情况及河流河床演变最直观、最简洁的办法。在分析辽河下游河流输沙量变化特征的基础上,利用辽河干流具有代表性水文站的实测大断面,对河床泥沙冲淤及动态演变进行初步分析。结果表明辽河干流典型站径流输沙呈线性相关,关系相对稳定,2010-2013年显著减少,不同年代中冲淤基本交替进行,辽河干流整体是淤积的。     

中国计划今后5年投入266亿元治理松花江水污染

国家环保总局在哈尔滨举行《松花江流域水污染防治规划》征求意见会。据了解，中国计划从今年起，用5年时间，优先筛选规划项目263个，水污染防治估算约为266亿元，全流域治理松花江水污染。让人民喝上干净的水到2010年，确保全流域内90％以上的人民喝上干净的水，是松花江全流域水污染治理明确提出的目标。到2010年，松花江干流水质达到Ⅲ类；     

岷县迭藏河小流域“6.22”暴雨洪水调查分析

2016年6月22日岷县境内普降暴雨,山洪暴发。迭藏河流域区梅川镇、麻子川乡等地严重受灾。从气象卫星、雷达临近跟踪探测资料对本次暴雨成因进行分析,搜集翔实可靠的暴雨洪水资料对暴雨中心雨量进行调查验证。选取迭藏河寺沟乡断面以上流域7个洪调点进行洪水调查,对洪峰流量、洪水总量进行分析计算和验证,确定了洪水重现期,形成可靠的水文数据,为本地区水资源规划、工程建设提供重要科学依据。     

河流纵向分散系数研究

研究了天然河流纵向分散系数理论公式及其参数的确定问题.借助于抛物型断面型态方程确定了河道垂线水深沿河宽的分布及流速分布对断面平均流速的偏离u‘的横向分布,给出了横向混合系数计算方法.在此基础上通过对Fischer的三重积分的直接求解,建立了新的天然河流纵向分散系数计算公式.这一新建立的纵向分散系数计算公式与原有的有代表性的经验公式以及26条美国河流上实测的59组资料进行了比较,比较结果表明,本文建立的纵向分散系数计算公式能给出与实测纵向分散系数最接近的预测值.与现有的其它纵向分散系数计算公式相比,本文建立的天然河流纵向分散系数公式理论上更加合理,机理上更加清楚,并且具有最小的预测误差.     

关于桥址设计最大流速计算问题

从理论上推求出理想状态下断面平均流速与最大流速的关系,并应用15个水文站实测资料进行了分析,研究提出了无实测资料情况下桥址设计最大流速的计算方法.     

松花江白山河段冰情数值计算及分析

根据水动力学、河流动力学、热力学、河冰水力学及固体力学等原理,针对松花江上游白山河段具体特征,建立了河冰数学模型,并应用有限差分计算方法,对白山河段冬季冰情演变进行了精确模拟。应用该河段1958-1973年共15年完整的地形、气象、水文、热力、冰情等原型观测资料,分别进行了模型参数率定及冰情数值模拟。研究结果表明:白山河段的封冻首先开始于白山坝址下游4 km的大崴子河段,然后封冻边缘逐渐上溯,最终到达松14断面;计算的白山河段冰花堆积体外形与河床纵剖面呈相似趋势;各种水力及冰情要素的数值计算结果和实测值吻合较好,所建立的数值模型能较好地模拟该河道的冰情。研究结果对东北地区河流冬季冰情研究及冰害防治具有一定的借鉴意义。     

新疆额尔齐斯河南湾水文站开河规律探讨及武开河成因分析

1997年3月29日额尔齐斯河南湾水文站发生了有记录资料（1985年12月至今）以来唯一一次特殊“武开河”解冻冰情现象,冰情极其特殊且影响后果严重,有必要全面分析其特殊冰情现象、特征及其影响因素。利用“1997·3·29”推冰前后的实测冰情、气温、水位等资料,对特殊“武开河”推冰现象、特征及其主要影响因素进行分析,结果显示：相较于其他年份解冻期气温缓慢稳定上升,这次“武开河”推冰现象发生前气温偏低;受气温转正时间短,气温偏低和冰厚较厚因素制约,“武开河”冰情发生前整个河流断面无推冰迹象,岸边无融冰,只有冰上流水现象;上游开河略早,来水量增加迅猛。“武开河”发生与最大冰厚间无必然因果关系,但上游来水量的急剧增加,水位快速上涨对于“武开河”解冻冰情现象的发生起了决定性作用。新疆阿勒泰地区发生冰凌溃坝型洪水的风险较低,对冰凌灾害的研究与预防方面应主要加强对推冰现象及过程的研究与预警方面。     

我国过去50a来降水变化趋势及其对水资源的影响(Ⅱ):月系列

应用全国范围内的678个气象站1951-1998年长系列逐月降水资料, 用线性回归方法研究降水量的变化趋势, 同时结合长江、黄河和松花江主要控制水文站同期的径流资料, 研究径流对气候变化的响应. 结果表明: 降水的年内变化表现出较大的区域特性, 最显著的变化特点是秋冬季 (8～12月) 东部地区降水量普遍减少, 1～3月江南地区降水有增加趋势. 气候的上述变化趋势对我国干旱的西北地区有利, 该区河流径流量有明显增加; 另一方面, 夏季降水的增加可能会导致洪水事件的濒发, 与此同时, 降水量的年内不均匀变化, 特别是在 8～12月长时间的降水减少趋势, 导致枯水期径流的减少, 从而加剧秋冬季水资源的供需矛盾. 长江、黄河和松花江主要控制水文站6个站1～4月径流基本上表现为增加趋势, 而6～12月大多表现为减少趋势, 只有黄河上游唐乃亥站6月, 长江下游大通站7月和松花江哈尔滨站8月径流为增加; 另外, 气候变暖使发源于青藏高原的长江(宜昌站3、 4月)和黄河上游(唐乃亥站4～6月)的春季的融雪过程提前, 融雪期径流增加.     

袁河流域水环境容量分析的设计水文条件计算

设计水文条件是流域水环境容量分析的重要前提,然而在一些小流域,水文站点相对较少,给设计水文条件计算带来一定难度。本文采用区域化方法,以袁河流域为例,根据其现有的水文站及其毗邻锦江流域水文站的水文资料采用一元线性函数建立了设计流量和集水面积的关系,采用幂指函数Y=aQb分别建立了流量与流速、平均水深及河宽的关系。根据建立的模型对袁河流域各控制断面的设计流量、设计流速、平均水深及河宽进行了计算,从而为水文站较少流域设计水文条件的计算提供了范例。     

车尔臣河出口径流量的还原分析

车尔臣河是巴州南部产水量最大的以冰雪融水为主要补给来源的山溪性河流,出山口处无水文站,在距车尔臣河山口以下85 km处设立有国家基本水文站—且末水文站,该站是唯一一个控制车尔臣河水量的站点,本文通过两次同期在且末水文站和且末水文站上游50 km处的巴什克其克电站和且末水文站上游85 km处的出山口处的对比观测的资料,分...     

早更新世松花江水系反转

水系重建对于理解全球变化和区域响应至关重要。松花江水系演化研究极为薄弱,尤其对第四纪早期松花江水系是否发生倒转一直存在争议,且无明确证据。河流沉积物是水系演化最直观的证据。为此,选择哈尔滨荒山（HS）钻孔岩芯沉积物作为研究对象,对其进行了磁化率、古地磁和Sr?Nd同位素组成分析。结果表明,岩芯62.3 m（0.94 Ma B.P.）深度上、下地层的磁化率和Sr?Nd同位素特征存在较大差异。62.3 m以下地层磁化率极低,多次出现0值,且变幅较小。Sr?Nd同位素组成与依兰方向现代水系的Nd同位素特征相近;然而62.3 m以上地层磁化率急剧增大,并呈现周期性的高低变化。Sr?Nd同位素组成小幅度变化,表现出与松原方向现代水系相近的Nd同位素特征。表明了早更新世晚期松花江中上游（肇源—依兰河段）水系流向曾发生反转。早更新世早—中期,松花江中上游与下游尚未贯通。以佳依（佳木斯—依兰）分水岭为界,松花江下游向东流经三江平原,而松花江中上游向西流入松嫩湖盆;早更新世晚期,由于构造—气候变化的共同作用,佳依分水岭不断抬升,而三江平原和松嫩平原持续下降,导致分水岭两侧河流向源侵蚀,在0.94 Ma B.P.,佳依分水岭被切穿,松花江中上游水系被下游水系所袭夺,流向开始倒转,中上游与下游贯通,现代松花江水系逐渐建立。     

黑龙江呼玛段炸药破冰试验研究

黑龙江几乎每年开河期都有不同程度的冰坝发生, 由此引发的洪水泛滥给人们生命财产带来了巨大损失, 而防凌爆破是预防冰坝发生的主要手段之一。为了确保开河期间不发生因冰坝造成的凌汛灾害, 2018年开河前在黑龙江呼玛段实施防凌爆破。通过冰厚、 水深同步测量的冰水情数据分析, 找到河道狭窄、 流速缓慢的地方为冰坝潜在发生的位置, 采取针对性的爆破。分析了爆破坑实测直径与炸药用量、 冰厚、 水深间的关系, 并将爆破后呼玛段测量数据带入本项目组提出的爆破坑半径计算新公式中, 计算值和实测值较为接近, 可为北方高寒区河流冰下爆破提供参考。     

长白山火山1000年前火山泥流堆积及其灾害

长白山火山１０００年前大喷发,火山泥流堆积物沿松花江中上游分布。距火山较近的是火山泥流的岩屑流堆积,远离火山变为火山泥流的超高密度流堆积。探讨了火山泥流的成因,并指出长白山火山一旦再次爆发,火山泥流将是主要的火山灾害,沿松花江中上游可能造成巨大破坏,并可能危及鸭绿江、图们江中、上游。     

基于生态流量阈值的河流水文健康演变定量归因

环境变化改变了河流水文情势,影响了河流的生态系统健康,亟需开展变化环境下河流水文健康演变定量归因方法研究。选取北方半干旱地区老哈河流域为研究区,依据流域内3个水文站、17个雨量站和6个气象站1964—2016年数据,基于可变下渗容量模型还原河流的天然流量序列;采用概率密度法计算河流生态流量,基于生态流量阈值推求河流水文健康等级;基于"观测-模拟"对比分析法,定量分离气候变化和人类活动对河流水文健康情势的影响。结果表明:人类活动是甸子和太平庄子流域自1980年以来河流水文健康情势退化的主要原因,其贡献率分别为86.9%和87.9%;大面积农业灌溉用水引起地表径流下降以及水利工程改变天然水文情势,影响了河流水文健康情势;90年代降水量较为充沛,研究流域受人类活动影响程度较小,河流水文健康等级维持在较高的水平。综合生态流量阈值和"观测-模拟"对比分析方法可定量识别河流水文健康情势演变原因,为适应环境变化的河流健康管理提供科学依据。