巴州河流冰情特性分析

冰情是河流冬季独特的水文现象之一。在对新疆巴音郭楞蒙古自治州(简称"巴州")12处水文站点多年冰情观测资料整理分析的基础上,深入研究巴州境内河流冰情的时空变化规律,将对诸如冬季水电站的正常运行、航运、渔业生产、水工设计等方面具有很大的实际意义。     

黄河冰情概述

一、冰情概述河流冰情现象的产生,主要由于水体与大气对流失热,水温下降至略低于0℃所致。它首先受控于太阳辐射、气温等气象因素,同时还受到水流速度大小的约束。概括起来,影响     

基于数据驱动模型的河流水温异变研究

河流水温是重要的生态和环境评价因子,人类活动的干预(如大坝建设)会引起河流水温异常变化,对河流生态系统造成一定负面影响。有效的水温预测能够为河流的长期演变趋势提供良好指示,将一种新型的数据驱动水温预测模型——Air2stream模型,应用于长江三峡大坝上游寸滩站和下游宜昌站建坝前后的水温预测,模型的预测效果通过均方根误差和纳什效率系数两种指标衡量,并与其它经验回归模型进行对比分析。结果表明Air2stream模型相比经验回归模型具有精度高、稳定性好的优点,可用于判断影响河流水温变化的主要因子,检测河流水温的异变现象和幅度。该模型适用于反演自然演化条件下(即不考虑大型水利工程等强人类活动影响)河流水温的中长期变化,其中实测值和模拟值之差可作为大型水利工程等强人类活动的影响指标。可为河流生态系统监测及管理提供重要技术支撑。     

辽东湾红沿河附近海域2017—2018年冬季气温-水温-冰情关系研究

辽东湾是我国冰情最严重海域,每年冬季都会受到海冰的显著影响,冰情预测评估可为辽东湾涉海活动提供防冰抗冰的技术依据。建立气温-水温-冰情的相关性,结合便于获取的现场高精度连续气象数据和高精度冰情预测模型,可实现局地小尺度的冰情快速预测评估。基于2017—2018年冬季辽东湾东岸红沿河附近海域实测气象-水温-冰情同步观测数据,结合辽东湾大尺度整体冰情（浮冰面积）,推演局地气温、水温与不同尺度冰情评价参数（浮冰范围与冰厚）的相关关系,提出基于不同气温区间的气温变化规律的冰底热通量选取方法,进而建立适用于辽东湾的气温-水温-冰情评估方法。相关性分析结果显示：观测点气温与水温存在明显相关性;浮冰范围与气象数据存在明显相关性,临界温度为 -5 ℃的累计负气温能很好拟合本年度盛冰期浮冰范围。基于HIGHTSI进行数值模拟后发现：水温与块体积法计算冰底热通量时,冰水间的热传递系数取2.2×10^-5是可行的;水温对冰情的影响表现在海冰冰厚最大值与冰期长短。为弥补辽东湾其他海域因缺少实测海水温度观测数据欠缺、冰底热通量选取不准选取导致的冰情模拟预测评估困难的问题,本文依据水温与气温的相关性,将水温随气温变化划分为结冰区（气温小于-10 ℃时水温维持冰点附近）、过渡区（气温为-10~-5 ℃时水温处于-1.4~-0.4 ℃）、融冰区（气温高于-5 ℃时水温随气温的增大逐渐增大）,进而提出适用于辽东湾所有海域的冰底热通量计算方法和冰情评估方法。     

黄河内蒙古段冰凌形成机理及凌汛成因分析研究

本文着重分析研究黄河内蒙古段冰凌形成杌理、冰情演变及凌汛成因.文中系统分析了黄河内蒙古段的冰情演变过程的四个时期,即由冰晶形成至产生大量冰凌的成冰期;由凌块封冻至盖面冰层增至最厚的结冰期:冰层开始融化至解冻前的融冰期和解冻开河至冰凌消失的消冰期.分析研究了影响凌汛成因的热力、动力和河势三大作用因素.使河水成冰又由冰融化成水的热量交换作用的因素,包括太阳辐射热、水温、气温、风、降水量、空气中的湿度:水位的抬升以至流速的变化等水流作用,均为动力因素;河道的特性影响为河势因素,通过分析研究,便于指导防凌实践,使防凌工作更加科学合理.     

基于现场观测的辽东湾东岸海冰环境基本特征

全面获取气-冰-海环境特征数据已成为当前冬季现场观测的重要任务,用于准确、快速开展区域冰情评价预测,以满足海冰防灾减灾工作需求。基于辽东湾东岸鲅鱼圈雷达海冰观测站（15 a）与温坨子附近海域（9 a）的冬季观测数据,对辽东湾东岸的风、水温、海冰时空分布等环境基本特征进行了探讨。对鲅鱼圈站1月和2月4级风（5.5 m·s^-1）以上数据进行分析,发现偏北风自2016年以来呈现由N、NNE、NE向NE转变,偏南风自2016年以来主风向由SSW向WSW转变。对温坨子海冰观测站水温观测数据进行分析,发现水温表现出降温期、平稳期与回温期,降温期发生于12月至次年1月中旬,平稳期发生于1月下旬至2月中旬,回温期发生于2月下旬;当气温低于-10 ℃时,水温基本维持在-1.4 ℃附近,气温处于-10~-5 ℃时,水温基本分布于-1.4~-0.5 ℃区间,气温处于-5~5 ℃时,观测点水温基本分布于-1.4~3 ℃。对鲅鱼圈站与温坨子站能见范围内的逐日海冰分布面积比例进行分析,发现海冰面积呈现增大期、稳定期与减少期,鲅鱼圈站附近12月12日至次年1月9日前后为增大期（对应初冰期）,1月9日前后至2月8日前后为稳定期（对应盛冰期）,2月8日前后至3月15日前后为减少期（对应融冰期）;温坨子站与鲅鱼圈站类似。对鲅鱼圈站与温坨子站附近海域海冰结冰期进行统计,给出了两个站点的平均初冰日、终冰日与结冰期,并与历史数据进行了对比。结合初冰日与终冰日的环境要素分析,对初冰与终冰的规律特征进行了总结,对气候变化背景下的辽东湾冰情评估有着重要意义。     

1984年全国水文测站和测验项目统计

1984年全国水文测站统计表(一)水文站水位站雨量站实验站站数33961 425167342 1618测经项目1984年全国水文测验项目统计表(二)流,{悬移质输沙率…推移质输沙率泥沙颗粒分析}水温站数4821339615834391223测验项目冰情}天然水化学分析水质污染监测地下水降水量蒸发量站数1103977175212134205661431注:水文侧站、侧验项目数按水文部门上报数统计,未包括台湾省在内。(水文局站网处)1984年全国水文测站和测验项目统计$水文局站网处~~     

海勃湾水库的防凌作用及对凌情的影响

分析了海勃湾水库运用对黄河内蒙古河段的防凌作用及对凌情的影响。结果表明:海勃湾水库的运用使内蒙古河段流量适时调节能力增强,封河流量控制得更加精准,开河关键期进一步控制下泄流量,减少"武开河"风险;出库水温提高,海勃湾-巴彦高勒河段成为不稳定封冻河段,冰量减少,凌情减轻。受出库水温影响,内蒙古河段流凌和封河条件改变,同等动力及河道条件下,流凌封河要求的累积负气温更低,降温强度更强。分析成果可以为该河段冰情预报和黄河防凌决策提供参考。     

丰满水库水温的原型观测及分析

为探究寒区冰封水库热状况的时空演变规律,于2010年6月~2011年8月对丰满水库的水温和冰情进行了原型观测。基于现场观测资料,阐述了丰满库区不同季节热结构的变化规律,重点分析了汛期洪水过程对分层结构的影响,并发现解冻初期水库表层浮力流动现象。同时,典型水温分层期1月和6月的坝前75~800m范围4条水温观测垂线基本一致,且同期电站下泄水温与坝前取水口对应高程平均水温差异较小,说明该水域范围内无三维水温效应。由于深层取水影响,丰满电站下泄水温过程较为稳定,但与坝址天然水温相比,5~7月、10~12月分别表现出月平均高达10.8℃、7.9℃的春夏低温水和秋冬高温水现象。此外,冰情监测结果表明,丰满水库冬季基本全库封冻,坝前最大冰厚约0.7m,且库区冰厚沿程出现不均匀分布的规律。     

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。     

高弯曲与低弯曲河流比较沉积学研究--以长江上、下荆江段为例

以长江上、下荆江河段为例,运用比较沉积学的方法阐述了高弯曲流河与低弯曲流河的沉积单元及沉积特征。由于河流特性、流量及河流边界条件的不同,①虽然上、下荆江都发育了大量的点坝沉积,但在形态、分布位置、成熟度、粒度分布、沉积构造、剖面结构、微地貌特征等七个方面存在明显差别;②虽然上、下荆江都发育有江心洲 (心滩 ),但是其成因、规模、演化规律及沉积结构均不同;③决口扇沉积仅仅发育在上荆江河段,且两岸发育程度几乎均等,下荆江不发育决口扇沉积;④牛轭湖沉积仅发育在下荆江,而且主要分布于下荆江北岸。     

长江上游沱沱河源区多年冻土发育特征

沱沱河流域是长江的发源地之一,其广泛分布的多年冻土对长江源区的产汇流过程、生态系统乃至于区域气候都有着重要影响,对该区域多年冻土分布和特征的调查和了解,可为研究江河源区多年冻土与气候、水文、生态的相互作用关系提供基础数据支撑。2020年10—11月,研究团队对沱沱河源区的多年冻土开展了为期50天的野外调查工作,并在不同下垫面类型、不同地貌部位和不同海拔高度共布设钻孔32个,总钻进深度1 200 m。该文是基于钻孔和探坑资料对沱沱河源区多年冻土特征和地下冰发育状况的初步总结。结果显示,沱沱河源区多年冻土在一定程度上受河流和地热影响形成了局部融区,其多年冻土下界大致在4 650~4 680 m之间;钻孔揭示的多年冻土上限平均埋藏深度为（2.47±0.98） m,部分地区存在融化夹层;受浅表层沉积物岩性和地热的影响,多年冻土下限埋藏深度相对较浅,平均为19.3 m,多年冻土相对较薄,平均厚度为15.0 m;多年冻土下限深度和多年冻土的厚度最大为75.0 m和72.7 m;地形地貌、沉积物特征和地热条件是影响多年冻土厚度存在较大空间差异的主要原因。研究区内地下冰主要分布于15.0 m深度以上范围内,同时也发现了处于萎缩状态的冰核丘与石质冻胀丘,这些现象也一定程度上与该研究区多年冻土退化过程有关。     

河流断面形态问题

面积、平均水深相同的断面,形态不同,输水、输沙能力有较大差异。导得了断面特征值,包括表称流量、表称输沙率、表称含沙量、宽深比等的计算式。讨论了断面形态的变化及其表达方法。提出了几种平均水深的算法。讨论了常用的√B/H关系,认为用它来表达断面形态、判断变化性质是不合理的。     

Change in the River Water Regime of the Ural River Basin

Doklady Earth Sciences - Based on analysis of the annual and seasonal variability of river runoff, the specificity of the water regime of the Ural River basin is determined. It is established that...     

长江与嘉陵江交汇区水流结构的数值模拟

针对天然河流交汇区域复杂的地形条件及水流运动特性,采用水气两相流三维数值模型,对长江与嘉陵江交汇区水流运动进行深入研究,分析了交汇区域分离区、剪切层、流速场及螺旋度的变化特性。研究结果表明:长江与嘉陵江交汇的水流分离区形状受地形影响明显,随着水位的增加向右岸移动,剪切层整体呈一个扭曲的曲面;干支流原有的环流在交汇之后重新汇合,左岸未出现明显的环流,右岸逆时针的环流有减弱趋势,交汇区域纵向流速呈现高速与低速带分布特征。此外,长江和嘉陵江在交汇口下游螺旋度呈现左侧为负、右侧为正的对称分布,水流结构表现出逐渐形成双螺旋流的趋势,其中左侧的螺旋流逆时针运动,右侧的螺旋流顺时针运动。     

Environmental geochemistry of the River Gomti: A tributary of the Ganges River

Water and sediment samples collected from the Gomti River, a tributary of the Ganges River system, during the postmonsoon season have been analyzed to estimate major elemental chemistry. Water chemistry of the River Gomti shows almost monotonous spatial distribution of various chemical species, especially because of uniform presence of alluvium Dun gravels throughout the basin. The river annually transports 0.34×10⁶ tonnes of total suspended material (TSM) and 3.0×10⁶ tonnes of total dissolved solids (TDS), 69 percent of which is accounted for by bicarbonate ions only. Samples collected downstream of the city of Lucknow show the influence of anthropogenic loadings for a considerable distance in the river water. Na⁺, Cl^–, and SO₄ ^2– concentrations build up downstream. The bed sediment chemistry is dominated by Si (36 percent), reflecting a high percentage of detrital quartz, which makes up about 74 percent of the mineralogy of the bed sediments in the River Gomti. The average Kjeldahl nitrogen concentration (234 g/g) indicates indirectly the amount of organic matter in the sediments. The Hg concentration in sediments has been found to be higher (average 904 ppb) than the background value. The suspended sediments are well sorted, very finely skewed, and extremely leptokurtic, indicating a low energy condition of flow in the Gomti River. The influence of chemical loads in the Gomti has been found to be small or nonexistent on the Ganges River, perhaps because the water discharge of the Gomti (1.57 percent) to the Ganges is quite low.     

塔里木河流域水文特性分析

塔里木河是我国最大的内陆河,历史上是九大水系144条河流的总称.由于气候变化和人类活动影响生态环境急剧恶化,目前形成了"四源一干"的格局.根据水文气象监测资料,从50 a来流域内的降水、蒸发、径流、洪水、泥沙、水质等方面对塔里木河流域生态环境恶化的成因进行分析.     

金沙江干流与雅砻江洪水遭遇规律研究

由于环流形势、天气影响系统和水汽输送等共同之处,金沙江和雅砻江所出现的大暴雨过程多具有同期性,加上产汇流在时间和空间上的组合,易形成干支流同期同步的大洪水。采用攀枝花站、桐子林站1965~2014年实测水文资料,分析金沙江与雅砻江的洪水组成及遭遇情况。研究结果表明,金沙江上中游和雅砻江洪水一般发生在6~10月,尤以7~9月最为集中,金沙江中游和雅砻江年最大洪峰流量在此期间出现的频率达95%以上。金沙江中游和雅砻江下游洪水均有涨落平缓、历时长、洪量大的特点,洪水持续时间约15d左右,攀枝花和雅砻江年最大洪峰遭遇概率达50%左右。从金沙江与雅砻江洪水过程遭遇次数和概率上来看,年最大3d、7d、15d洪水过程遭遇的概率分别为30%、36%、52%,金沙江与雅砻江3d以上洪水过程遭遇概率较高。基于二维Copula函数建立的金沙江攀枝花站与雅砻江桐子林站年最大洪峰流量联合分布计算结果可知,虽然金沙江与雅砻江常遇洪水易发生洪水遭遇,但两江同时发生稀遇大洪水的概率并不高,但是当金沙江发生大洪水时,雅砻江出现较大洪水的概率较高。     

Behavior of Uranium in the Yellow River Plume (Yellow River Estuary)

The Yellow River (Huanghe) is the second largest river in China and is known for its high turbidity. It also has remarkably high levels of dissolved uranium (U) concentrations (up to 38 nmol 1^-1). To examine the mixing behavior of dissolved U between river water and seawater, surface water samples were collected along a salinity gradient from the Yellow River plume during September 2004 and were measured for dissolved U concentration,²³⁴U:²³⁸U activity ratio, phosphate (PO₄ ^3–), and suspended particulate matter. Laboratory experiments were also conducted to simulate the mixing process in the Yellow River plume using unfiltered Yellow River water and filtered seawater. The results showed a nonconservative behavior for dissolved U at salinities < 20 with an addition of U to the plume waters estimated at about 1.4 X 10⁵ mol yr^–1. A similarity between variations in dissolved U and PO₄ ^3– with salinity was also found. There are two major mechanisms, desorption from suspended sediments and diffusion from interstitial waters of bottom sediments, that may cause the elevated concentrations of dissolved U and PO₄ ^3– in mid-salinity waters. Mixing experiments indicate that desorption seems more responsible for the elevated dissolved U concentrations, whereas diffusion influences more the enrichment of PO₄ ^3–.