黄河内蒙古河段冲淤演变及其影响因素

冲淤平衡的河流具有调整河床变形使之趋向不变形的特性,这种特性必然反映在河床横断面冲淤演变的趋势之中。据此,采用横断面冲淤指标跟踪计算法生成黄河上游巴彦高勒、三湖河口站1976-2006 年的横断面冲淤演变时间序列,对该长期序列的趋势变化和突变特点进行分析后发现：内蒙古河床演变明显存在3 个阶段,即演变相对稳定阶段、河床快速萎缩变形阶段和新的相对稳定阶段,以及孔兑来沙大的年份是横断面冲淤面积趋势改变的时间。大型水库修建后,孔兑来沙对河道横断面冲淤趋势变化的影响更加显著,表明近年来大洪水缺失和孔兑来沙的共同作用是导致河床萎缩的重要根源。90 年代中后期横断面冲淤演变再次发生突变之后,内蒙河段进入到一个新的相对稳定期,河床边界条件已经和来水来沙条件相适应,因此在新的稳定条件下,如何治理内蒙河道的淤积萎缩值得探讨。     

1570—1971年长江镇扬河段江心沙洲的演变过程及原因分析

受黄河夺淮的影响,从1570年开始淮河下游由向东独流入海逐渐演变为南下入江,成为长江一条支流。这一变化为长江河流地貌的演变增加了新的变量,改变了长江镇扬河段原有的河槽特征和水流结构,洲滩冲淤、岸线进退随之发生变化。本文使用历史文献考证与古地图判读相结合的研究方法,对淮河入江口外沙洲群的形成年代与演变过程进行考证,认为裕民洲、南新洲等沙洲至少在17世纪前已经存在于淮河入江口外,是成化、弘治年间藤料沙等沦没后新淤长的沙洲。淮河入江后上述沙洲不断扩大、与新淤长沙洲一起向北并岸,致使镇扬河段北汊消亡,并由江心洲型河床向弯曲型河床转化。曲流的形成又使位于上游凹岸的瓜洲受到侵蚀,而位于凸岸的镇江不断淤积,长江镇扬河段逐渐演变为今天的面貌。     

黄河内蒙古河段非汛期和汛期冲淤量计算方法

基于多沙河流“多来多排”的经验输沙公式,建立了考虑上站来沙量、前期河床累计淤积量、临界输沙水量及干支流泥沙粒径影响的非汛期和汛期输沙量一般表达式。在此基础上,根据黄河内蒙古河段1952-2010年实测的水沙资料,将其应用于黄河内蒙古河段巴彦高勒—三湖河口河段、三湖河口—头道拐河段以及巴彦高勒—头道拐全河段非汛期和汛期输沙量的计算,并应用输沙率法计算了各河段1952-2010年的非汛期和汛期冲淤量及其相应的累计冲淤量。通过输沙量、冲淤量和累计冲淤量计算值与实测值的对比表明,各河段非汛期和汛期输沙量、冲淤量及相应的累计淤积量计算值与实测值的吻合较好,其中非汛期和汛期输沙量计算值和实测值之间的相关系数R²分别约为0.93和0.97;非汛期和汛期冲淤量计算值与实测值之间的相关系数R²分别约为0.80和0.90;非汛期和汛期累计冲淤量之间的相关系数R²分别约为0.94和0.99。结果表明,就吻合程度而言,累计冲淤量优于年冲淤量,汛期优于非汛期。本文建立的冲淤量方法能够很好模拟该河段长历时的非汛期和汛期冲淤过程,可为黄河内蒙古河段输沙量及长期淤积发展趋势的分析提供科学依据。     

三峡水库175m蓄水后库尾河段减淤调度控制指标研究

重庆主城区河段河道泥沙冲淤事关防洪、航运及码头作业等,是三峡水库泥沙问题的重点内容之一。本文依据原型观测资料,以三峡水库175 m试验性蓄水前后河段的泥沙冲淤规律为基础,结合河床组成分析和一维数学模型,计算提出河段悬移质泥沙走沙基本条件,并应用于减淤调度实践中。结果表明：① 三峡水库175 m试验性蓄水后至2012年重庆主城区河段河床冲刷强度下降,主走沙期推迟至汛前消落期,2013年后上游来沙减少使得河床冲刷强度再次增大;② 当寸滩站流量大于4000 m ³/s、坝前水位低于167 m时,河段开始走沙;当寸滩站流量增大至超过5000 m ³/s、坝前水位下降至163 m时,河段走沙能力增强;加大水库自163 m水位的消落速度,能够避免库尾河段产生累积性淤积。     

黄河内蒙古不同河型段对洪水过程的响应特征

黄河内蒙古河段的河道淤积近年来有所加重,一些人寄望于人造洪峰冲沙来降低河床。本文根据典型年份的最大洪水的流量—水位过程线变化特征,揭示黄河内蒙古不同河型段对这些洪水的响应机制,得出黄河内蒙古河段洪水的流量—水位过程线类型有线形、顺时针环线、逆时针环线3类单一关系和线形+逆时针环线、逆时针环线+线形、"8"字形+线形、嵌套状逆时针环线以及交叉线形5类复合关系。这些关系总体上可以反映洪水过程中河床是侵蚀还是沉积、何时侵蚀何时沉积、以及冲淤是否具有反复性。黄河内蒙古冲积性河段的河道对同一次洪水过程的响应沿程表现出分化现象,其中辫状河段以河床侵蚀下降为特征,弯曲河段以河床明显沉积升高为特征,而顺直河段以少量沉积或冲淤平衡为特征。不同河型段的河道对洪水的响应趋势与洪水动能的沿程减小相适应,洪峰含沙量沿程减小是该趋势的具体体现。人造洪峰冲沙难以逆转上述淤积趋势,对防治洪灾帮助有限。     

三峡水库下游弯曲河型演变规律调整及其驱动机制

大型水库的兴建深刻改变了下游水沙输移特点,进而导致河床演变规律显著调整,水库下游弯曲河型对水沙过程改变响应敏感,是水库下游河床演变、航道整治、河势控制等方面研究的关键区域。本文基于1996-2016年的实测水文、地形资料,对长江三峡水库下游弯曲河型的演变规律及其驱动机制开展研究,结果表明：① 三峡水库蓄水前,下荆江存在“凸淤凹冲”、“凸冲凹淤”两类弯曲河型,而三峡水库蓄水后均表现为“凸冲凹淤”的一致性规律;② 在水库拦沙作用的影响下,下荆江河段平滩河槽存在累积性冲刷现象,冲刷部位集中于枯水河槽与基本河槽之间的低滩,冲淤部位调整主要由变化的流量过程所驱动,上游河势、河道边界以及支流入汇等因素均有一定驱动作用;③ 在三峡水库蓄水后缺乏大洪水的情况下,凸岸水流挟沙力随流量增加逐渐增强,水流对凸岸冲蚀力度在平滩流量级附近（20000~25000 m3/s）达到最强,平滩流量附近流量级的持续时间超过20天时,弯曲河道发生凸冲凹淤现象。而悬沙中造床粗沙的减少,增强了水流冲刷强度,加剧了凸岸的冲蚀程度。     

珠江白鹅潭卡口河段地形演变及其影响

白鹅潭位于广州市区西部,是珠江广州段水最深、河面最阔之处,前、后航道及流溪河交汇的节点,其特殊的地理区位和自然条件对广州市城市发展起着至关重要的作用。文章首先探讨珠江白鹅潭段河段卡口的地质地貌特征,利用近代地图及遥感图等数据,分析白鹅潭的河道演变及冲淤变化。结果表明,白鹅潭卡口河段的控制性作用对珠江水位的稳定具有重要的影响,白鹅潭段河床演变总体特征为河道缩窄较为明显,而淤浅相对较缓,卡口河段束窄,势必影响上游洪水下泄和缩减下游纳潮量。因此为保护珠江和广州城市的安全,应遵从河道演变规律,保证珠江卡口段两岸有较开阔的空间,不应再束窄江面。     

泥石流与环境演变

泥石流具有淤埋、冲毁、冲刷、漫流、磨蚀、直进等特性 .其堵河成湖 ,堵河溃冲 ,淤积成扇 ,垫高河床 ,改造地貌 ,改变生态系统等都是逼使环境在新的起点上进行演变 .泥石流作用过程的巨量输沙、快速沉积和堆积地貌 (多为扇形地 )都是可以利用的     

黄河上游内蒙古段河床演变及其与水沙变化的关系

对黄河内蒙古段河道大断面进行了连续4 a的测量,分析了断面泥沙冲淤与形态调整的变化过程;通过对河床形态指标变化与水沙条件的相关分析,揭示了河床调整主要的影响因素。结果显示：近4 a内不存在河槽萎缩的现象,整个河段河道存在总的冲刷降低的趋势,继承了自2004年以来该段河道以深度加大为主,河槽逐渐缓慢扩大的变化方向。整个河段平均从2011年汛后至2014年汛后,全断面冲刷了64 m²,河槽河底降低了0.16 m,河槽断面面积增加了4.4%,平均深度增加了4.9%,河槽宽度只增加了0.88%,河槽宽深比减小了4.8%。河槽冲刷和形态调整主要发生在2011年汛后至2012年汛后期间,与2012年较大的洪峰有关。分析河槽冲淤和断面形态变化与水沙条件的关系,结果显示滩唇高度、河槽过水面积、平均深度及宽深比变率与流量大小关系密切。滩唇高度、河槽过水面积、平均深度随着流量的增大而增加,宽深比随着流量的增大而减小。相反,河床断面面积和主槽宽度的变化与水沙条件的关系不显著。除了滩唇高度与平均含沙量有关外,平均含沙量和来沙系数与河床冲淤以及河槽形态变化之间关系都不显著。揭示出近年来内蒙河道主槽以垂向冲淤为主,并且流量变化控制着河槽冲淤与形态调整过程。     

河流过程的累积现象和随机模型

累积现象普遍存在于河流过程中,准确考虑前期水沙条件的累积影响对冲积河流河床演变规律的研究至关重要。为揭示累积现象的物理实质,本文对国内外多条典型冲积河流上枢纽修建后其上下游河道冲淤实测资料进行了分析。定义水沙条件变化为外部扰动,并假定其发生概率符合泊松分布及单个扰动引发的系统反馈强度随时间呈指数衰减。本文运用统计力学中的随机理论给出了冲积河流外部扰动诱发的内部反馈随时间的累积过程及其时空间演进的数学描述和理论模型,并将其应用于枢纽修建后其上下游河道形态时空调整过程的模拟。结果发现,从时间上看,断面垂向、横向及全河段的冲淤调整速率早期较快,之后迅速减缓,河床累积冲刷深度、河宽及河段累积淤积量随时间不断增大直至平衡,表现出典型的累积特性;从空间上看,坝下河段冲刷强度沿程非线性衰减直至消失,这种空间分布上的不平衡是外部扰动引发的系统反馈在空间传播的同时随时间衰减的综合结果,是河流过程累积特性的另一外在表现。模型应用结果表明,河道垂向、横向、纵向及全河段的时空冲淤调整过程均可用归一化公式来描述,计算值与实测值符合较好,相关系数R ²达0.92、0.93、0.76和0.95。本文模型同时考虑了河流过程的累积特性和系统反馈的空间传播特性,可为定量描述扰动后非平衡态河道的时空调整过程提供理论依据和新的计算方法。     

长江中游荆江河段同流量-水位演化特征及驱动成因

水库运行改变了坝下游水沙输移条件,在河道冲刷的同时,引起水位过程出现适应性调整。本文以长江中游荆江河段为对象,采用多项式拟合法,对比分析1991—2016年间分级流量—水位变化特征,采用基于河流动力学原理的分离变量法,识别河道冲淤、下游控制水位及河床综合糙率等变化对分级流量—水位变化的影响程度。研究表明：1991—2016年间,长江中游荆江河段同流量—枯水位呈下降趋势,2009年以来降幅增大;河道冲刷是引起同流量—枯水位下降的主控因素,河床综合糙率增加抑制了同流量—枯水位下降起到积极作用。1991—2016年间,荆江河段同流量—洪水位经历了先减小后增大的“凹”线型变化,2003年以前洪水特征为“高洪水流量—高水位”,2009年以来逐渐演化为“中大洪水流量—高水位”,同流量—洪水位特性发生转变;河床综合糙率增大是同流量—洪水位抬升的主控因素,河道冲刷抑制了同流量—洪水位的抬升态势。在航道条件及防洪情势上,应重点防控近坝段沙质河段冲刷引起的水位下降溯源传递作用,其洪水流量—水位特性的转变,不利于减缓荆江河段的防洪压力。     

近13a来黄河宁夏段凌汛分析

通过对黄河宁夏段近13 a凌汛情况的统计分析,结合黄河宁夏段封河和开河期间气温变化规律,找出预报着眼点,积极拓宽气象服务领域,开展黄河凌汛监测与预报服务工作,为进一步做好黄河宁夏段凌汛气象服务工作开辟了新的途径。     

南极冰盖表面冰流速研究综述

冰川表面流速作为南极冰盖物质平衡估算的一项重要内容,对于研究全球变暖背景下的海平面上升具有重要意义。随着技术的进步,南极的冰流速监测方法已经从传统的花杆测量、光学仪器边角测量,发展到先进的GPS测量和遥感观测。南极冰盖冰流速总体特征是:海岸带冰流速快于内陆冰流速,冰架冰流速快于陆地冰流速,西南极冰流速快于东南极冰流速。未来加强对数据稀疏地区的冰流速监测,扩大冰流速研究的时间尺度,开发冰流速研究的新方法以及构建冰流速波动与气候变化相互关系模型等,成为南极冰流速研究的新热点。     

Drumlin Formation Time: Evidence from Northern and Central Sweden

Large‐scale drumlins occur abundantly throughout central and northern Sweden. Whereas many drumlins in the north are an integral part of a relict glacial landscape >100,000 years old, those to the south are generally interpreted as of last deglaciation age. Typically, the latter ones have not been overprinted by younger glacial landforms. Despite this apparent difference in formation history, drumlins in both regions have similar directional and morphological characteristics. A systematic analysis of >3000 drumlins in (i) areas within relict landscapes, (ii) areas with an ambiguous deglaciation age assignment, and (iii) areas within deglacial landscapes, indicates that these latter deglaciation drumlins differ clearly in both shape and size from drumlins in the other two types of landscapes. In addition, numerical modelling indicates that basal melting conditions, a prerequisite for drumlin formation, prevailed only for a very limited time over much of northern Sweden during the last deglaciation, but lasted for longer periods of time during earlier stages of the Weichselian. A reconnaissance radionuclide bedrock exposure date from the crag of a large drumlin in the relict landscape indicates that glacial erosion, and presumably drumlin formation, at this location predated Marine Isotope Stage 7. We conclude, therefore, that the large‐scale drumlins of central and northern Sweden did not form during the last deglaciation, or during any other specific ice flow event. Instead, we suggest that they were formed by successive phases of erosion and deposition by ice sheets of similar magnitude and configuration.     

Hydrologic and geomorphic processes in the Colville River delta, Alaska

The Colville basin drains the North Slope of Alaska and is one of several large Arctic river systems located within permafrost. The timing and style of fluvial processes in the earth's permafrost regions differ from those occurring in midlatitude settings. Moreover, in comparison to temperate-zone systems, rivers located entirely within permafrost perform most of their work during relatively short periods of time. This paper examines river ice hydrology and the resulting geomorphic processes that occur within the Colville delta, Alaska. Fluvial processes and landform development within the Colville delta occur after the flood-pulse is initiated by the breakup of river ice. During this 4-month period, the geomorphic processes are largely influenced by the movement of ice. The flood-pulse and accompanying river ice influences erosional and depositional processes and results in unique styles of sediment transport, deposition, and riverbank erosion.     

Evolution characteristics and drivers of the water level at an identical discharge in the Jingjiang reaches of the Yangtze River

The operation of large-scale reservoirs have modified water and sediment transport processes, resulting in adjustments to the river topography and water levels. The polynomial fitting method was applied to analyze the variation characteristics of water levels under different water discharge values in the Jingjiang reach of the Yangtze River from 1991–2016. The segregation variable method was used to estimate the contributions of the varied riverbed evaluation, the downstream-controlled water level, and the comprehensive roughness on the altered water level at an identical flow. We find that low water levels in the Jingjiang reach of the Yangtze River from 1991–2016 are characterized by a significant downward trend, which has intensified since 2009. Riverbed scouring has been the dominate factor causing the reduced low water level while increased roughness alleviated this reduction. From 1991–2016, there was first a decrease followed by an increase in the high water level. The variation characteristic in terms of the "high flood discharge at a high water level" before 2003 transformed into a "middle flood discharge at a high water level" since 2009. The increased comprehensive roughness was the main reason for the increased high water level, where river scouring alleviated this rise. For navigation conditions and flood control, intensified riverbed scouring of the sandy reaches downstream from dams enhanced the effects that the downstream water level has on the upstream water level. This has led to an insufficient water depth in the reaches below the dams, which should receive immediate attention. The alteredvariation characteristics of the high water level have also increased the flood pressure in the middle reaches of the Yangtze River.     

南极威德尔海周边雪冰和大气气溶胶中的MSA,nssSO_4~(2-)浓度及其比率研究

分析了威德尔海周边雪冰和大气中ＭＳＡ和ｎｓｓＳＯ２－４浓度资料。结果表明,威德尔海是造成这一地区大气中高含量生物硫化物的“源”,其周边岛屿及冰架表层雪冰记载和反映了大气中生物硫化物的空间分布和季节变化特点。源区产出硫化物的强度存在显著差异：靠近南极半岛一侧高于靠近Ｆｉｌｃｈｎｅｒ－Ｒｏｎｎｅ冰架一侧。尽管诸多因素对输运和沉降过程发生影响,表层积雪ＭＳＡ和ｎｓＳＯ２－４浓度仍呈现出很有规律性的空间分布：随沉降地点离海距离和海拔高度的增加,浓度值递减;但在一定海拔之下,“高程效应”不显著。冰芯中ＭＳＡ浓度垂向分布显示出季节分配“滞后”现象,在表层表现为受天气条件制约的输运过程造成的相位差,在深层则归因于有待验证的“迁移”机制作用的结果。大气和雪冰样品对比研究结果表明,在类似威德尔海这样的高纬地区,大气中的ＳＯ２－４和ＭＳＡ“信号”在雪冰样品中会遭到不同程度的减弱。但就空间变化趋势和季节分布而言,表层雪冰仍是大气中组分（在本文是ＳＯ２－４和ＭＳＡ）的良好载体。十分接近的大气和雪冰ＭＳＡ对ｎｓｓＳＯ２－４（或ＳＯ２－４）比率证实,这两种大气组分在由大气洗净和沉降到冰雪过程中只发生微弱的分离作用。这也就是大气和雪冰中     

极地冰盖冰雷达探测技术的发展综述

分三个阶段,即早期冰雷达系统(20世纪60至80年代)、第二代冰雷达系统(20世纪8O年代至2000年)和新冰雷达系统(2ooo年之后),综述了极地冰盖冰雷达探测技术的发展。最后,展望了冰雷达探测技术未来的发展趋势。     

黄河口清水沟流路的河床演变及其影响

黄河口清水沟流路先后经历了游荡型,顺直型和弯曲型和河床演变阶段。与此同时,河流的冲淤变化经历了摆动淤积,造床冲刷和延伸淤积三个阶段,这些变化对河床纵剖面,水位和险情带来了某些较深刻的影响。     

南极海冰区冰藻类群及兴衰过程

本文总结了国际上对南极冰藻类群及其生理生态特性的多年研究成果 ,结合我国科学家在南极长城站以及在戴维斯和中山站的越冬研究 ,阐述了南极海冰区的冰藻类群及其形成机理 ,对冰藻的形成、存活、旺发和消亡过程进行讨论 ,并对大洋浮冰区和近岸固定冰区冰藻类群的生态特性进行对比 ,提出了今后有待进一步深入研究的领域