长江大通-河口段枯季的径流量变化

通过实地调查和收集长江下游1950－2000年水文、水利工程资料，建立了长江大通以下枯季径流量变化地理信息系统，分析了影响长江大通水文站以下径流量变化的水文过程，探索了这一区间枯季径流量变化的成因与过程。调查研究表明，截止2000年大通以下各类抽引水工程的总数已达64个，抽引水能力达到了4626m^3/s（潮周期内平均轴引水流量）。实际抽引水量呈现很大的年、季波动，这与本区气候干旱情况、农作物生长期、跨流域调水量等多种因素有关。研究表明：大通－河口段沿江两岸大量的抽引水已成为影响长江大通以下枯季入海流量变化的最重要的因素。本文在过去实际抽引江水资料的基础上，估算了过去不同水文、气候背景下长江大通以下枯季径流量的变化幅度及其对入海流量的影响，并利用实际数据进行了验证。在此基础上，探讨了未来长江大通以下枯季的径流量变化趋势。     

不同流路时期黄河下游河道的冲淤变化过程

运用统计学方法对1950-2007年的水沙数据以及不同流路各水文站同流量(3000m³/s)水位变化进行了分析,结果表明:黄河下游河道表现出淤积-冲刷交替出现的变化过程,当进入下游的含沙量为18.6kg/m³时,河道冲淤表现为动态平衡。艾山以下河道的冲淤变化过程除受水沙条件控制外,还受到流路变迁的影响。流路变迁初期河道发生溯源冲刷作用,中后期河道发生溯源淤积作用。各站同流量水位变化,神仙沟流路主要为下降,河道以冲刷为主;刁口河流路主要为升高,河道以淤积为主;清水沟流路有升有降,河道冲淤互有,总体表现为淤积。流路变迁对河道横断面形态的影响主要在利津以下。     

低空遥感无人机影像反演河道流量

河道流量在维持水圈系统稳定性、估算国家水能资源可开发量等方面具有重要作用。卫星遥感受其分辨率限制很难准确反演中小河流流量,近地面遥感流量计算方法及传统水文测流方法技术复杂、设备昂贵、测算效率低,限制了其在无资料区、灾害突发事件非接触式应急监测等方面的广泛应用。为此,在充分吸收国内外遥感反演河道流量方法优点的基础上,基于低空遥感无人机（UAV）影像,提出了一种适用于各类尺度河流的高效、非接触、简易快速反演河道流量的方法。该方法提供了有、无地面实测大断面两类情况下流量反演途径,通过无人机影像生成点云和表面高程（DSM）,基于点云和DSM获取水面宽、糙率、水面比降以及水上大断面信息,采用水力学方法计算河道流量。并根据地面336组野外站点实测数据验证了方法的精度,进一步分析了无地面实测大断面情况下的流量计算误差。结果表明,反演流量在高值区略高于实测流量,可以满足灾害应急监测流量精度需求（R ²= 0.997,RMSE = 4.55 m ³/s）;无地面实测大断面资料而进行概化时,流量计算误差随水位升高、河宽增大而减小,最大累积误差为最大过水流量的8.28%,误差主要来自于水位低、河宽小、流量小的过水断面底部。考虑到研究区大断面多样性受限,而人类活动影响下的河底断面复杂多样,未来尚需进一步研究提高近河底处大断面概化精度,以提高无地面实测大断面情况下的流量反演精度。本文利用无人机遥感影像反演河道流量的思路可为灾害应急监测提供快速流量监测的新途径,也可为无资料地区遥感水文测站的建立提供重要参考依据。     

塔里木沙漠南缘安迪尔河水文特征分析

安迪尔河位于塔里木沙漠南缘,发源于昆仑山,上游河水沿河床大量入渗,中游为干河床,下游为泉水溢出补给型河流。安迪尔河缺乏水文资料,以临时水文站1998年实测水文资料为依据,对安迪尔河的水文特征进行分析,以便说明泉水型河流水文特征。分析了安迪尔河水位年内变化、冰期水位、畅流期水位、洪水期水位的变化特征;对安迪尔河水位流量关系进行了分析,建立了相应的水位流量关系方程式,并对冰期、畅流期的、洪水期逐日平均流量和流量特征进行了推求和分析,安迪尔河1998年泉水溢出量为0.5528亿m3。     

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。     

三峡大坝下游水位变化与河道形态调整关系研究

三峡水库蓄水利用已有13年,对坝下游洪、枯水位和河道形态调整的影响已初步显现,通过对1955-2016年长江中游水位、河道地形等资料的分析,结果表明：① 坝下游各水文站同流量枯水位下降、洪水位变化不大,最低水位上升,最高水位下降趋势;② 2002年10月-2015年10月枯水河槽冲刷量占平滩河槽冲刷量的95.5%,冲淤分布由蓄水前“冲槽淤滩”转为“滩槽均冲”,不同蓄水阶段存在差异;③ 河槽冲刷过程中,上荆江及以上河段枯水位下降趋势趋缓,下荆江及以下河段下降速率增加,应采取防控措施遏制河道水位下降趋势;④ 枯水河槽冲刷是长江中下游航道水深提升的基础,枯水位降幅小于深槽下切深度,在河道和航道整治工程综合作用下航道尺度提升,提前5年实现了2020年航道尺度规划目标;⑤ 平滩水位以上河槽形态调整不大,在河床粗化、岸滩植被、人类活动等综合作用下河道综合阻力增加,出现了中洪水流量—高水位现象,应引起足够重视。三峡水库汛期调蓄作用可有效提升中下游洪水防御能力,但不排除遭遇支流洪水叠加效应,中下游洪水压力仍然较大。     

湿周法估算河道内最小生态需水量——以滦河水系为例

湿周法是以湿周作为衡量栖息地质量的指标来估算河道内流量的最小值。通过建立河道断面湿周与流量的关系曲线,依据该曲线确定变化点的位置,估算最小需水量的推荐值。根据国外对湿周法的研究应用,分别采用对数函数和幂函数关系对湿周—流量关系进行拟合。从理论上分析了湿周法采用斜率为1法和曲率最大法确定变化点的不同,得到不论采用对数函数还是幂函数关系拟合流量—湿周关系,斜率为1法的估算结果都要大于曲率最大法的估算结果。把湿周法应用到滦河流域两个水文站,以曲率最大法确定变化点,估算了两个站点的最小生态需水量。结果表明：①对数函数拟合流量－湿周关系得到的最小生态需水量都要大于幂函数拟合流量－湿周关系的结果;②湿周法估算的生态需水量都能满足河道内最小生态需水的要求,且较小河流对生态需水量的要求相对较大河流更高。     

基于多源遥感数据的1970—2020年巴尔喀什湖动态监测

利用ICESat-1、CryoSat-2测高数据与水文站实测数据,分析了1970—2020年巴尔喀什湖水位变化特征,结合MOD09A1数据及相关资料分析了巴尔喀什湖长时间序列面积和水量变化状况,并利用巴尔喀什湖流域灌溉数据及Climatic Research Unit(CRU)气象数据,简要探究了气候变化及人类活动对湖...     

河流水情要素遥感研究进展

河流是促进地貌形成和演化的重要因素,也是地球上最重要的淡水资源之一。河流的水体范围、水位/水深、流量、水质和冰情等水情要素在水资源动态监测和水文生态环境保护等研究中具有至关重要的作用。通过水文站观测河流可获得站点上的水情信息,但该方式在财力、物力方面均耗费巨大。同时,对于日益增长的河流水情信息需求,迫切需要一种能够快捷、准确补充河流实测数据的方法。遥感凭借全方位、多时相的对地观测能力极大地提升了河流水情信息获取的效率,已广泛应用于多尺度水情监测、无资料流域水文模拟等多个方面,取得了丰硕的研究成果。因此,有必要对近年来遥感应用于河流水情要素反演所取得的进展进行归纳、总结和展望,以期进一步促进遥感数据和方法在该领域的应用。论文以“河流水情要素遥感”为主题,系统归纳了河流水体遥感提取的常用传感器及方法、水位/水深遥感反演方法、河道流量遥感估算、河流水质及河冰遥感监测的研究进展,详细归纳了利用光学/微波遥感等不同类型的遥感手段获取河流水体范围、水位、水深的优势与不足,总结得出了河流水情要素遥感研究的数据、方法及应用方面的主要结论：① 新型遥感数据在河流水情要素监测中的应用愈加广泛,在空间分辨率、时间分辨率或光谱分辨率等方面不断突破,进一步丰富了河流水情要素研究的数据来源;② 多数中低空间分辨率光学影像依旧面临混合像元影响水体提取精度的问题,合成孔径雷达影像也存在数据处理算法开发难度大的问题,细小河流及非开阔水体的提取方法仍需探索;③ 大数据和云计算技术的发展为实现大尺度、长时序的河流水情要素高时空分辨率遥感监测提供了高效手段。     

珠江河网横向汊道水面线演变过程及原因探讨——以东平水道为例

基于1960－2016年东平水道三水、紫洞、澜石、浮标厂月均潮差、余水位数据及三水、马口站月均流量数据,以1993年三水－马口分流比突变为切入口,探讨余水位坡度及潮波衰减率等径－潮动力改变下,东平水道水面线与余水位曲率的时空演变特征及其影响因素。结果表明：东平水道在1993年三水分流比剧增之后,1）余水位坡度或潮波衰减率与流量的双累积曲线斜率下降,即余水位坡度或潮波衰减率对流量的依赖性减弱;2）东平水道水面坡度整体下降且上游（紫洞－三水河段）降幅最大,不同季节坡度的变化率介于-67%~-4%,水面线由下凹转为上凸,即曲率由正转负。同时,曲率波动幅度明显减弱,1993年前曲率波动介于2×10^-10~5.48×10^-10,而1993年后波动介于-0.9×10^-10~-0.07×10^-10。上述曲率变化在冬季较夏季显著;3）上述水面线异变的主要原因为,东平水道中上游河道挖沙导致河床地形大幅下切、水位下降、来水量增大,且同时期的航道疏浚加剧这一变化;下游主要受滩涂围垦影响,河道淤浅。以上地形变化导致河道中游径、潮流量增大,径－潮双向顶托使水面线转变为上凸型。受北江上游飞来峡水库调蓄影响以及过水断面宽深比、海平面变化等季节性调节作用,东平水道冬季水面线及曲率变化较夏季显著。     

塔里木河下游生态输水河道两侧区域地下水运动规律研究

根据塔里木河下游断流区域含水层水文地质特征及其实际输水过程中河水对浅层地下水的补给规律,建立了塔里木河下游绿色走廊生态输水河道附近区域地下水运动的一维非稳定流模型,并通过在整个输水过程中流量与水位两种边界条件相互转换的一种方法求解模型。最后应用上述模型分析了间歇性输水条件下塔里本河下游断流河段河道两侧地下水位恢复状况,为输水生态效益的定量评价及其今后输水工作的决策提供理论基础。     

长江中下游河道岸线的整治与开发利用

通过分析长江中下游河道的各段的整治措施，提出长江中下游河道整治的关键是：（1）控制河势，治理河岸崩塌，增强河床与河岸的稳定性；（2）充分重视三峡工程建成后对河道变化产生的影响；（3）科学合理地控制好长江采砂。并分析了长江岸线开发利用现状及存在问题，提出了岸线利用的原则。在长江中下游河道岸线利用过程中，还存在：河势不稳定，布局不合理，深水浅用浪费岸线资源和水污染严重等问题，提出遵照河道演变规律开发岸线，保护河岸工程的安全，根据河岸水质污污染与河床特点合理布置引水口和排污口，提高引水质量。     

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.     

长江干流江苏段44 年来河道冲淤变化的时空特征

通常认为气候变暖引起的海平面上升将导致下游河道的淤积, 流域水土保持和水库建设引起的上游来沙量的减少将导致下游河道的冲刷。然而, 长江下游河道是如何对海平面上升和上游来沙量的减少做出响应的, 至今还没有直接的确凿的证据。在地理信息技术支撑下, 对长江干流江苏段(约330 km) 5 个时期1:25000~1:60000 的河道地形图进行了数字化, 建立了1959、1970、1985、1992 和2003 年河道数字地形图, 对河道的冲淤变化进行了计算分析。 结果表明, 长江干流江苏段在1985 年前后发生过明显的河道冲淤转换: 由1959-1985 年之间的平均淤积状态转变为1985-2003 年之间的平均冲刷状态。主要原因是1985 年以后该河段的上游来沙量的减少。1959-1985 年之间长江干流江苏段河道的淤积过程, 存在着由上游向下游推进的“顺流堆积”现象。1985-2003 年之间, 下段冲刷速率大于中段和上段。     

Geometric properties of river cross sections and associated hydrodynamic implications in Wuhan–Jiujiang river reach, the Yangtze River

Based on measured hydrological data by using ship-mounted Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) instrument, we analyzed shapes of river cross sections of the middle Yangtze River basin (mainly focusing on Makou and Tianjiazhen river reach). Hydrodynamic properties of river channels were also discussed. The research results indicate that nonlinear relationships can be identified between river-width/river-depth ratio (W/D ratio), sizes of cross section and mean flow velocity. Positive relations are detected between W/D ratio and mean flow velocity when W/D<1; and negative relations are observed when W/D>1. Adverse relationships can be obtained between W/D ratio and cross-section area. Geomorphologic and geologic survey indicates different components of river banks in the wider and narrower river reaches respectively. These may be the main driving factors causing unique hydrological properties of river channels in the middle Yangtze River basin. Narrower river cross sections tend to raise water level in the upstream river reach near narrower river channel, giving rise to backwater effects. River knots can cause serious backwater effects, which is harmful for flood mitigation. However river knots will also stabilize river channel and this will be beneficial for river channel management. The results of this paper may be helpful for flood mitigation and river channel management in the middle Yangtze River basin.     

Channel characteristics and formation mechanism of Ganjiang River

1 General Situation of the Drainage BasinGanjiang as one of the eight major tributaries of Yangtze River, runs through the entire Jiangxi Province and holds a very important position. It consists of 46 counties and cities, representing 54% of the province total land area and 55.4% of its total population. The output value of industry and agriculture accounts for 58.3%. Different calculation results exist concerning both the length and drainage area of Ganjiang River. According to Dictiona…     

关于长江正源的确定问題

江源水系诸河,地处青藏高原腹地,因人迹罕至,对那条河是长江正源,历史上并没有一个统一的认识可以遵循。通过考察后,在江源诸河中,论长度,沱沱河(包括源头冰川)最长,当曲稍次;论河道上下游的一致性,尕尔曲最顺,沱沱河其次;而论水量,当曲最丰,沱沱河其次。综合以上因素,我们认为沱沱河长度既长,方向又顺,应为长江正源。综合上述观点,我们算得:由沱沱河源至四川省宜宾,长3474公里;宜宾至长江口约为2806公里。由于长江中下游下流主泓经常摆动,入海口段已有相当延长,故长江全长约为6300公里。     

The impact of water transfers from the lower Yangtze River on water security in Shanghai

Shanghai is a megacity that increasingly relies on water drawn from the Yangtze River estuary. During periods of low flow, water in the estuary can become too saline for use in city water supplies. River flow is measured at the Datong gauging station 680 km upstream from the river mouth. Several existing and planned river water extractions are located below Datong, including the Eastern Route of the South-North Water Diversion Project (ERP). The effect of these extractions on discharge into the estuary and the associated salinity levels may be significant, even though the extractions are not reflected in the discharge at Datong. We estimate the effects of these downstream extractions on water discharge into the estuary (rather than at Datong), particularly the critical discharge level below which salinity compromises water security in Shanghai. Our results show that the ERP will cause the discharge into the estuary to fall below critical levels between December and February in dry years and January to February in normal years. Future water transfer projects along the lower Yangtze River will further compound the problem. Maintaining Shanghai's water security is therefore a significant challenge for China's water resource management institutions.