黄河内蒙古段洪峰特征及水沙关系变化

本文通过黄河头道拐站1950-2009 年水沙年系列进行突变点分析, 识别出1969 年、1986 年、1996 年3 个突变点, 将黄河内蒙古段水文过程划分为4 个时期。在此基础上, 利用内蒙古段6 个水文站长系列日流量、日含沙量及泥沙组成数据, 划分了各站的夏汛洪峰, 并统计分析了分期洪峰的水沙分布特征和洪峰水沙关系, 揭示出夏汛洪峰流量和输沙率逐渐减少的规律:1996-2006 年与1954-1968 年相比, 夏汛洪峰水沙量占全年水沙的比例都减少了约一半, 流量级频率与输沙率乘积的峰值对应的流量也降低了约一半。分析认为, 黄河内蒙古段夏汛洪峰特征阶段性变化既有大型水库的影响, 又有气候变化及人类活动的影响, 而且后者的作用越来越大。分析发现, 20 世纪90 年代以前, 黄河上游水沙变化只是改变了内蒙古段来沙中粗颗粒泥沙的水沙关系, 显示出大流量输送粗颗粒泥沙能力相对增强的趋向;进入内蒙段后, 通过泥沙冲淤调整, 分粒径组泥沙水沙关系变化比较复杂。近期在水沙条件巨大变化下, 河流的输沙特性并没有发生根本变化, 但是无论全沙还是分组沙, 水沙关系曲线变陡, 大流量输送泥沙能力相对增强。     

无定河上游河道对沙漠化的阻截效应

干旱向湿润转变的过渡区受到风力与水力的交互作用,交互作用形成的风水复合地貌显著区别于单一风力或水力形成的地貌,探究风力与水力的交互作用有助于对干旱-湿润过渡区地貌过程的理解.基于野外考察、遥感影像解译和沉积物粒度分析等手段,分析了无定河上游河道对毛乌素沙地东进的阻截效应,结果表明:(1)无定河上游河道的西侧以流动、半流...     

海河流域产沙模数尺度效应的空间分异

基于流域完整性、地形的相似性,将整个海河流域分为9 个分区,分析了各分区产沙模数的尺度效应。结果表明,在双对数坐标系上,产沙模数与流域面积的关系呈现出3 种类型：① 线性负相关,即产沙模数随流域面积的增大而减小;② 无显著相关,即产沙模数随流域面积的增大基本保持不变;③ 线性正相关,即产沙模数随流域面积的增大而增大。从地形、分区的位置以及土地利用状况方面对所有分区产沙模数的尺度效应进行分析,并对1000 km²标准面积下产沙模数进行校正。基于校正后的数据,利用ArcGIS 的Kriging 空间插值法,绘制了校正后的产沙模数图。校正结果显示,流域侵蚀模数的空间分布总体表现为自西向东逐渐减小的趋势,这与流域地形的总体变化趋势是一致的。流域西部以山地为主,因而侵蚀强度大,产沙模数高;东部以平原为主,是泥沙的淤积区域,因而产沙模数低。最后,对图中产沙模数的高值区域,从气候、植被和侵蚀作用力3 个方面进行了成因分析。     

夏季风等环流因子对黄河中游径流量周期变化的影响

基于黄河中游4个水文站1919~2010年还原的天然径流量、1873~2011年的夏季风强度指数、北大西洋涛动指数（NAO）和西太平洋副高指数等资料,利用Morlet小波方法分析了黄河中游河口镇-龙门区间（简称河龙区间）,龙门-三门峡区间（简称龙三区间）和三门峡-花园口区间（简称三花区间）径流量的周期变化,并探索了夏季风、中纬度西风与西太平洋副高等环流因子对黄河中游3个区间径流量周期性变化的影响。研究发现,黄河中游3个区间径流量的变化对夏季风、中纬度西风和西太平洋副高存在差异性响应,季风对于黄河中游的径流量不仅在时间上具有趋势性的影响,更为重要的是存在周期性的控制作用,在80 a长周期上对于整个黄河中游都有控制作用,但影响黄河中游降水-径流过程的不仅仅是夏季风,相关统计结果表明还受到西风带和西太平洋副高周期的影响。3个区间都存在一个中等尺度(25 a)的周期,这个周期在夏季风上没有得到体现,河龙区间和龙三区间的25 a周期是受西风带影响所致,而三花区间的中尺度25 a周期是西太平洋副高指数的强度和西界的作用所致。     

黄河内蒙河段河床冲淤演变特征及原因

利用黄河内蒙段1962-2000年间4期大断面观测资料,计算了各期河床冲淤和河槽形态指标。发现从1962-2000年间前20年、中间9年及后9年,内蒙河段河槽500m²过水面积下河底高程发生了降低-升高-再升高的过程;河槽漫滩过水面积经历了升高-降低-再降低的过程,2000年只有1982年的大约一半;滩地经历了持续淤积过程,平均抬升0.25m;河槽宽深比值经历了变化不显著-增加-减小的过程。分析结果表明:气候变化、引水、水库拦沙和重点产沙支流来沙变化在河床冲淤和河床形态调整中作用较大;水库对径流的年内调节对1982年后河槽淤积贡献较大;来水来沙变化下河流多要素自动调整是造成河槽形态变化过程复杂的原因。     

张家界甘溪砾石沉积物粒度的空间变化及其原因

以往研究沉积物粒度分布规律时,主要局限于砂质沉积物,至多涉及细砾,对于卵砾、卵石、漂石等粗大砾石沉积物的粒度分布规律很少涉及。以张家界山地河流甘溪现代砾石沉积物为研究对象,样品的颗粒粒径介于23~663 mm,分析了河床、心滩和河岸沉积物样品的累积频率分布曲线。结果表明,这些河流砾石沉积物具有较好的统计规律和空间变化趋势,其分布特征可以用累积频率曲线来表达,一般呈现出清晰的两段式或三段式分布特征,是对不同水位洪水动力的响应。粒度参数反映出这些砾石沉积物具有较好的分选性和球度。河道砾石的中值粒径沿程变小,反映了河流水动力沿程变小的规律。岩壁崩塌的砂岩块体短期难以受到流水的充分改造,使河流沉积物的峰态呈现多样化;漂石及卵石缝隙间拦截了低水位洪水所携带的部分较细砾石,引起河道砾石沉积物呈现负偏。该项研究对于山地河流巨大碎屑沉积物的定量研究具有启示作用。     

黄河中游生态水文模型及洪旱灾害风险评估

黄河中游地区生态环境脆弱,易受到严重的洪旱灾害威胁。近年来,在大规模梯田建设和植被恢复工程等人类活动影响下,黄河中游水土流失治理水平稳步提高,发挥了消洪抗旱减灾的作用。但与此同时,黄河中游植被建设导致土壤干层加剧、产流产沙下降,增加了干旱风险;城市扩张也导致城市化地区孕灾环境剧变,暴雨洪水风险增加。目前针对变化环境下流域水文—泥沙—植被协同演变机理的认识还不够清楚,需要充分考虑工程扰动后流域水文—泥沙—植被重新建立新平衡的过程,科学评估大规模梯田建设、植被恢复工程和城市扩张等人类活动对洪旱灾害风险的影响,发展变化环境下黄河中游智慧化生态水文模型,预估大规模人类活动对洪旱灾害的长期后继影响,为黄河中游生态建设与水利工程协调发展有效防范化解洪旱灾害风险提供科技支撑。     

风电场风机叶片覆冰气象条件及覆冰模型研究进展

随着我国风电行业的快速发展，覆冰已经成为严重威胁风电场安全稳定运行的因素之一，针对这一问题，国内外学者陆续开展了相关研究。综合现有研究成果，从覆冰概况、研究方法分类、影响覆冰的因素、风机叶片覆冰期特点等方面做了总结。大量的研究成果显示：影响风机叶片覆冰的气象因素主要为环境温度、相对湿度、风速、液态水含量（Liquid Water Content,LWC）和体积中径（Median Volume Diameter,MVD）等。此外，冰风洞试验和数值仿真模拟方面已有很多成果，而覆冰模型法的研究还较少，后续研究的重点是开展对高分辨率数值预报产品的订正研究，构建适用于本地的风机叶片覆冰模型，为风电场提前预警覆冰期以采取融冰措施、合理安排生产等提供科学参考。