以色列Ayalon河的突发洪水预报模型

建立了以色列中部Ａｙａｌｏｎ河的突发洪水实时预报混全模型，该模型由四个模型组成，即两个主要支流上游站的流量自回归模型；水流从上游站到下游站的传播时间模型；上游站和下游站之间集水面积上的时面汇流曲线和下游站的退水曲线。     

双向线性回归法在椒江临海站水位预报中的应用

将感潮河段预报断面的洪水过程视作上游洪水波和下游潮水波双向传播后的叠加,两个传播过程分别应用水位演算方法进行模拟计算,再结合多元线性回归法,以此建立同时受多个主要上游洪水及下游潮汐影响的水位预报模型.该模型方法简单.物理概念清楚.本模型在椒江感潮河段临海站的水位预报过程中取得了良好的效果.     

水库异重流一维水沙耦合模型

建立了基于库区不规则断面的一维非恒定异重流数学模型,并采用明流与异重流水沙输移模型交替运算的两步模式,即用潜入条件动态判别异重流计算的上游边界位置,将潜入点上游的明流浑水段与下游异重流段计算连接起来。水流运动、泥沙输移与河床变形过程完全耦合,采用TVD(Total Variation Diminishing)形式的MUSCL-Hancock格式进行数值求解。将该模型应用于恒定流量与释放定量悬沙两种条件下的异重流水槽实验模拟,比较了有无水面梯度项对模拟精度的影响,计算结果表明该模型能较为准确地预测异重流的厚度、含沙量分布及传播过程。     

三峡水库近20年水面蒸发量分布特征及趋势分析

水面蒸发是三峡水库水体水量损失的主要部分,是研究水库水量平衡的基本要素。收集了三峡水库沿线7个气象局近20年的水面蒸发量观测资料,通过整理和合理性检验后,对三峡水库水体的水面蒸发量以及蒸发能力在空间和时间上的分布特征和变化规律进行了分析。分析成果表明:各观测站水面蒸发量逐月变化规律均一致;水面蒸发量逐年变化呈波动性,年蒸发量在变化过程中有显著下降的趋势。空间变化特征是月水面蒸发量由上游至下游呈现多个峰值和谷值的变化;年蒸发量是库区上游站点年蒸发量偏小,沿程变化从上游沙坪坝到下游巫山逐渐增大,然后从巫山到下游巴东逐渐变小。     

含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析

为了研究三角洲河口风暴潮溃堤时的盐水运动规律,建立一、二维耦合的盐度数学模型对风暴潮溃堤时的盐水运动进行模拟。模型考虑洪泛区建筑物对盐水运动的影响以及溃口的渐变发展过程。用2008年多个测站的实测数据对河网模型的潮位和盐度计算结果进行了验证。将模型应用于珠江三角洲河网某近海溃口风暴潮溃堤的盐水运动模拟,并绘制了最大盐度等值面图。计算结果表明,该溃口大部分区域的溃堤积水盐度超过了4psu,因此,溃堤洪水的高盐度积水影响不容忽视。通过比较“溃堤”和“不溃堤”两种情况下的河网盐度计算结果,发现上游河道的溃堤分流增大了河道的纳潮量,促使涨潮量增大,增大了下游河网的咸潮上溯风险,减弱了上游来流对咸潮的压制效果。     

堰塞湖沉积物粒度特征分析——以岷江上游叠溪古堰塞湖为例

对叠溪149个古堰塞湖沉积物样品作了物质组成分析、粒度参数计算和概率累积曲线的统计,结合有关资料对比分析了不同沉积环境中沉积物的粒度特征。结果显示湖相沉积上游段的沉积物主要是粉砂质砂和砂质粉砂,中游和下游段的沉积物较细,主要是黏土质粉砂和粉砂。受河流扰动的影响,湖相沉积上游段沉积物的粒径较粗,平均粒径在4～6φ之间,多为负偏度,峰态宽平,分选性差;中游和下游段的平均粒径在6～8φ之间,均为正偏度,峰态中等,沉积物的分选比上游段好。堰塞湖沉积物是由三个或四个粒度次总体组成,其中上游段沉积物含有4个次总体,中游和下游段含有3个次总体,受物源区的控制,上游段中推移总体的含量远大于中、下游段。这些特征均表明堰塞湖上游段沉积物的搬运方式和沉积环境与中、下游段明显不同。与其他环境中的沉积物相比,堰塞湖沉积物的截点偏细,跃移组分分选性最差。     

砒砂岩区小流域沟冻融风化侵蚀模型研究

文章通过砒砂岩区西召沟小流域冻融风化侵蚀实测资料,分析了冻融风化侵蚀与沟道各变量之间的关系。确定了该流域相同种类支沟上、中、下游的冻融风化坡面侵蚀模数、单位沟沿线沟角线长度和侵蚀量值,不同种类支沟冻融风化坡面蚀模数及单位长度沟沿线沟角线长度和的侵蚀量的比例关系,及上、中、下游冻融风化侵蚀侵蚀量的比例关系。据此建立了小流域单位长度沟沿线沟角线冻融风化侵蚀量比例模型和冻融风化侵蚀模数比例模型。根据西召沟小流域上游20条沟谷的资料,利用两种模型对该流域的冻融风化侵蚀量进行了模拟计算,两种模型的模拟计算结果分别为23757．9t和29165．1t,相差18．5％。     

深尾水消力池非完全宽尾墩消能试验研究

为解决下游深尾水工程中常规底流式消力池内由于消能紊动不足引起出池水流二次水跃、冲刷下游天然河床等一系列工程难题,结合物理模型和数值模拟对比研究平尾墩、常规宽尾墩以及非完全宽尾墩下游消力池内流场差异。研究结果表明:非完全宽尾墩利用平尾墩闸室与相邻宽尾墩闸室入池水流横向水位落差和纵向流速梯度,迫使雍高射流入池水流呈弧形横向扩散、碰撞,显著增强剪切紊动,促使消力池上游区域形成由底至表不断发展壮大的立轴旋滚,提升消力池内能量紊动耗散、降低出池水流流速,完全解决常规底流式消力池中易出现的二次水跃、消能不充分等问题。     

生态环境与社会经济复合系统的协同进化

在系统分析水资源约束下生态环境与社会经济复合系统的竞争与合作关系的基础上,以协同学理论为基础,建立了复合系统的有序度模型和复合系统的协同进化模型,给出了相应的计算方法。论文对模型进行了相应分析,指出在不同情况下复合系统的协同进化分为3种情况:部分竞争替代、部分竞争共存、完全独立共存。以黑龙江垦区1986~2006年生态环境和社会经济复合系统的统计数据为基础,建立了相应的协同进化模型并进行分析计算,结果符合实际。     

植被分布对小流域产流影响的数值实验

基于二维运动波模型,建立了一个适用于小流域场次降雨产汇流过程的动力学模型。通过对典型小流域内不同区域(坡顶、坡中及坡底区域及距离流域出口的远近)种植植被时产流过程的数值模拟,分析了小流域内植被分布对产流过程的影响。结果表明:植被分布及其特性对小流域场次降雨产流有较明显的影响;下游区域种植植被的减水效果和延滞洪峰作用优于上游区域,陡坡区域减水效果优于缓坡区域,且郁闭度越大,这种差别越明显;在该研究条件下,下游区的减水效果可达到上游区的3倍;30%郁闭度条件下减水效果可达10%和20%郁闭度条件下的3倍和1.4倍。     

贵州桐梓新桥浑水河的成因再探讨

通过对新桥浑水河上游明流段、中部伏流段、下游浑水河段实地调查,并结合该区1:20万区域地质资料、区域水文地质资料及煤矿勘查资料,在分析浑水河区域构造背景及水文地质特征的基础上,研究了浑水河的水动力条件,包括纵向水动力条件和横向水动力条件,认为浑水河是特殊构造通道、水土流失带来的粘土颗粒物源、携带粘土颗粒的水体进入地下伏流,粘土颗粒在河床中沉积后又被流水带出的一个过程,即"流失→带进→沉积→带出"过程。浑水河的成因:1浑水河的特殊构造,具备了通道条件;2上游水土流失带来的大量细小粘土颗粒提供了物源;3洞湾水体"盲谷"是浑水的物源载体;4地下伏流的水动力条件,包括纵向水动力条件和横向水动力条件,四者共同作用的结果。     

水库对河流水温影响的评价指标

水库对其下游河道水温影响是目前水电工程环境影响评价的重要内容之一。在分析水库干扰后的河流水温波动特征的基础上,构建了水库对其下游河道水温影响的评价指标:基线偏离指标、相位偏移指标和极值变幅指标。对各指标含义进行界定并建立其函数表达式,提出水库对河流水温影响的指标评价方法。选取黄河上游已开发梯级水库为例,应用提出的指标评价了该梯级水库对河流水温的时空影响。研究表明:对于不同调节类型的水库,指标能够敏感地辨析水库对河流水温季节性波动、水温滞迟和均化作用等影响;也可判别其对水温影响的主要特征。此外,针对受影响河段的不同位置分析各指标的波动趋势,可揭示梯级水库对其下游河道水温累积影响的变化程度。提出的指标具有通用性,可为其它流域开展水库水温影响研究提供科学参考。     

入海水系整治水情数值模拟方法

入海水系河道纵横交错，其水流同时受上游河道来水、下游出口潮汐顶托、水工建筑物调控等的综合影响，水文情势十分复杂。采用水文预报与数值模拟结合的方法，对上游各边界河道采用由瞬时单位线法推得的设计洪水过程作为入流条件，对入海边界根据潮位过程及水工建筑物调节规程确定出流边界条件，进行了来水与潮位不同遭遇多种工况下的水文水流预测模拟，为水系整治提供水情依据。     

长江荆江河段滩槽演变与航道水深资源提升关系

长江是中国的“黄金水道”,通过系统性航道整治和疏浚维护,长江荆江河段航道水深已由2002年的2.9 m提升至2020年的3.5～3.8 m,但仍低于上游三峡大坝库区(4.5 m)及下游河段(4.5～6.0 m),航道水深与上下游不衔接且制约长江航道综合效益发挥。为了适应上下游航道水深,需提升荆江河段航道尺度,亟需明确航道水深资源、碍航特征与河道演变等关系。以长江荆江河段为对象,分析1960—2020年水沙及地形等资料,开展长江中游荆江河段滩槽演变与航道水深资源提升关系研究。研究表明：三峡工程运行后荆江河段以枯水河槽冲刷为主,冲刷量占全部冲刷量的90.97%,江心洲和边滩面积减少18.3%,其中江心洲、边滩面积减幅分别为9.4%和24.9%;在河床冲刷与航道整治工程实施条件下,以4.5 m×200 m(水深×宽度)进行航道尺度核查,荆江河段碍航总长度占全河段5.3%;4.5 m水深碍航特征包括砂卵石河段枯水位下降幅度高于河槽下切深度引起航道水深不足,沙质河床内弯曲河段“凸岸侧边滩冲刷、凹岸侧深槽淤积”引起滩槽形态及航道边界不稳定,以及分汊河段内洲滩萎缩与汊道间不均衡冲刷引起枯水航路不稳定...     

南水北调中线输水调度实时控制策略

科学合理的输水控制策略是保障长距离调水工程安全平稳运行的基础,根据控制策略实现向各分水口门供水计划的目标。在总结现有输水调度控制研究成果基础上,通过结合调度运行实际,综合考虑目标水位控制的鲁棒性、水位降幅的约束性、渠道上下游水情的统筹性因素,对输水调度控制策略进行了改进,提出了基于流量变化、水位变幅相耦合的实时调度控制策略。根据流量变化对渠段进行水量平衡分析,实施宏观控制,同时根据水位及其变幅实施微观调控。模型应用于南水北调中线渠段水位调整典型工况,通过渠首至测试断面坟庄河节制闸之间,约1 100 km的输水调度,成功实现了坟庄河节制闸前运行水位按需求降低0.5 m的目标,此过程中保持了其他渠段运行平稳。而传统控制策略由于未统筹考虑上、下游水情和水位降幅限制,测试时出现坟庄河节制闸前水位骤降,而其下游水位骤增的不利情况。     

Some scientific problems facing research on hydrological processes in an inland river basin

The challenge is put forward to scientific hydrology by the advancement of water sciences; that is, how should we carry out a multidisciplinary, integrated and cooperative research on hydrological processes in the basin, regional and global scales, in order to better understand the role water plays in the changes of the natural resources and environment of the earth, and to understand the hydrosphere and its interactions with the atmosphere, lithosphere and biosphere. How the changes and transformation of the components of the water cycle and water balance occur in an inland river basin has yet to be understood. We also need to understand what the interactions of water cycle, ecosystems and environment are, and what the responses and feedback of the changes to global change and to human activities are. The water cycle in an inland river basin characterizes the runoff generation region of the mountains upstream, the artificial oases region of water resources exploitation and utilization midstream and the natural desert oases region of runoff dissipating downstream. The mountain hydrological processes are discussed from water cycle, energy balance, water balance and ecological processes. The interactions of water and vegetation are discussed in relation to ecohydrology, and the hydrological processes in the ground water-soil-vegetation layer are discussed from the concept of the critical zone newly put forward abroad. The basic frame is put forward to carry out the field measurement, experiment and studies of hydrological processes in a typical inland river basin. __________ Translated from Advances in Earth Science, 2007, 22(9): 940–953 [译自: 地球科学进展]     

柴达木盆地冲湖积平原区深部淡水利用前景分析

柴达木盆地中部湖盐、石油和天然气化工基地淡水资源极度匮乏,供水矛盾日益加剧,淡水资源不足已成为制约湖盐、石油和天然气等矿产资源开发的瓶颈。根据已有勘探资料分析,提出在柴达木盆地较大河流下游冲湖积平原浅部咸卤水分布区,深部沿古河道存在较丰富的淡承压自流水,具有良好的开发利用前景,这对缓解柴达木盆地循环经济试验区湖盐、石油和天然气化工基地供水矛盾具有重要的支撑作用。     

1956-2016年渭河支流葫芦河流域径流及降水的年际变化特征

研究河流径流量和流域降水量的变化特征,对区域水资源规划与开发利用具有重要意义。基于葫芦河干流上下游的两个主要控制水文站实测年径流量及其流域年降水量资料,运用标准距平累计曲线法、小波分析法和Mann-Kendall等方法,研究了葫芦河干流年径流量和年降水量的年际变化趋势、周期性和突变性。结果表明：葫芦河上下游年径流量变化趋势一致性较好,流域年降水量变化趋势与径流量变化趋势基本对应,均呈下降趋势,但径流减少的速率远大于降水减少速率,且下游径流量的减少速率比上游更快。葫芦河上下游径流量变化的大周期一致,但下游径流小周期的转换要比上游径流和流域降水更频繁,上下游径流量与其流域降水量变化周期的年份对应关系不好,径流变化的主周期和次周期均小于降水的变化周期。葫芦河下游年径流量在1988年发生了突变,而上游径流量和流域降水量均无明显的突变点。     

广州珠江西航道,流溪河有机污染特征与感潮作用

珠江西航道和流溪河在广州市区上游，为广州市主要水源区。由于感潮作用，受市区严重污染的水体因涨潮上溯而上游传输。严重影响上游水质。因此，弄清感潮作用对广州水源区水质的影响程度和范围，对水源保护与利用有重要意义。本研究从下游到上游，对水源区底泥中有机物特征进行了分析，结果表明：（１）从上游到上游，受感潮作用影响逐渐减小，污染程度逐渐减轻；（２）水源区有机物特征呈有规律变化。从靠近城市的下游到远离城市的     

澜沧江-湄公河水电站单位发电耗水量分析计算

为对比澜沧江-湄公河流域各国水电开发对水资源消耗的差异,选择流域范围内37座已建主要电站,基于遥感再分析资料,运用改进的水电站水足迹方法核算并分析2015年流域各国水电站水足迹及其年内变化。结果表明:流域中国段水电站水足迹最小,具有最高的单位耗水量发电效率;老挝及泰国水电站水足迹普遍偏大,发电效率低且耗水量巨大。因此,从发电水资源消耗角度看,流域内地处上游的中国江段较适宜水电开发,下游国家发展水力发电需考虑水资源消耗影响。