汉江兴隆水利枢纽下游近坝河段枯水位下降及成因分析

汉江兴隆水利枢纽运行后,坝下游近坝段枯水位较建坝前下降明显,500~800 m³/s流量下,2021年较运行前坝下水位累计下降2.47~2.55 m,对工程安全及效益发挥带来不利影响。基于水文、断面、水下地形等观测资料,对枯水位下降的原因进行深入剖析。结果表明,兴隆水利枢纽的拦沙作用有限,皇庄以上沙量减少是兴隆以下河床冲刷加剧的重要原因,高水调平导致的年内枯水上滩几率下降和航道整治护滩工程是强冲刷过程中“滩淤槽冲”的核心因素。坝下游河段枯水河槽冲刷及汉口最低水位下降是造成兴隆近坝段枯水位下降的直接原因。随机森林算法分析显示,对兴隆坝下水位变化影响最大的因素为兴隆站输沙率的锐减。此外,航道整治工程、河床边界条件对枯水位下降也有十分重要的驱动作用。兴隆坝址及下游河段的河床组成偏细,2012-2022年虽然河床剧烈冲刷,但床沙组成没有出现粗化的现象,预计河床仍将继续冲刷下切,枯水位尚未达到稳定状态。     

近30年洞庭湖季节性水情变化及其对江湖水量交换变化的响应

江湖水量交换的变化影响着通江湖泊洞庭湖的水情,进而影响湖区社会经济及生态的可持续发展.以洞庭湖城陵矶站、南咀站以及长江干流宜昌站、螺山站1981-2012年逐日水位、流量观测数据为基础,采用单位根检验、方差分析和水位-流量绳套曲线等方法对洞庭湖季节性水情变化特征进行提取,并探究江湖水量交换变化对其产生的影响.研究表明:近30年来洞庭湖水情呈阶段性特征,与相对稳定的1981-2002年相比,2003-2012年湖泊水位总体呈下降趋势,年均水位下降0.43 m;枯、涨、丰、退水期各季水情变化特征为:2003年以后洞庭湖丰水期水位平均下降0.60 m,呈现出"高水不高"现象;退水期水位平均下降1.49 m,退水加快;枯水期水位略有上升,平均上升0.18 m;涨水期水位变化不明显.湖泊退水期水位降幅最为明显,尤其是10月大幅下降,平均下降2.03 m,有提前进入枯水期的趋势.水情变化与江湖水量交换变化密切相关:丰水期,三口(松滋、太平和藕池)分流量减小在一定程度上降低湖泊水位;退水期,三口分流量减小叠加城陵矶出口长江水位下降对洞庭湖产生拉空作用,湖泊出流加快水位被拉低;枯水期,主要是1 3月,城陵矶出口长江水位上升对湖泊顶托作用增强,湖泊出流减缓水位略有抬升.     

三峡工程蓄水后长江中游城陵矶—汉口河段过流能力变化及影响因素分析

受上游水库运行的影响,自2003年后长江中游河段河床调整,引起河道自身过流能力的变化.本文选取长江中游城陵矶-汉口河段作为研究对象,根据实测资料计算了2003-2016年两个水文断面的水位-流量关系及特征流量变化,并采用一维水动力学模型计算了河段尺度的平滩流量.结果表明:(1)螺山站及汉口站2003-2016年的水位-流量关系呈现枯水流量下水位降低、洪水流量下水位抬升的特点;(2)两站年最大流量下对应的水位整体抬升,警戒水位下对应的流量分别减小9%和16%;(3)2003-2016年城汉河段平滩流量有增有减,无明显单向变化趋势,2014年后呈减小趋势.分析断面的过流能力变化,发现螺山站与汉口站警戒流量与动床阻力呈明显的反比关系,过流能力由于河道阻力的增大而减小;床沙粗化、河道相对水深的减小及洲滩植被覆盖度的增大是引起河道阻力增大、过流能力减小的原因.     

应变—渗流基本规律与地震前兆

很多地震发生前,地下水水位和流量往往发生明显变化。关于其成因,某些文献多用破裂机制进行解释。膨胀—扩容模式认为,在微破裂的形成和发展阶段,地下流体将向震源处扩散,由于原储水部位水量减少,而引起其水位下降或流量减小。地球气呼吸模式     

豫01井水位动态趋势下降因素探讨

探讨了河南范县豫０１井水位自１９９６年９月份以来持续下降的原因,对有可能影响该井水位动态的诸多因素逐一进行了对比分析和研究,认为范县豫０１井自１９９６年９月至今的水位下降与中原油田抽水、注水、采油无关;而当地降雨降荷载效应外没有短期渗流反映;山西长治一带降雨量变化与豫０１井的水位变化基本无关;山东梁册县９７井水位动态与豫０１井水位动太县有较好的一致性,表明山东梁山是豫０１井地下水的补级源,指出该井１９９６年９月至今的水位趋势下降主要是１９９７年干旱、降雨量减少,地下水不能充分地补给所致,亦可能与近年来范地区地壳应力活动增强有关。     

福建闽清梅埔井水位异常判识

根据地下流体前兆异常落实工作指南,对福建闽清梅埔井水位大幅下降的成因作分析,通过观测技术系统故障、水口水库排水干扰、趋势动态、抽水干扰等因素的排除,认为闽清梅埔井水位呈规律性下降是固体潮固有韵律,非外界干扰引起;而水位大幅下降则有可能是区域应力情况的真实反映,可能反映了井区周围断裂活动的加剧。     

三原井水位变化与口镇-关山断裂活动关系初探

对三原井水位值与口镇-关山断裂事上的垂直形变值进行相关分析，结果显示，二者存在一定的相关性。说明三原井水位变化一定程度上反映了口镇-关山断裂的活动；通过相关资料的对比分析，认为该井上游的冯村水库蓄水量受降雨季节的影响很大，较短时间内可能对三原井水位的异常上升有一定影响；但断层活动是导致三原井水位变化的直接因素。同时讨论了水位异常与地震活动的关系。     

三峡水库运行后长江中游洪、枯水位变化特征

流域大型水库蓄水后,坝下游河道调整过程中的洪、枯水位变化,对下游水安全、水生态和水资源利用影响甚大.利用1955-2012年长江中游各水文站水位、流量等资料,采用改进的时间序列分析方法,对三峡水库运行前后长江中游洪、枯水位变化特征进行了研究,结果表明:三峡水库蓄水前长江中游洪、枯水位变化的周期长度分别为9~14、11~15 a,在假设三峡水库运行后水位无趋势性变化的前提下,估算得到的水位变化周期长度基本在20 a以上,蓄水前的自然周期性已被打破,枯水位发生趋势性下降且无复归迹象,而洪水位波动周期虽有所延长,但上升幅度未超过历史波动变幅,仅可确定洪水位没有明显的下降趋势.三峡水库蓄水后坝下游长距离冲刷,枯水河槽冲刷量占平滩河槽的比例逐年增加,累计至2013年已达91.5%,是枯水位下降的主控因素.河槽冲刷导致的床沙粗化增加了河道床面阻力,高程在平滩水位附近的滩体上覆盖的大量植被增加了水流流动阻力,同时大量航道整治、护岸、码头等工程主体部分布设在枯水位以上,综合因素作用使得洪水河槽阻力增加.三峡水库蓄水后,虽然枯水期流量补偿作用显著削弱了枯水位下降的效应,但枯水位下降事实已经形成,不利于航道水深的提高及通江湖泊枯水期的水量存蓄,洪水位未明显下降,同级流量下的江湖槽蓄量不会明显调整.     

北京八宝山断裂带近期构造活动及其和地震的关系

本文根据地质、形变测量、地下水和小震活动等资料, 对八宝山断裂带的近期构造活动特征进行了研究, 指出从1972年到1976年唐山地震前, 八宝山断裂活动方式在不同阶段表现不同.1973年9月以前为张性右旋运动, 从1973年9月到唐山地震前为压性左旋运动.其中有短期加速活动时期.断裂加速活动过程中, 在八宝山断裂西盘, 三口基岩深井地下水位的升降有明显的从南向北变化特征.1973年6月, 南部歇息岗井水位开始上升, 7月大灰厂井水位上升, 10月北部板桥井水位上升;另一次水位下降变化是1975年4月至7月, 是年4月南部歇息岗井水位开始下降, 5月大灰厂井水位下降, 7月北部板桥井水位下降.大灰厂的地形变和水位同时发生变化.上述现象可能解释为八宝山断裂蠕动是从西南向东北逐渐传递形成的.近十几年来, 八宝山断裂带附近的小震活动集中在该断裂的西北侧和在北西向南口——孙河断裂西南侧, 这可能是由于八宝山断裂蠕动在向东北方向传递过程中, 受到北西向的南口——孙河断裂阻挡所致.      

[专稿]近年长江中下游径流节律变化、效应与修复对策

近十余年长江上游大量兴建大型水库,蓄水、调节和拦沙对中下游河川径流和泥沙产生了深刻影响.河川径流减少,径流季节提前,伏秋（特别是10月）流量显著降低、变差系数增大,97%严重干旱频率情景变成80%~85%.同时,宜昌和出海输沙量分别减少93%和70%,中下游河槽冲刷下降1~3 m,三峡蓄水后仅13年清水冲刷幅度和范围已超过三峡预期30年的冲刷上限,目前仍呈加速趋势.干流各站平均水位下降2~4 m,与此同时河道同流量洪水位反而升高.水库调节是水位降低的主要原因,河道冲刷更加剧水位降低,当前水位变化对防洪和生态都不利.汛后流量和干流水位提前降低使洞庭湖和鄱阳湖（两湖）提前干枯、松滋等"三口"入湖水量减少,伏秋高热季节两湖生态环境面貌发生了根本变化.汛后流量减少甚至显著增加长江大通十月流量小于15000 m³/s几率和上海长江水源受咸潮影响风险,10月咸潮入侵变成最严重时段必须引起高度重视.我们认为,径流和径流节律变化是当前长江生态环境最主要问题之一.建议以"水资源工程"重新定位上游大型工程、以"水资源优先"优化流域管理和切实回归既定三峡工程运行原则等统一调度和改善中下游水情;通过水库挖泥等措施修复长江物质通量,抑制中下游剧烈冲刷和稳定河流格局;加强中下游蓄滞洪区等防洪能力建设,为最大限度降低上游水库防洪和蓄水压力创造条件;主要通过改善上游水库调度维护两湖环境条件,"引清水入洞庭"和"增加供水设施建设"加强两湖适应能力.这是长江修复和保护重点.     

广东信宜井水位异常分析

针对信宜井水位2018年8月中旬快速下降后又转折上升的异常变化特征,通过实地异常调查和以往的震例总结,建立水位与降雨量关系的多元回归方程,综合分析该井水位异常原因.初步判定水位快速下降后又大幅回升有多个影响因素,一是附近工地抽水与施工爆破可能导致了水位下降;二是水位大幅度回升并不只是由降雨造成,还有别的干扰因素.通过此次信宜井水位异常变化的调查,形成的分析过程和方法,有助于今后此类水位异常的判别.     

延庆五里营动水位异常变化分析

延庆地震台五里营井动水位2010年1月13日15时48分突然大幅下降,7min下降0．47m,针对此异常变化,台站人员通过检查仪器运行、观测环境等多方面查找原因,逐项排除干扰因素,最后通过科学、系统的分析,判定此异常是由于地下泄流管破裂,造成水位迅速下降,非地震前兆异常,避免了误报地震,为水位异常判断积累了一定经验。     

青海湖水位下降与趋势预测

青海湖是我国最大的内陆半咸水湖,近百年来,特别是有水文记录的30多年来,湖水位持续下降,已引起各有关方面的关注。本文根据水量平衡原理,对湖水位下降的原因进行了探讨:1.青海湖水位差与入湖补给量、耗水量关系密切,其复相关系效高达0.95;2.青海湖多年平均亏水量为4.5×10~8m~3,累积亏水量与湖水位变化趋势完全一致;3.在总耗水量中,人为耗水仅占1％左右。因此,湖水位下降的主要原因是自然因素。此外,本文利用相关分析法,灰色系统、叠加模型,分别对湖水位进行了预测,结果表明相关分析和叠加模型效果较好,1989年实测值与预测值较为接近。最后对未来湖水位下降的极限做了探讨。     

新疆乌鲁木齐04号井数字化水位同震阶变的研究

本文通过对新04井2001年7月数字化改造以来水位同震变化观测资料分析、地震活动性对比和井孔地质构造条件等的综合研究,得到以下认识:①无论地震的方位和震源机制如何,新04井水位同震变化总是具有下降-回升的变化规律;井水位同震下降幅度随震级的增大而增大,随井震距的增大而减小,三者之间有良好的相关性。②新04井水位同震响应能力受本地应力状态的影响,当井区附近孕震时,断层受到挤压闭锁,透水能力下降,井水位同震响应能力降低;地震发生后,断层解锁,透水能力恢复,井水位同震响应能力也恢复到正常状态。③新04井位于断裂交汇区,岩石破碎,裂隙节理发育,井孔穿过断层破碎带,具备水位同震下降的地质背景条件;受7级以上强震S波或面波的激发,穿过井孔的断层发生张合作用或蠕动,引起井水外泄可能是井水位同震下降变化的原因。     

水利工程兴建后洞庭湖径流与泥沙的变化

本文根据1951—1988年洞庭湖及其入湖河流的水文泥沙资料,研究大型水利工程兴建后洞庭湖径流与泥沙的变化。研究表明,近40年来洞庭湖的径流量减少了29.2％,输沙量减少了48.7％。引起水沙变化的主要原因是荆江四口分流河床的淤积,使荆江入湖的径流量与输沙量减少。1966—1972年下荆江三个弯道裁弯取直,使荆江河床下切,导致荆江及其分流水位的下降,也促使荆江分流的流量与输沙量的减少。40年来洞庭湖水流变化的趋势对洞庭湖、江汉平原与长江中下游的防洪较为有利。     

洞庭湖近30a水位时空演变特征及驱动因素分析

洞庭湖地处北亚热带季风湿润气候区,水情时空变化尤为明显.为了探明洞庭湖水位时空演变特征,以洞庭湖6个水位站(城陵矶、鹿角、营田、杨柳潭、南咀、小河咀)、出入湖流量("三口"总入湖流量、"四水"总入湖流量、城陵矶出湖流量)和长江干流流量(宜昌、螺山)等1985-2014年逐日数据为基础,通过构建泰森多边形计算湖泊水位,运用Morlet小波分析、层次聚类分析和地统计理论研究湖泊水位的周期性变化规律及空间分布格局和自相关性.研究结果表明:洞庭湖水位变化具有典型的季节性,且年际变化具有28和22 a的多时间尺度特征;水位空间分布格局呈现出小河咀、南咀、杨柳潭(Group 1)以及城陵矶、鹿角、营田(Group 2)两种聚类,且在不同水文季节的空间自相关性依次表现为丰水期退水期涨水期枯水期.通过建立两类水位在不同水文季节与径流量的多元逐步回归模型揭示了洞庭湖水位时空演变的驱动因素,其中Group 1水位演变主要受长江干流水文情势的影响,Group 2水位演变由出入湖径流量和长江干流径流量共同作用,并随着不同水文季节江湖关系的改变以及湖泊自身水力联系的变化而变化.研究结果对于科学认识洞庭湖水位的时空演变规律以及湖泊生态系统保护和水资源的规划、管理与调控具有重要意义.     

平原河网地区人类活动对降雨-水位关系的影响——以太湖流域杭嘉湖地区为例

太湖流域快速城镇化、水利工程等一系列人类活动对流域水文过程产生了深刻影响.本文以快速城镇化的杭嘉湖地区为例,基于1961-2014年逐日降雨、水位观测资料,构建了水位涨幅（ΔZ）、水位增长速率（k₁）和退水速率（k₂）等指标,旨在揭示变化环境下该地区降雨过程中水位的变化特征及可能的驱动因素.结果表明：1）变化环境下杭嘉湖地区近54年降雨量呈微弱的增加趋势,但降雨过程中的水位涨幅呈下降趋势,尤其是平均水位涨幅呈显著下降趋势,且于2000年左右发生明显变化;突变后水位涨幅下降主要集中在10~50 mm/d的降雨过程中,而大于50 mm/d的降雨过程中突变后水位涨幅较突变前有所升高.2）从空间分布上来看,各站降雨量与水位涨幅存在明显的空间差异,降雨量总体呈增加趋势,增加趋势东强西弱;大部分站点的水位涨幅却呈下降趋势,其中位于区域南部站点的平均水位涨幅下降趋势较东北部更为明显,水位涨幅呈显著下降站点的空间分布与杭嘉湖南排工程等水利工程的分布较为一致.3）通过对杭嘉湖地区降雨过程中水位增长速率和退水速率的变化分析发现,突变后较突变前退水速率有所提高,说明近年来水利工程等设施的完善和有序调度使得杭嘉湖地区的排洪能力有所提高,该变化可能是导致杭嘉湖地区地区突变后一定强度的降雨过程中水位涨幅下降的主要原因.而杭嘉湖地区强降雨过程中水位涨幅依然较高,可能是该地区洪峰水位居高不下的主要原因.此外,由于该地区近年来起涨水位抬升明显,对洪峰水位的抬升也有一定影响.     

1960年以来洞庭湖江湖连通河道松滋口枯水期分流变化特征及应对策略

河湖水文连通性强弱对于维系流域水资源安全、河湖生态系统稳定等方面具有重要意义.本文首先利用1960-2019年松滋口新江口与沙道观两站与干流枝城站实测水文资料以及河道典型横断面地形资料,采用Mann-Kendall法与趋势线法分析讨论枯水期松滋口分流变化的特征与诱因,然后,针对枯水期松滋口河道的分流问题提出河道治理方案.结果表明：松滋口枯水期的流量主要来自西支.在1960-2019年间,枯水期西支分流量呈现三峡大坝蓄水运行前后从下降趋势转变为显著上升趋势,而东支分流量在下荆江裁弯后至今基本处于断流状态,下荆江裁弯、葛洲坝运行及三峡大坝蓄水运行是其分流量变化的主要诱因.根据建立分流量与水位差（干流水位与河底高程）的回归关系,模拟出在松滋口西东支现有河道的基础上,河床高程分别下降1 m与2.5 m左右,其分流量可达到或接近1960s分流量水平,有助于缓解区域水资源与环境生态问题.     

2015年尼泊尔MS8.1地震引起的井水位与井水温同震效应及其相关性分析

尼泊尔M_S8.1地震引起中国大陆大量地震观测井水位和水温的同震响应. 从宏观结果看, 在54个同时存在水位和水温同震效应的观测井中, 有51口观测井的变化类型为水位上升-水温上升、 水位下降-水温下降、 水位振荡-水温上升或下降(以下降为主), 井水位与井水温同震效应表现出良好的相关性, 这可能与地下水动力学作用有关; 有3口观测井的水位变化与水温变化方向相反, 且水温变化均为震后效应. 另外, 有1口观测井水位无变化而水温同震效应明显. 这些不同类型的同震变化与井孔条件、 水温梯度、 传感器位置及水位埋深等多种因素有关. 从微观结果看, 井水位同震效应出现的时间及变化幅度与井水温同震效应出现的时间及变化幅度之间的关联性比较复杂, 这与井孔条件和温度梯度等因素有关.      

影响张道口-1井数字化水位观测内在质量的因素

采用“水位调和分析(M2波计算)”程序,对天津张道口地震台张道口-1井模拟、数字化水位内在质量变化进行了对比研究。从高频干扰、周围井孔的地下水开采、仪器零漂、探头位置与观测精度变化的关系、仪器自身原因5个方面分析了影响张道口-1井数字化水位内在质量的因素,并提出了数字化水位在日常观测中的注意事项。