珠江河口咸潮问题之我见

咸潮只是河口偏于向陆一侧盐度较低（0.5~10）的那一部分盐淡混合或冲淡水体,不宜将河口“咸水”和海洋“盐水”等同或混为一谈;视“咸潮上溯”为“盐水入侵”欠当。咸潮上溯为河口自身物质的随潮运动,基本上是一种被动的行为。咸潮上溯之动力机理,与河口水、盐物质于一年、一月和一天中随潮在河口的进出、“排”“蓄”循环运动过程有关。小潮向中潮变化时期（一月中）及其初落时段（一天中）,河口正处于由“蓄”（进）转“排”（出）阶段,其时表“排”（淡水）、底“蓄”（咸水）,水体高度呈层,受异重流的影响,底部咸潮进一步上溯“冲刺”达盐度最大值。大潮向中潮变化时的压咸效果最佳。     

基于经验模型的长江口南支上段压咸临界流量

河口区域盐水入侵,威胁三角洲地区城市淡水资源取用及生态环境安全,合理确定压咸临界径流流量,有助于进一步改进流域水库群的调度模式。以长江口南支为例,利用2009-2014年期间60余个潮周期氯度资料,综合分析多种盐度预测经验模型的有效性,确定了抑制咸潮入侵的临界径流流量。结果表明:①咸潮入侵强度随径流与潮差组合而不同,长江口径流流量小于30000 m^3/s时可发生盐度超标现象,69%的盐度超标天数发生在流量小于15000 m^3/s时期,当径流量小于12000 m^3/s时盐度超标几率达65%;②盐度与潮差之间为指数型曲线关系,潮差总体呈半月周期变化,根据潮差累积频率分布得到平均意义上"连续10 d盐度超标"临界条件对应的青龙港潮差约为2.7 m,由此推算得到临界大通流量略大于11000 m^3/s;③采用多种盐度预测经验模型进行计算,避免连续10 d盐度超标对应的临界径流流量区间为11000～12000 m^3/s,平均阈值取为11500 m^3/s;④在三峡及上游梯级水库联合运行后,2008-2015年长江入海最低径流流量有所增加,但仍低于压咸潮临界阈值,建议优化水库调度模式,控制长江入海径流最低流量在11500 m^3/s以上。     

黄浦江水位变动与潮汐的相关性研究

选取黄浦江上位于外滩、浦江园、泖港镇的三个观测点,于2013年7月7日对其水位进行测量、对到达最高和最低水位的时间进行捕捉,并与相应的吴淞口高低潮差、高低潮时刻进行对比分析。发现:①吴淞口潮波自黄浦江下游向上游上溯;②高低水位差自下游观测点向上游观测点递减;③观测点高水位时刻滞后于吴淞口高潮时刻的时间短于其低水位时刻滞后于吴淞口低潮时刻的时间;④黄浦江潮波上溯速度在高低潮时和具体河段呈现出时空变化的复杂性。结论:①黄浦江水位变化是吴淞口潮波传递的结果,并非引潮力直接作用于河水所致;②吴淞口潮波对河流的影响程度从下游向上游逐渐减弱;③吴淞口高潮对径流的顶托作用和上溯潮波的回流补给使低水位时刻滞后于吴淞口低潮位时刻的时间长于高水位时刻的滞后时间;④感潮河段水位、流量变化规律具有复杂性。提供了通过研究性学习开展地理规律实证研究的案例。     

黑河干流高崖断面径流变化及其模拟

 作为张掖市甘州区与临泽县之间的黑河干流的控制断面,高崖断面径流量变化反映了甘州区地表水、地下水、灌溉用水之间的转化特征。在定性分析黑河干流高崖断面径流组成的基础上,提出了河道渗漏和地下水溢出的简化模型,利用月引水比例刻画灌溉引水量的年内变化,以莺落峡径流量和典型观测孔水位为输入,对高崖断面的月径流量进行了模拟。模型重建的1989—2006年高崖断面月径流量NSE(Nash-Sutcliffe coefficient of efficiency)系数达到0.88。所提出的方法充分考虑了河道水量适时变化条件下的河道渗漏行为以及人类活动的影响,是对高崖断面径流变化研究的一次积极探索。     

青海湖水量变化模拟及原因分析

为了探讨气候变化和人类活动对流域水文过程的影响,以分布式水文模型SWAT为基础,结合湖泊水量平衡模型,建立了青海湖水位(水量)模型,模拟了青海湖过去几十年水位变化过程。水文因子分析表明,20世纪80~90年代青海湖流域径流和湖泊水位变化的主要原因是气候变化。根据不同气候情景,对未来青海湖水位变化进行了预测。结果表明,未来30年径流增加的可能性比较大,青海湖水位下降速度将会减缓甚至出现上升趋势。这一结果将会缓解青海湖流域水资源日益紧张的局势,并有利于植被的恢复,减少土地沙化面积,对流域生态环境的改善和社会经济的发展将会有极大的帮助。     

湖泊沉积物记录的湖水古盐度定量研究进展

湖水古盐度的定量反演,可以促进过去全球变化研究由定性走向定量。内陆干旱半干旱地区湖泊尤其是封闭湖泊的盐度取决于流域降水,径流和蒸发的平衡关系,并直接表现为湖泊水位的变化。关于湖水的古盐度反演,长期以来已经根据多湖泊沉积环境指标加以揭示,包括湖泊沉积物中介形虫壳体的元素地球化学特性、硅藻-古盐度转换函数、介形虫壳体的形态学特征及其与生长环境的关系以及实验模拟等。各种方法有不同的适用条件和适用范围及一定的局限性,对此做了归纳和评述。     

博斯腾湖流域山区地表径流对近期气候变化的响应

近年来,在全球和区域气候变化影响下,新疆博斯腾湖主要产流区开都河出山径流呈现异常波动,引起气候变化研究的关注.鉴于产流区复杂地形和径流补给特征以及传统观测资料的不足,借助雷达、微波及可见光等多源遥感数据从山区降水、积雪和冰川等方面与出山径流变化关系进行比较来揭示径流突变原因.结果表明,产流区平均径流深与降水量关系的转变是引起出山径流异常波动直接原因;进一步的冰川变化分析显示,径流深的波动主要由冰川融水径流变化引起:20世纪80年代中期后的温度上升加速了山顶冰川消融,导致1987～2002年的径流增加和湖泊水位升高;1984～2000年间,流域山顶冰川面积消退近40%,随着分布在较低海拔,对温度升高最敏感的中小冰川的消失,冰雪消融带来的径流增加效应开始减弱;2002年后,在流域气温、降水等变化并不显著的情况下,出山径流量却急剧降低,反映了特定冰川分布条件地区在气候变暖中融水径流先升后降的现象.     

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。     

水盐交互作用对莫莫格国家级自然保护区扁秆藨草幼苗生长的影响

采用模拟控制水盐的方法,以株高、株数、叶面积和叶绿素含量为主要指标,研究不同水位(-5 cm、5 cm、10 cm、20 cm和30 cm)与不同盐度(300 mg/L、1 000 mg/L、3 000 mg/L、4 000 mg/L和5 000 mg/L)的交互作用,对莫莫格湿地植物扁秆藨草(Scirpus planiculmis)幼苗生长的影响.结果表明,水位、盐度和二者的交互作用都对扁秆藨草幼苗的株高增量和叶绿素含量产生了显著影响(p＜0.01),但水位和盐度的作用有差异;其中,对扁秆藨草幼苗株高增量影响最大的是水位,其他依次为水盐交互作用和盐度;对扁秆薦草幼苗叶绿素含量影响最大的是水盐交互作用,其他依次为盐度和水位.扁秆藨草幼苗株高增量和叶绿素含量分别在10 cm和5 cm水位下取得最大值.此外,当盐度小于1 000 mg/L时,幼苗株高增量和叶绿素含量受盐度影响不明显,当盐度大于1 000 mg/L时,幼苗株高增量和叶绿素含量显著减小.扁秆薦草的株数增量和单株叶面积受水位影响显著(p＜0.01),且二者都随水位上升而减小,尤其是株数增量,-5 cm水位下幼苗株数增量远大于其他水位处理.适宜扁秆薦草幼苗生长的水位为-5～10 cm,盐度为＜1 000 mg/L.     

黄河下游河道输沙功能的时间变化及其原因

以输出某一河道的泥沙总量与进入这一河道的泥沙量之比来定义河道输沙功能,以此为指标研究了黄河下游输沙功能的时间变化。研究表明,近50年来黄河下游河道输沙功能表现出随时间而减小的明显趋势。在总的减小趋势中,由于水库运用方式与下游水沙组合的不同,河道输沙功能指标具有明显的差异,可以划分为6个阶段。1986¹997年,由于降水偏少,且人类大量引水,黄河下游进入连续枯水的水文系列,河道萎缩,输沙功能迅速降低,此时段中输沙功能指标的时段平均值为0.62,为有水沙记录以来最低的时期。对于黄河下游输沙功能指标与流域因子和河道特性因子的时间变化系列进行了比较,以揭示输沙功能减小的原因。结果表明,黄河下游河道输沙功能指标与流域平均年降水量、兰州站和三门峡站汛期径流占年径流百分比、游荡段典型断面平滩水位下断面面积、花园口站和高村站水面比降等因子有同步减小的关系,并随流域水土保持面积、人类引水量及其占天然径流量比率的增大而增大,说明这些因子的变化导致了黄河下游输沙功能的减弱。     

珠江河口区盐度变化周期特征分析——以磨刀门水道为例

珠江河口区具有三江汇流、八门入海的复杂河网,水动力条件存在多种不确定性,加之河口区水资源系统受快速城市化、河口挖沙与河道整治、上游水利工程调度、海平面上升等多重因素影响,盐水入侵现象异常复杂。选取磨刀门水道广昌站近10年来（2001―2011年）枯水期逐日及逐时盐度序列,应用小波分析方法,研究了珠江河口区―磨刀门水道盐度序列多时间尺度周期特征。研究结果表明：磨刀门水道盐度变化周期特征与潮汐周期特征一致,存在明显的日周期（24.6 h）、半月周期（14.8 d）及不明显的半日周期（12.3 h）、月周期（30 d）。     

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年间分级流量一水位变化特征,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:1991-20...     

近60年鄱阳湖水情演变特征

以鄱阳湖及出入河流组成的复合水系统为研究对象,系统分析了湖泊关键水情要素的演变特征及其影响因素。基于近60年鄱阳湖水位、长江干流径流以及鄱阳湖主要入湖河流径流等综合数据集,采用Mann-Kendall检验和Sen’s slope法分析了鄱阳湖水情演变趋势与程度。结果表明,鄱阳湖水位、五河径流和长江径流在洪水期和枯水期呈现不同的变化趋势。鄱阳湖各站点特征水位(除康山站外)、流域五河各站点特征径流(除李家渡站外)、长江干流各站点特征径流(除宜昌站外),其他站点变化趋势基本一致,个别站点变化不一致是由于各支流在降水、人类活动等诸多方面具有差异性。就趋势变化而言,1970年以前鄱阳湖水位、流域五河(赣江、抚河、信江、饶河和修水)来水和长江径流均呈下降趋势,1970―1990年三者均处于不稳定的波动变化阶段,而1991―2004年三者均呈上升趋势,但2005年以后河流最大径流和湖泊水位呈明显下降趋势。     

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。     

三峡水库不同调度方式运行期洞庭湖区的水情响应

运用1951-2002 年典型年实测原型水文资料,对比分析2003-2010 年三峡水库不同调度方式运行期对洞庭湖区水情的影响,结果表明：(1) 影响时间为每年5 月25 日-6 月10 日、7 月1 日-8月31 日、9 月15 日-10 月31 日、12 月-次年4 月,其中枯期补水调度的影响不很敏感;(2) 预泄调度,平水年径流有所增加,平均水位、最高水位均有上升。丰、枯年影响期径流增加平均值40.25 ×10⁸ m³;平均水位抬高平均值1.06 m,最高水位壅高平均值1.06 m;(3) 蓄洪调度,平水年洪水量稍有上涨,枯、丰年影响期洪水减少平均值444.02 × 10⁸ m³,平均洪水位降低平均值2.64 m,最高洪水位降低平均值1.42 m;(4) 蓄水调度,除平水年影响期径流增加、水位稍有壅高外,枯、丰年影响期径流减少平均值185.27 × 10⁸ m³,平均水位降低平均值3.13 m,最高水位降低平均值2.14 m;(5) 补水调度,平、丰年影响期径流减少平均值337.7 × 10⁸ m³,平均水位降低平均值1.89 m,最高水位降低平均值2.39 m,但枯水年影响期径流量增加、平均水位与最高水位稍有抬高。关键词：长江三峡水库;调度方式;洞庭湖区;水情变化     

韩江中下游河道采砂对河流水文与生态环境的影响

自改革开放以来,韩江河道采砂迅速发展,一开始主要在下游各分支河段采砂,采砂导致下游河段特别是西溪严重下切,水位下降,同时改变了东溪、西溪分流比。除了河道采砂外,导致下游河道严重下切的原因还有上游的水土保持减沙和水利工程拦沙的作用,但最主要的原因是河道采砂。近年来,采砂活动转移到了中游河段。选取位于韩江中游的留隍水位站以及相邻的三河坝水位站和潮安水文站开展研究。通过比较采砂前、后两个时段多年平均水位发现,采砂后留隍站的平均水位下降了0.6 m;上游、下游相邻水文站水位的对比分析和3个站年径流量变化分析结果显示,采砂导致中游河道发生一定程度的改变,并且平均水位下降;虽然目前中游河道采砂对河势稳定、防洪安全影响不大,但从长期发展看,仍然有潜在的不确定性影响;另外,韩江河道采砂对航道通航安全、涉水建筑物以及对生态环境等方面也有不同程度的影响。     

河道输水对塔里木河下游胡杨生长状况的影响

通过树木年轮变化指示植物对其生境条件变化响应的生态信息,对塔里木河下游胡杨侧枝年轮样本进行了调查,并探讨塔里木河河道输水对下游胡杨个体生长的影响,通过样本反映群体的方式,评价河道输水对下游胡杨种群恢复的作用及效果。由于目前主要依靠地下水来复苏胡杨,下游潜水位受输水量及输水距离的影响,并在不同空间范围上升幅度不同,使胡杨生长响应有差异。研究结果表明:①河道输水后潜水埋深与胡杨枝径生长之间存在显著相关,在依干不及麻断面拟合方程为y=0.0443x2-0.703x+3.5869,R=0.935,P=0.009;表现为水位越浅,胡杨枝径生长量越高;但当水位上升到4 m以上时,胡杨生长量趋于稳定。②胡杨对输水作用的响应表现出明显的时空差异,各断面依过水时间长短顺序为英苏、喀尔达依、阿拉干、依干不及麻,但经8次输水后,2002—2007年胡杨枝径生长量响应大小顺序为喀尔达依、英苏、阿拉干、依干不及麻。其中下游末端依干不及麻区段胡杨枝径生长增加不明显。③河道输水具有明显的时效性,在胡杨生长季输水更有利于胡杨的生长。     

水利设施对淮河水域生态环境的影响

该文从水情、水生生物、水环境质量等方面分析水利设施对淮河水域生态环境的影响。研究结果表明,由于水利设施的调节作用,大部分湖泊平均水位提高,水位变化趋于平缓,但部分河道型湖泊情况正好相反,水位下降且变化幅度较以前增大。同时,闸坝的存在阻碍了水生物的洄游通道,降低了河道水流流速,导致水生生物数量和种类发生较大变化,水体自净能力下降,加之闸坝的不合理调度,常常诱发突发性水污染事故。     

气候变化背景下冰川积雪融水对博斯腾湖水位变化的影响

依据近50年来博斯腾湖流域开都河大山口水文站径流数据和8个气象台站的气温、降水、积雪融水资料,并借助相邻流域天山1号冰川物质平衡资料,对气候变化背景下冰川和积雪融水对开都河径流量及博湖水位的贡献率进行了诊断分析。通过多元线性拟合法和偏相关分析法研究表明,1号冰川物质平衡与大山口水文站年径流量具有显著反相关关系,相关系数-0.28,但开都河年径流量变化并不能完全由冰川融水解释,降水和积雪融水的影响也非常重要,它们与大山口年径流的偏相关系数分别为0.57和0.40,超过99.9%和99%置信度水平。气温、降水、积雪融水拟合年径流与观测年径流的相关系数达0.63,超过99.9%置信度水平。各季节分析表明,春、秋季的降水和气温对径流具有显著影响,偏相关系数分别为0.52和0.37;夏季主要是冰川和积雪融水对径流的影响,其中积雪融水与径流的偏相关系数达0.51。夏季是一年中径流最大的季节,其变化主导着年径流量的变化,因此冰雪融水作为博斯腾湖的入湖水源,对博斯腾湖水位变化的影响不容忽视。     

天山南、北坡典型河流出山径流对气候变化响应的分析对比

基于有关水文、气象台站的降水、气温和径流观测资料,对天山南、北坡的代表性河流——开都河与乌鲁木齐河上游山区径流变化及其对气候变化的响应进行了分析。在此基础上建立山区径流对气候变化的响应模型,假定不同的气候情景组合,就两条河流出山径流对气候变化的敏感性进行分析对比。结果表明,近40余年,两条河流山区年降水量、平均气温及径流总体上均呈波动状上升态势。一方面径流与降水、气温的变化呈明显的正相关关系;另一方面山区径流对降水、气温变化的响应的程度存在着明显的区域性差异,即乌鲁木齐河出山径流对降水变化的响应程度明显强于开都河,而开都河出山径流对气温变化的敏感性要高于乌鲁木齐河。