厄尔尼诺现象及其对我国水文气候的重大影响

在简要介绍厄尔尼诺产生的背景、征兆、现象的基础上,分析了厄尔尼诺现象对全球及我国气候的影响,指出厄尔尼诺是一种自然现象,气候的形成受多方面因素的作用,厄尔尼诺对气候的影响是十分复杂和难以准确预测的,要加强对厄尔尼诺现象的监测和预测,预防和减少厄尔尼诺现象给人类带来的损失。     

港珠澳大桥通车一周年专刊序

2018年10月24日港珠澳大桥正式通车,这是世界上最长的跨海大桥和最大规模的桥岛隧集群工程,也是中国交通史上技术最复杂、建设要求及标准最高的工程之一,被英国《卫报》誉为“新世界七大奇迹”。大桥跨越珠江口的伶仃洋水域,东接香港,西接珠海、澳门,全长55 km。大桥上游有广州港、深圳港和中山港等珠三角重要港口,与大桥交汇的重要航道有广州港出海航道、深圳港西部港区公共航道等大型深水航道以及青州水道、九洲港航道等重要航道,是中国沿海航线最密集、船舶密度最大的通航水域之一。伶仃洋河口湾呈“四口入海”和“三滩两槽”的地貌格局,潮汐和径流交互作用,水沙运动环境复杂。大桥在规划设计阶段曾面临桥位选址、主通航区设置、人工岛平面优化、桥孔合理跨距等一系列问题,工程建设期间同样面临着复杂水沙环境带来的施工难题。因此,在顺应滩槽演变趋势和减小水沙环境影响的前提下实现“桥梁与海湾和谐共处”的关键技术研究尤为重要。
南京水利科学研究院团队在珠江口地区开展了50多年相关科研工作,对伶仃洋的水沙环境和动力地貌特征有深入的认知,积累了丰富的工作经验和基础资料。在港珠澳大桥工可研阶段,研究团队开展了海床演变分析、海洋水文计算、水沙数值模拟、动床物模试验和试挖槽现场观测等多方面的研究,论述了伶仃洋的自然环境特点、总体动力架构、水沙运动特征及其相互作用关系,归纳出工程海域滩槽演变的基本特征,提供了工程所需的海洋水文设计参数,论证了大桥通航条件与相互影响关系,进行了桥隧人工岛平面形态优化,提出了桥、岛基础防护措施。在大桥主体的岛隧工程开工以来,研究团队开展了人工岛越浪控制措施、岛隧工程施工期水文分析及水动力仿真模型、东人工岛岛隧结合部沉放区掩护方案数模试验、沉管隧道E15-E33管节基槽局部突淤分析与预报、极端天气条件下西人工岛波浪要素计算及岛桥结合部局部整体模型试验等专题研究,为人工岛结构安全、沉管安放、钢圆筒施工、岛头掩护体设计等提供了重要技术支撑,解决了E15及后续管节安装期间基槽出现的泥沙异常淤积难题。
值此中华人民共和国成立70周年、港珠澳大桥通车一周年之际,本刊刊登了研究团队关于港珠澳大桥科研成果方面的论文16篇,包括伶仃洋水沙环境模拟、岛隧桥梁基础设计、考虑极端天气时港珠澳大桥人工岛设计波浪要素研究、水动力数值模拟、针对施工期间基槽异常回淤与东西人工岛结构稳定的分析与数值模拟等。伶仃洋复杂的水沙环境为港珠澳大桥的规划、设计和施工增加了一定难度,正是基于对伶仃洋复杂环境的深刻认识和尊崇自然规律才促成了港珠澳大桥宏伟蓝图的构想和最终实现。     

基于水文模型与机器学习集合模拟的水沙变异归因定量识别 ——以黄河中游窟野河流域为例

黄河水沙变化是当前流域水文与江河治理领域研究的前沿和热点问题。以黄土高原窟野河流域为典型研究对象,利用VIC水文模型和8种基于机器学习算法的输沙量模型,耦合构建流域水沙集合模拟技术,定量识别流域水沙演变特征与变异成因。结果表明:① 1960—2014年窟野河流域年气温和降水分别呈显著增加和不显著减少趋势,径流和输沙量都呈显著减少趋势,1980和1999年是流域产水产沙特性发生改变的重要转折点;②模拟月径流和输沙量的Nash-Sutcliffe效率系数和相关系数分别超过了0.6和0.7,适用于该流域水沙过程模拟;③与天然期1960—1979年相比,1980—2014年气候变化和人类活动对径流减少的贡献分别为24%~39%和61%~76%,对输沙量减少的贡献分别为15%~36%和64%~85%;④人类活动是窟野河流域水沙减少的主要原因,且随时间推移呈增大趋势。相关成果为流域水沙变异归因定量识别提供了新的技术方法,对促进黄河流域水资源开发利用和水沙治理具有重要的支撑作用。     

气候自然变异在气候变化对水资源影响 评价中的贡献分析——Ⅱ.未来期应用分析

基于模型率定期(基准期)气候自然变异的模拟方法及气候自然变异引起的径流变化的可能情况分析,此部分研究未来期(2021~2051年,2061~2091年)气候变化下径流变化情况及气候自然变异的影响。基于CSIRO、NCAR、MPI三种气候模式及A1B、A2、B1三种排放方式共7种未来气候情景,应用和基准期相同的水文模型和研究流域,引入基准期模型率定出的参数,考虑气候自然变异的影响,对未来气候变化对水资源的影响进行分析。为消除气候模式本身的系统误差,采用δ差值方法得到各模式各排放情景下的未来气候情景。该项研究主要说明如何在气候变化的影响评价中将气候自然变异的贡献分离出来,从而实现更客观的气候变化的影响评价。研究结果表明,气候变异的影响在整个气候变化进程中的贡献随时间的推移将有所不同。未来2021~2051年期间,气候自然变异的影响相对较大;未来2061~2091年期间,由温室气体引起的气候变化的影响占主导。     

宁强冯家山砂岩型铬铁矿床的地质特征及成因

陕西宁强冯家山砂岩型铬铁矿是一种特殊类型的铬矿床,含矿岩石主要是石英砂岩,其次是硅质角砾岩及粉砂质绢云母板岩,局部育炭质板岩。由这些含矿岩石组成大小悬殊、形态奇异的地质块体赋存在上元古界震旦系上统底部的微晶白云岩中。该矿为机械搬运沉积而成,既与白云岩非同一时期,又与附近超基性岩体无关,其时代尚待进一步查明。     

郑州“7·20”暴雨洪涝几个水文问题的讨论

全球变暖和城市化发展加剧了暴雨洪涝灾害风险,严重威胁区域经济社会的安全与发展。郑州“7·20”特大暴雨洪涝是近10年中国单个市域范围内因灾伤亡最多、经济损失最重、灾害影响极大的城市内涝灾害。本文系统剖析了郑州“7·20”特大暴雨洪涝灾害的特征和成因,围绕暴雨洪涝灾害防御中存在的主要问题,阐明了气象水文监测预警工作的短板,并指明了天气预报预警、水文监测预报预警及新技术应用等在应对城市暴雨洪涝问题上需重点加强的方向,以期为城市洪涝灾害防御和智慧管理工作提供支撑。     

中国水文预报技术发展的回顾与思考

回顾了中国水文预报技术的发展历程,阐述了中国水文预报技术从经验相关法、流域水文模型,到预报系统发展的整个过程。较详细地介绍了中国常用的水文预报方法、模型和预报系统,及其各自特点和应用条件等,客观评价了中国水文预报技术的水平,深入分析了高强度人类活动引起的下垫面变化和以全球变暖为主要特征的气候变化对流域产流和汇流机制的影响,分析了变化环境下水文预报面临的问题和挑战。展望了中国水文预报技术的发展方向,指出了中国未来水文预报技术的研究重点。     

季轮回中,你在期待什么？

四季轮回中,仿佛所有的人都在期待……