Effect of incoming sediment on the transport rate of bed load in mountain streams

Field experiments were conducted on bed load transport in the Diaoga River, a mountain stream in southwest China, to study the variation of bed load transport with varying sediment supply. The rate of bed load transport is greatly affected by incoming sediment （load and size）. Under the same flow conditions, bed load transport rates may differ by three orders of magnitude depending on whether measurements were taken before or after the first flood of the year. The relation of the ＂bed load transport rate versus flow intensity＂ appears to have similar characteristics as a clockwise looped-rating curve. Experiments also were conducted during the non-flood season to study bed load transport processes with different incoming load from an upstream section. Bed load with different sizes can be grouped into two types： traveling bed load and structural bed load. Traveling bed load is composed of sediment finer than a critical size, De, and its transport rate depends mainly on the incoming sediment rate. The incoming sediment rate can alter the rate of bed load transport by three orders of magnitude. Structural bed load is composed of coarser sediment and its transport rate closely relies on the flow intensity.     

石期河流域岩溶水系统及其水资源构成分析

在深入研究石期河流域岩溶水系统含水介质结构特征、水资源形成的基础上,通过对流域岩溶水总排泄口流量动态长观资料系列的分析,选择2005年丰水期内最后一次洪峰(年内最大洪峰)后的流量衰减过程,根据该过程的数据资料建立本流域岩溶水总排泄口的流量衰减方程,并利用该流量衰减方程对流域岩溶水资源的构成进行定量分析研究。结果表明,石期河流域岩溶水系统在2005年最大洪峰状态下,可自然排泄的岩溶水资源总量为69 469.95×104 m3, 其中:流域坡面产流占3.64%,赋存于大型溶洞或管道中的溶洞-管道水占4.53%,赋存于小型管道或强岩溶化裂隙中的管道-裂隙水占74.10%,赋存于细小溶蚀裂隙中的溶隙水占17.73%。从衰减期的初始时刻起,它们各自可供消耗(可作为有效利用岩溶水资源)的时效分别为2日、8日、35日和126日以上。      

基于生态功能的河流等级划分及应用——以浙江省河流为例

河流等级划分是认识河流规律的一项基础性工作,对河流的治理和保护管理具有现实意义。现有的河流等级划分难以反映河流的时空特性,有的人为影响较大,有的不具备河流地貌特征,有的仅具备物理特征,有的仅方便行政管理。本研究基于河流连续体概念,综合了河流的物理、生物特征,引用北美新近提出的"基于生态功能的河流等级划分",阐明了对浙江省河流进行基于生态功能的等级划分意义。从流域尺度上构建了浙江省河流的等级层次结构,分析了浙江省河流各等级层次的物理特征和生态特征的共性和差异,明确了河流各等级层次的生态保护目标和相关对策。以钱塘江流域为例,对其进行了详细的等级划分,探讨了基于生态功能的河流等级划分在确定浙江省河流生态需水的作用及应用前景,并明确了在人类活动影响下,浙江省水行政管理机构在河流等级层次的相关管理范围和内容。     

1960—2020年青藏高原东部主要河流的径流和泥沙变化特征

青藏高原作为“亚洲水塔”,对下游地区用水具有重要作用,在气候变化和人类活动影响下,河流的径流和输沙量已发生显著变化。选取青藏高原东部的黄河、长江、澜沧江、怒江和雅鲁藏布江五大河流源区,利用站点实测数据和Pettitt突变点检验、线性回归等统计方法,系统性地分析了1960—2020年间(近60 a)径流和泥沙的年际和季节性变化特征。主要结论为：(1)近60 a来,长江和怒江流域的年径流显著上升,其余流域变化不显著,径流变化存在较强的空间变异性,在2006年左右存在突变点,大部分站点的年径流在此后的十几年中均呈上升趋势;年输沙量方面,长江流域呈不显著上升,黄河、澜沧江、雅鲁藏布江流域均呈不显著下降,年际变化趋势与径流变化总体一致,但变异性更大。(2)对于60 a尺度的季节径流,上游站点冬、春季径流均呈增加趋势,所有站点夏、秋季径流的变化趋势与年径流总体一致,且夏季径流在空间分布上存在“北增南减”的特征。(3)澜沧江下游的水电梯级开发已经对下游天然径流过程产生干扰,主要表现为径流年内分布的突变,季节差异显著减小,趋于均匀化。以上结论深化了对青藏高原径流和泥沙变化特征的认识,可为开展径流趋势预...     

Bedload transport of small rivers in Malaysia

Numerous time-consuming equations, based on the relationship between the reliability and representativeness of the data utilized in defining variables and constants, require complex parameters to estimate bedload transport. In this study the easily accessible data including flow discharge, water depth, water surface slope, and surface grain diameter （ds0） from small rivers in Malaysia were used to estimate bedload transport. Genetic programming （GP） and artificial neural network （ANN） models are applied as complementary tools to estimate bed load transport based on a balance between simplicity and accuracy in small rivers. The developed models demonstrate higher performance with an overall accuracy of 97% and 93% for ANN and GP, respectively compared with other traditional methods and empirical equations.     

地震波形分类技术在河流相储层研究中的应用

地震波形分类技术虽然比较成熟,但是在河流相油田开发中的应用还不完善。河流相储层侧向突变快,非均质性强,在井距较大的条件下井间储层非均质性预测便成了关键性难题。通过测井和三维地震结合,采用地震波形分类技术,以测井相型为桥梁,将地震波形特征转化为储层叠置特征,提高了储层平面分布非均质性描述的精细程度。研究表明：河流相储层典型的4种测井相型,对应4种地震响应特征,分别代表河流相储层的不同叠合模式。利用地震波形分类技术可以有效地预测不同叠合模式砂体的分布。通过在已开发油田的应用,为油田的调整、挖潜提供支持。     

新疆喀什噶尔河流域1990-2010年土地利用/覆被及景观格局的变化特征

采用新疆喀什噶尔河流域1990、2000和2010年的Landsat-TM影像数据和中巴资源卫星数据, 结合GIS技术, 分析了喀什噶尔河流域近20 a土地利用/覆被及景观格局动态变化特征, 并对其变化原因进行探讨. 结果显示: 在1990-2010年喀什噶尔河流域耕地、建设用地、盐碱地、水域湿地、裸土地和其他未利用地面积呈不断增加趋势, 变化幅度分别为73.92%、51.44%、24.27%、10.24%、6.47%和2.98%; 林地、草地和沙地面积减少, 变化幅度分别为-4.13%、-17.16%和-0.73%; 裸石岩砾面积近20 a基本维持不变. 利用转移矩阵可知, 流域新增耕地面积主要来自于16.46%的草地和3.36%的林地; 新增建设用地主要来自于1.46%的耕地和0.22%的草地; 新增水域湿地面积主要来自于0.18%的草地; 新增盐碱地面积主要来自于0.28%的草地. 1990-2010年的20 a里喀什噶尔河流域耕地和水域湿地分布趋于集中, 景观优势度增强, 且斑块之间的联系不断增强. 林地和草地面积减少, 景观趋于破碎化, 景观优势度降低. 喀什噶尔河流域土地利用类型及景观指数的变化受人口、经济、政策和技术的多重影响, 导致流域耕地面积增加、植被退化. 因此, 合理利用流域水土资源对流域生态环境安全十分重要.     

国际河流水电合作开发投资—效益分配模式及特征

水与能源安全是全球可持续发展最为核心的问题,其在国际河流区尤为复杂和敏感。中国作为亚洲乃至全球最为重要的上游国,国际河流水资源变化、水电开发影响及跨境水安全维护等,虽受关注,但研究基础较为薄弱。判识出1937-2010年全球国际河流水电合作开发的32个案例,综合分析其开发方式,揭示其投资—效益分配模式与特征。结果表明：① 水电合作开发以河段和双边合作开发为主,缺乏流域层面的合作,形成了投资—效益等比分配、平均分配和差异分配三种模式。② 跨境型河流水电合作的投资—效益分配以等比分配为主,上游国通过向下游国提供发电用水分享其发电效益,下游国则通过补偿上游国的方式推动合作;界河（含界河段）的水电合作开发以平均分配为主。③ 不同发展时期的分配模式差异较明显: 1950年代前以平均分配和等比分配为主;1950-1980年代以平均分配为主;1990年代以后,因案例太少,主要分配模式难以确定。④ 经济发展水平相当的合作国家间主要采用平均分配模式;经济发展水平存在差异的国家间则兼顾采用等比分配和差异分配模式,并实施了更多的补偿措施。     

塔里木盆地新生代地质地貌特征及其演化

塔里木盆地是亚洲大陆腹地独特的巨型地质地貌单元,是研究新生代地球系统的天然实验室。新生代以来,它经历 了古近纪海湾、新近纪湖泊-三角洲平原、河流-湖泊-沙漠、沙漠-河流的地质演化过程,古地理格局变化的主要因素 是远程碰撞造山作用,造成盆地的封闭、气候干旱。古近纪以来,海湾盆地西低东高,构造挤压造成周缘山脉隆升和盆地 逐渐封闭,这是盆地演化最主要的动力因素。新近纪南高北低,随着青藏高原隆升,周围山脉持续隆升,早先形成的河湖 等地质地貌单元不断被周边山脉所封闭,形成塔里木盆地,发育大湖泊。第四纪以来,盆地西高东低,经历了最快速的地 球系统演化,形成中国较大的内流水系以及最大沙漠。内、外动力的耦合作用及其相互作用,控制了塔里木盆地新生代地 球系统演化,塔里木盆地周缘新构造活跃,在巨型盆地内发育了河流、湖泊、沙漠、戈壁、雅丹、干盐湖等多种第四纪的 地貌类型。不同地质因素时空上相互作用,塑造着巨型盆地地球系统演化,塔里木盆地展示了极干旱地区地球系统第四纪 快速的演化过程。     

COMPUTATIONAL SIMULATION OF RIVER SEDIMENTATION AND MORPHOLOGY - A REVIEW OF THE STATE OF THE ART

In this paper, the state-of-the-art computational simulation technologies for river sedimentation and morphology are comprehensively reviewed. Emphasis is on computational modelling, which includes mathematical modelling equations and closures, numerical solution methods, verification and validation, model integration, and applications. Several important areas of future research are recommended.