黄河口尾闾河道萎缩过程与水沙条件的关系

采用实测资料分析和理论探讨相结合的方法,揭示了黄河口尾闾河道萎缩过程,探索了河道萎缩与水沙条件的响应关系.结果表明,尾闾河道萎缩过程与水沙条件有着良好的响应关系,小浪底水库实施调水调沙明显改善了水沙条件,河道萎缩有所恢复,为科学治理黄河口提供了技术支撑.     

西北江三角洲河道水力几何形态对水沙异变的响应研究

为探明西北江三角洲河道水力几何关系对上游水沙异变的响应过程,基于珠江三角洲1960～2016年的水沙数据和马口、三水断面实测地形资料,以三水断面为例,采用水力几何关系的计算方法及相对权重法对比分析了河道水力几何关系在水沙异变前后的变化。结果表明,西北江三角洲输沙率受人类活动的影响在1995年后大幅下降,顶点分流分沙比也发生了明显调整,导致三水断面来沙系数的持续减小;河床形态在1960～1984年间基本保持稳定,在1984～2002年间河床剧烈下切,2002年后河床仍保持着持续冲刷的态势,但河床下切幅度有所减小;水沙异变后,西北江三角洲河道断面在自适应过程中逐步形成新的水力几何关系,而洪季来沙系数对断面形态演变的贡献程度明显大于枯季。     

渤海湾滨海平原河网地区降雨径流模拟

渤海湾滨海平原河网地区河道纵横交错,流态多样,降雨径流过程复杂。为准确模拟其降雨径流过程,在水文特征数据矢量化的基础上,将以二维非恒定浅水运动方程为控制方程的二维水动力模型与以河道汇流关系及水文方法为基础的一维河道拟序汇流模型相耦合,建立了适用于平原河网地区的降雨径流模型。经实测数据验证,模型可靠。研究表明,该模型可模拟计算渤海湾滨海平原2015年各时刻各处产流量、水位、流速及其变化过程;计算得出各河道的入水、出水水量及主要河流的入海水量,实现了对平原河网地区的降雨径流模拟。     

白石水库泥沙淤积影响因子计算分析

为分析白石水库泥沙淤积影响因子并准确计算各因子的影响程度,定性分析了白石水库水沙情况,获取了泥沙淤积的主要影响因子;再依据2001～2008年白石水库水沙资料,采用偏最小二乘法建立模型,定量计算各影响因子对水库泥沙淤积的影响程度,采用灰色关联度法验证了计算结果。结果表明,影响白石水库泥沙淤积的主要因子及其影响程度为平均流量35.26%、汛期降水量30.66%、入库水量15.31%、出库水量12.52%、平均输沙率3.55%、最大流量2.65%和平均含沙量0.05%。     

辽河沈阳段水质现状及面源污染特征分析

辽河沈阳段面源污染问题较为突出,存在随机性大、难控制、难治理等特点。为进一步了解该河段的污染特征,分析了辽河沈阳段的水质现状和变化特征,针对辽河主要污染指标进行了污染源解析,明确了影响河道水质的主要污染源,并对河道污染物与水量之间进行了相关性分析。结果表明,影响辽河沈阳段水质的主要污染指标为五日生化需氧量(BOD_5)和总磷(TP);造成水体污染的主要污染源为畜禽养殖和农业种植,畜禽养殖业BOD_5和TP的污染负荷占比分别达72.91%、32.71%,农业种植的TP污染负荷占比达32.36%;水体污染受降雨径流影响显著,河道污染物量与河道水量呈显著的正相关关系,各指标相关系数均在0.9以上,然而受污染物稀释过程及迁移途径的影响,河道污染物浓度与水量之间的相关关系较弱,具有一定的随机性。     

关于北方地区水资源模拟方法的探讨

以永定河山区为算例,对北方地区的水资源模拟进行了研究。首先运用分布式水文模型计算了天然径流量,其次通过用水户的供、用、耗、排关系建立了水资源模拟模型,并计算了主要控制断面的径流量和用水户的需水量以及用水量、缺水量以及供水工程的蓄水量、供水量、弃水量等指标。通过模拟计算表明,干流河道控制断面的计算径流量与实测径流量基本吻合,支流河道有一定的偏差。     

长江口拦门沙段滩涂形态调整及冲淤响应机制

为研究长江口拦门沙段重要滩涂对水沙条件改变及人类活动的响应机制，以横沙浅滩、九段沙及南汇东滩为例，分析了拦门沙段重要滩涂的平面形态调整特点及其对环境因素变化的响应过程，并建立了代表滩涂面积与汛期水沙条件间的经验关系。结果表明，横沙浅滩、九段沙及南汇东滩近年来滩涂平面形态呈萎缩态势、沙尾总体滞涨，且横沙浅滩及九段沙有不同程度的串沟发育现象；横沙浅滩面积与前7年平均的汛期水流冲刷强度具有良好的幂函数关系，反映了浅滩面积随水沙条件变化的滞后响应过程；河口治理工程对滩涂局部的守护能较快抑制水沙条件改变所引起的冲刷，但其对周边区域可能产生缓慢、长期的累积影响。     

水库运行对径流—泥沙关系的影响分析

为研究水库运行对水沙关系的影响,以黄河上游龙羊峡水库为例,采用CEEMDAN方法对建库前后水沙序列进行多时间尺度分析,并与集对分析和信息熵理论相结合,分析水沙随机变化复杂性及水库运行对水沙关系的影响。结果表明,建库前水沙各序列具有较好的相关性,水库运行对多时间尺度下水沙关系影响显著;径流量、输沙量在短周期上以同一度和联系度为主,在长周期上以对立度为主,且水库运行后二者之间的同一度和联系度减小,差异度和对立度增大;水库运行后径流量与输沙量的熵值同步变化的关系被打破,二者之间熵值年际变化较稳定,说明水库运行改变了水沙同步变化的关系。     

基于不同生态需水计算方法的水量水质联合调度研究

为研究不同生态需水计算方法对水质评价的影响,采用4种计算方法确定河道生态流量,分别通过优化得到水量水质调度方案,并分析各方案中水质指标改善效果优劣。以浊漳河流域为例,采用大系统分解协调技术,通过数据传递实现模拟模型与优化模型的耦合,构建生态流量保障的水库水量水质联合调度模型。模型模拟结果表明,模型在时间上处理了年际间水量分配不均的情况,在空间上各河段水质改善效果较好,且基本满足了下游干流共同承担的水质需水和生态需水要求;经过综合评价,以频率曲线法计算河道生态保障流量更有利于浊漳河水质的改善。研究成果对于保障水生态,改善水环境有实际意义。     

通用河网二维水沙数值模拟

合理的水沙数值模式可为水流运动、河床演变的分析提供依据。基于通用河网二维水流的计算模式,将流域二维河网划分为单一河道、树状河道、环状河道和十字形河道等河网二维基本计算单元,采用二维浅水方程和悬移质输沙基本理论建立节点水位和悬沙控制方程,通过不规则稀疏矩阵的求解获得所有节点上的水位、流速及含沙量,实现全流域的二维水沙耦合计算。通过长江下游澄通河段的验证,在汊道处的计算能很好地体现流场间的相互作用,该模型能满足精度要求。     

黄河下游洪水演进预报水沙数学模型可靠性检验

采用以花园口至孙口河段为基础建立的黄河下游河道洪水演进预报水沙数学模型，在一次有组织的测试中直接将模拟范围下延至利津(即花园口至利津河段)，进行了1994年8月洪水现场检验计算，模型仍能成功模拟黄河全下游河道洪水的水沙传播、水位变化及河床冲淤变形过程，由此可见，模型中有关参数表达式在黄河下游水沙运动模拟中具有一定的通用性和稳定性，不需要通过试算作任何调整，模型预测结果可靠性强。     

中小流域泥沙计算方法概述

流域产沙、输沙,对于下游河道的演变、水库淤积及水电站水轮机轮叶的磨损、河流水质,都具有重要的影响.因而需对流域内泥沙来源、水土流失物理过程、水上流失控制措施、来水来沙特性、水沙关系、泥沙颗粒、河道输沙规律等进行研究.近年来,随着工农业生产的发展,环境保护也成为一个热点,因此,对影响水资源质量和环境问题的泥沙问题研究,也得到了进一步的重视.     

小浪底水库拦沙运用初期水沙调控效果初步分析

鉴于小浪底水库位于控制黄河水沙的关键部位,基于1999～2008年原型观测资料,初步分析了小浪底水库拦沙运用初期水沙调控效果.结果表明,出库水沙搭配明显改善,绝大多数中粗颗粒泥沙被拦在库内,出库泥沙较细;在入库水量和沙量均大幅减少情况下,水库淤积速率缓于预期.黄河下游河道持续冲刷,冲刷主要集中于高村以上,冲刷强度具有沿程减弱的趋势;下游主槽河床质明显粗化,断面形态趋于窄深;平潍流量不断恢复,主槽行洪排沙能力显著提高;库区和下游河道持续减淤效果良好.     

近60年黄河下游年水沙量变化的多时间尺度特征

以黄河下游花园口站为例,基于1952～2009年年水量和年沙量资料,采用经验模态分解及Hilbert-Huang变换方法分析了年水沙量变化的多时间尺度特征,探讨了各波动分量的变化原因及影响因素,获得了不同波动周期的振荡分量及趋势分量,揭示了年水沙量变化的多时间尺度结构,其中准3年左右的周期波动是引起水沙波动的重要原因。     

黄河河口淤积、延伸、演变对河道影响的预估计算方法

黄河河口系弱潮强径流型河口,海洋动力所具有的输沙能力小于河道来沙量.因而造成大量泥沙沉积在河口不同区域,河口以上河道受河口淤积、延伸的影响,相应淤积     

一种改善稳定性的MIKE21FM河道网格绘制方法

针对工程项目中常见的带有河道的MIKE21FM模型水量平衡误差大、数值计算震荡大、模型计算崩溃等问题,使用MESH GENERATOR进行网格划分,但在进行网格划分前对内边界进行手动修正,分析了MESH GENERATOR所提供的不同形式的空间离散对河道模型计算的影响,提出一套改进的内外边界编辑方法,并将其应用于汉江遥堤洪水风险图绘制中。结果表明,所提改进方法不仅有效解决了模型失稳的问题,且水量平衡误差显著减小。     

基于IHA分析的小水电工程对黄尾河水沙的影响

为研究小水电工程对黄尾河流域生态水文效应的影响,以黄尾河水文站1972~2011年逐日平均流量和输沙率资料为基础,利用M-K法、滑动T检验法和差积曲线法确定突变年份为1998年,并用IHA法评价小水电工程修建后黄尾河下游河道径流的变化,利用双累积曲线法分析水沙变化趋势。结果表明,小水电工程的修建使黄尾河下游年均径流量和输沙量有所减小,水沙关系发生较大变化,水文指标整体改变度为63.2%,为中度改变,且各月生态流量皆低于RVA下限。研究结果为黄尾河流域生态水文变化需求提供了参考依据。     

三峡工程对长江中下游河道演变与岸线利用影响研究

基于长江中下游河道与岸线演变特点,结合实测资料分析了三峡工程蓄水运行以来长江中下游来水来沙、河床冲淤及河势变化情况,根据宜昌至大通河段一维水沙数学模型计算结果,预估了三峡工程正常蓄水运行后长江中下游河道演变趋势.结果表明,三峡工程运行后长江中下游总体河势变化不大,局部河段河势将有所调整.在此基础上,分析了三峡工程运行对长江中下游岸线开发利用的影响,并提出了减小不利影响的对策措施.     

基于改进VIC模型的岔巴沟流域水沙耦合模拟研究

针对流域水沙模拟问题,在可变下渗能力(VIC)模型的产流单元和河道汇流中分别耦合物理概念的产沙和汇沙结构,构建了能够模拟水沙时空变化的分布式水沙耦合模型,并应用于黄土高原岔巴沟流域1987~2006年10场洪水的模拟和验证。结果表明,水沙耦合模型具有较好的精度,对流域输沙量模拟的平均绝对值误差为22.2%,对输沙率过程模拟的确定性系数达到0.61,同时耦合模型能够模拟流域产沙汇沙的空间分布特征,具有较大的应用潜力。     

调水量合理分配指标体系的建立及其应用

根据区域调水量分配的主要影响因素,以调水量合理分配为目标,基于社会、经济、生态环境、效率等合理性准则,结合评价指标选用原则,选取反映水-社会-经济系统特征的15项关键评价指标,形成具有多层次递阶结构的指标体系,并建立调水量分配的AHP递阶计算模型.根据方案层与目标层的关系,将各子区域相对于调水量合理分配的组合权重作为各子区域的分水权重,由此确定各子区域分得的调水量.实例结果表明,构建的调水量分配指标体系可行、有效.