相似性降水条件下北洛河水沙变化特征

降水是河流径流来源也是水土流失的主要动力,通过选择相似降水年组比较河流水沙变化,可以更好揭示土地利用变化对河流水沙变化的影响.采用1954年到1996年北洛河状头水文站实测资料,根据年份差大于5年,年雨量差小于20 mm和汛期雨量差小于10 mm等三个指标确定了8个相似降水年组.通过比较相似性降水年组径流量和输沙量变化,分析了不同时间河流水沙变化特点;并通过组间比较初步探讨了北洛河水沙变化趋势.分析表明,与1980年相比,1996年除汛期径流量增加外,年径流量,年与汛期的输沙量和含沙量均增加;在其他时段,输沙量在1970年代后期以前呈减少趋势,年径流量和汛期径流量有增加趋势,而年均和汛期含沙量均有减少趋势.     

1956-2009年延河水沙变化特征及其驱动力研究

分析降雨、人类活动等因子驱动下的流域水沙效应是流域管理的基础。本文采用移动平均法、累计距平法,线性回归统计等,分析了1956-2009年期间延河流域的降雨、径流和输沙量变化及其驱动因素。结果表明:延河流域降雨量与径流量、输沙量变化趋势基本一致,均可分为1956-1969年的基准期和1970年以后的3个时段的治理期等4个阶段。基准期三者均达到最大,治理期以输沙变化的时段性最为显著;且三者基本符合先大幅度下降(1970-1983年),然后明显上升(1984-1993年),再迅速下降(1994-2009年)的时段性。径流泥沙的时段性既是降雨量出现阶段性变化的结果,更是阶段性人类活动的水沙效应结果。整个治理期降雨和人类活动对减少径流的贡献比是60∶40,对减少泥沙的贡献比为30∶70;治理时段引起水沙变化的主要人类活动包括:1970-1983年的淤地坝、水库等水利设施建设大大减少水沙;1984-1993年的农业包产到户政策使得减水减沙幅度逐渐减少;1994年以来延河治理和退耕还林战略等极大地减少了流域径流泥沙。研究结果对延河流域管理实践有指导意义。     

延河流域植被恢复对径流泥沙的影响

以1960-2010年延河主要水文站实测水沙数据为基础,结合主要气象站的实测年降雨量,采用累积距平法识别出延河流域水沙变化突变年份,并利用双累积曲线确定参照期水文要素的线性回归关系,定量评估了延河流域不同阶段水土保持措施对流域水沙变化的影响。结果表明:1971年和1996年为延河径流深、输沙模数发生突变的年份;1960-1971年为参照期,降雨量与径流量或输沙量的双累积曲线具有较高拟合度(R20.9);与1960-1971年相比,水沙关系发生根本性变化,以植被恢复为主导的水土保持措施对流域产流产沙的影响程度分别为17.5%和55.9%。     

长江重庆主城区河段水沙变化特征分析

在自然因素和人类活动的综合作用下,近期(2000年后)长江重庆主城区河段的水沙特性发生了一定变化。基于长江寸滩站、朱沱站和嘉陵江北碚站(简称"三站")1955-2011年的流量和悬移质含沙量资料,分析了长江重庆主城区河段的水沙变化特征,结果表明:径流量和输沙量主要集中在汛期,年内分配具有高度集中和极不均匀的特点;径流量和输沙量年际交替变化,水沙阶段变化过程总体具有同步性,且均表现为长程正相关;与2000年前相比,三站近期的年均径流量分别减少了5.4%、5.0%和8.0%,年均输沙量分别减少了62.1%、44.3%和97.1%;三站年输沙量总体随年径流量呈递增变化,但不同时期的水沙关系差异较大。     

人类活动对黄河河源区水沙变化影响评价

河流水沙变化同时受到气候变化和人类活动的影响,在相同的气候条件下,水沙变化的影响主要是人类活动引起的。采用1961-2010年唐乃亥水文站以上河源区的气象数据,通过反距离加权平均法对潜在蒸发量和降雨量进行空间插值,选择气候相似年组,计算了组内唐乃亥站的年径流量和年输沙量的变化,并结合土地利用和NDVI变化分析了原因。结果表明:研究区共有12个相似年组,在时间上涉及到研究时段的所有年代和降雨量特征;分别有11组和9组的年径流量和年输沙量减小,反映出河流水沙整体减少的整体特征;不同相似年组人类活动对河流水沙的影响幅度差异较大。该方法可以明确判定人类活动的影响程度,并显示出人类活动对水沙影响的复杂性,可以帮助我们区分气候变化和人类活动的不同影响。     

近58a来洮河流域水沙演变特征与驱动力分析

采用洮河红旗水文站1956—2013年的水沙资料和流域降水资料,应用累计滤波器法、Mann-Kendall法、双累计曲线法等分析了洮河流域水沙量的时间序列变化特征,定量估算了降水变化和人类活动对年径流量和年输沙量的影响。结果表明:洮河流域年降水量、年径流深和年输沙量的变化倾向率分别为-4.6 mm/10 a、-13.8 mm/10 a、-444万t/10 a,年径流量及年输沙量在1986年左右发生了突变;就平均情况而言,降水和人类活动对径流的影响量分别约占径流减少总量的32.9%、67.1%,对输沙的影响量分别约占输沙减少总量的47.4%、52.6%,不同阶段的人类活动特征明显;随着流域内大规模人类活动的继续,水沙量的递减趋势在未来一定时期内将会持续。     

讨赖河流域泥沙输移规律及其成因分析

以讨赖河流域内的讨赖河与洪水河为研究对象,采用嘉峪关水文站和新地水文站1954-2018年的月平均流量和月平均悬移质含沙量数据,对讨赖河流域的水沙输移规律及其影响因素进行了统计分析。结果表明：讨赖河流域水沙年内分配不均,其输沙量和径流量基本集中在6-8月的汛期,且其变化趋势基本一致,呈“单峰型”分布。M-K非参数检验法和相关性分析显示讨赖河干支流径流量差异显著,与水沙显著相关,说明水沙同源。分析表明人类活动是影响讨赖河干支流径流量和输沙量变化的关键因素,其对讨赖河和洪水河输沙贡献率分别达到了55.72%和67.14%。     

荆江三口水沙变化趋势及其影响因素分析

文章依据1951~2011年三口水系实测水文资料,运用累积距平方法计算水沙年际阶段性变化特征,并分析引起水沙量阶段性变化的各影响因素。结果表明：在气候变化和人类活动的共同作用下,三口地区径流量、输沙量年际变化存在明显的阶段性。     

60年来黄河河龙区间水沙变化特征及人类活动影响评价

采用线性分析、多年滑动平均、Mann-Kendall趋势检验等方法对黄河中游河龙区间1950-2012年的水沙变化特点和趋势进行了分析。结果表明:河龙区间年际水沙变化整体呈现递减趋势,且阶段性变化趋势差异较大;径流量和输沙量在年内分配不均,水文站径流量和输沙量主要集中在汛期;河龙区间年均输沙量分别在1979年和2000年存在两个显著突变点。应用距平累积曲线分析表明,1974年后人类活动对输沙的影响显著增强,1975-2012年人类活动总减沙量为179.75亿t,年均减沙量4.73亿t。研究结果可为流域生态和水利设施建设提供基础理论依据。     

信江中下游近60年水沙分配变化特征

针对信江流域水利工程建设以及大规模水土保持工作、河道采砂等人类活动不断增加的现状,为了更好地了解人类活动对信江水沙输移特性的影响,确保对水沙资源的合理开发与利用,基于信江梅港站近60年径流量输沙量实测资料,采用数理统计和Mann-Kendall秩次相关检验法对信江水沙分配变化特征进行分析,探讨人类活动对水沙输移特性的影响。结果表明:梅港站各年代径流量、输沙量年内分配基本呈明显的"单峰型"分布,在6月到达峰值;水沙关系呈现出"大水多沙,小水少沙"的态势,泥沙主要集中在主汛期,月最大输沙量与洪水相对应;汛期与非汛期径流量呈上升趋势、输沙量呈下降趋势,且输沙量下降趋势显著;汛期径流量、输沙量波动较大,明显大于非汛期径流量、输沙量波动幅度;历史上信江流域水沙相关性较稳定,但随着经济社会的发展,大规模水土保持、水利工程建设及河道采砂等人类活动不断增加,对水沙关系造成明显影响。     

流域泥沙灾害与泥沙资源性的研究

泥沙灾害与泥沙资源性是流域泥沙的重要属性,二者在一定条件下可以相互转化。本文论述了泥沙淤积、泥沙冲刷、岸滩崩塌、山地崩塌与泥石流、粗沙淤积的土地沙化等泥沙灾害,指出泥沙灾害具有时空分布的不均匀性、渐变性或突发性、群发性、转化性及危害严重性等;流域泥沙资源化的主要途径包括填海造陆及造地、引洪淤灌、堤防淤临淤背、建筑材料、湿地形成(河流、湖泊与河口海岸)等,指出流域泥沙资源化及其优化配置既要解决思想观念、基本理论、目标效益等方面的问题,还要考虑与水资源联合配置问题。     

泥沙粒径对其均匀系数分布影响的试验研究

在挟沙水流中,泥沙颗粒的运动是随机的。对于不同的点,泥沙组成是不一样的,即泥沙颗粒组成具有不同均匀程度,它的非均匀系数φ沿垂向存在一定规律性。通过水槽试验,分别对3种粒径泥沙颗粒探求泥沙组成的非均匀系数沿水深方向的规律。试验表明：对于粗颗粒试验泥沙,其非均匀系数随水深的增加而增大;中、细颗粒试验泥沙,非均匀系数随水深的增加而减小,但二者的减小梯度存在差异。     

上游来水来沙变化及对重庆河段泥沙淤积的影响

三峡水库按175 m方案正常蓄水运行后,处于回水变动区的重庆河段将具有水库和天然河道的双重特性,随着水库运行时间的增长,该河段将呈现累积性泥沙淤积趋势.根据长江寸滩站和嘉陵江北碚站长系列水文观测资料分析,近年来三峡入库泥沙明显减少,而随着金沙江和嘉陵江上游梯级开发的逐步实施,上游大型水库拦沙效益将逐步显现,重庆河段的来沙量将进一步减少,可有效减缓重庆河段泥沙淤积速率,减少淤积总量和边滩淤积,增加三峡水库的兴利库容利用率,有利于重庆河段岸线及水资源综合利用.     

用测点含沙量推求断面平均含沙量的方法探讨

在悬移质输沙率的测验中,除全断面混合法外,都需要同步施测流速和流量,这样不仅给悬移质输沙率的施测带来很大的难度,而且还大大地增加了水文测验的运行成本.结合水文测验的效益,在新仪器的应用下,悬移质输沙率的施测方法需要改进.针对垂线平均含沙量计算时,需要测点位置的流速;断面平均含沙量计算时,需要推求部分流量,采用原理分析与相关关系法,对测点位置的流速进行了分析计算,得流速权重系数,并用部分面积与部分流量的关系,解决了部分流量的权重系数.即:解决了悬移质输沙率测验时,同时施测流速和流量的麻烦,利用测点含沙量直接推求断面平均含沙量,进而计算出输沙率.经实测资料检验,计算误差均符合<河流悬移质泥沙测验规范>的精度要求.     

流量与含沙量相关性对输沙效率 影响的研究

从流量与含沙量的相关性出发,推导出当流量与含沙量呈正相关时,水沙过程的波动性会减少输沙用水量;通过实测资料分析,黄河下游天然河道中流量和含沙量是基本呈正相关的,而通过小浪底调水调沙人工塑造的水沙过程,流量与含沙量相关系数越大,输沙用水量越小,输沙效率的增幅越高。     

泥沙起动流速研究

从泥沙起动的特点出发，将瞬时作用流速、起动标准、泥沙颗粒在床面的相对暴露度及附加质量力等影响因素同时引入到推移质泥沙起动中，使分析泥沙起动时考虑的因素更加全面。采用经典力学与统计理论相结合的方法，得到了泥沙起动无量刚切应力公式。并对公式中的系数进行了数值计算。结果表明，该系数并非为一个常数，而是在一定的范围内，且随床面上颗粒的相对暴露度而变。同时，还得到了概括散粒体和粘性细颗粒泥沙的统一的均匀沙起动流速公式的上、下限。说明其系数也是在一个区间取值。 关键词：泥沙；临界切应力；起动流速     

长江口北支沉积物粒径趋势及泥沙来源研究

本文以长江口北支沉积物的粒度分析资料为根据, 运用Gao-Collins粒径趋势分析模型对该区域进行分析处理, 获得采样区沉积物粒径趋势矢量分布. 结果表明: 长江口北支青龙港以上河段的沉积物有向下游搬运的趋势; 而青龙港以下的河段, 沉积物的搬运方向是从下游指向上游; 长江口北支口外海域的沉积物有向长江口北支运移的趋势. 在此基础上, 本文还探讨了导致长江口北支不断淤积的物质来源: 北支以口外海域来沙为主, 上游也有少量泥沙直接进入北支; 北支口外海域来沙以长江口南支入海泥沙扩散倒灌为主, 苏北沿岸泥沙供给很少.     

黄河粗泥沙界限与中游多沙粗沙区区域研究

本文首先讨论了黄河粗泥沙界限的确定方法，认为以下游淤积物中占多数的观点来确定黄河粗泥沙粒径界限较好，经分析淤积物中0．025mm以上的泥沙占多数，0．05mm以上的泥沙近半数；然后讨论了中游多沙粗沙区区域界定的两种方法，认为指标法能够直观反映出多沙粗沙区的位置I最后甩0．OSmm和0．025mm两种界限分析了多沙粗沙区面积，分别为8．15万km^2和6．99万km^2．两者位置和面积比较接近，但在治理方略上有一定差异．前者强调治沟治基岩，后者强调沟坡兼治。     

不同沙源条件下地区前期降雨与小流域产沙关系的对比研究

为认识在不同沙源条件下前期降雨对小流域产沙的贡献和作用，本文利用不同沙源条件下两个典型小流域(山西砖窑沟流域和云南蒋家沟流域)以及一组篱笆减少侵蚀试验的降雨和产沙资料，选取产期降雨、过程降雨、产沙历时以及雨强因子，运用主成分分析法，进行对比研究，并分析了其机理。结果表明，在符合主成分选取条件下，对砖窑沟渐变型产沙，前期降雨仅是第二主成分的主要贡献者，与降雨性质相比，起次要作用；但对蒋家沟突变型产沙，前期降雨是第一主成分的主要贡献者之一，起首要作用。     

泥沙颗粒表面磷吸附分布的实验研究

泥沙与污染物的作用过程十分复杂,传统吸附理论主要从总量上对这一过程进行描述。本文借助扫描电子显微镜(SEM)等手段从微观尺度出发,研究磷污染物在颗粒表面的吸附现象,并通过图像处理和微分几何方法分析磷在泥沙表面的分布规律。结果表明在颗粒表面的鞍部、凹地和凸起等地方存在较多活性吸附位。在特定水环境中,这些吸附位对磷的弱酸根配体及其他离子在颗粒表面上竞争吸附起着非常重要的作用。