河口水体泥沙浓度的水面光谱统计模式分析

现场测量长江口Ⅱ类水体的反射高光谱，并同步获取水样、测量流速，在实验室中对所获水样的泥沙浓度进行测定。通过对试验数据的分析发现，水体反射光谱随泥沙浓度不同而发生变化，在黄绿光波段(560～720nm)和近红外波段(810nm)出现两个明显的反射峰。波长大于650nm光谱反射率和表层泥沙浓度的相关性较好，特别在690～900nm波段两者的相关系数大于075，对泥沙浓度变化较为敏感。基于最小二乘法，建立了单波段反射率与泥沙浓度关系以及波段反射率比值与泥沙浓度关系的回归方程。结果表明，670nm和715nm处单波段反射率的指数方程相关系数较高，而基于810/690波段反射率比值的二次多项式拟合方程对泥沙浓度的预测精度好于其它比值组合形式的模型。     

长江口深水航道海域悬浮泥沙光谱特性研究

 长江口深水航道治理和维护的核心问题为泥沙问题。对长江口深水航道 7 个浮标所在海域进行了不同浓度含沙水体的反射光谱测量,并且结合“长江口深水航道水文、泥沙、波浪自动遥测系统”遥测数据和野外现场取样数据,对其光谱特性进行了分析,发现这些海域悬浮泥沙的敏感波段在 730 ～ 930 nm 之间,并且 731 nm 附近的一阶微分与悬浮泥沙浓度相关性较好。在对其光谱特性进行分析的基础上,分别建立了悬浮泥沙光谱反射率、光谱反射率均值和反射率一阶微分的指数反演模型和二次反演模型,结果显示 900 nm 波长的指数模型可以较准确地定量反演出悬浮泥沙浓度。     

贵州百花湖叶绿素a高光谱监测模型研究

为对百花湖的叶绿素a浓度进行高光谱模型监测,以更高效和在更大范围内监测湖水富营养化状况,结合百花湖水体的具体情况,对湖区水体布置采样点进行监测,获取了2012年4月和12月的实测水体高光谱数据和叶绿素a浓度数据。通过对获取数据的处理和分析,提取了叶绿素a的敏感波段并建立了叶绿素a浓度与水体光谱反射率相关模型。分析结果发现:1百花湖叶绿素a的敏感波段为706,707,678 nm和679nm,且敏感波段的组合运算可提高光谱数据与叶绿素a浓度之间的相关显著性;2通过对模型精度的对比分析,发现用(706+707)/(678+679)波段组合所建立的线性模型对叶绿素a浓度的反演精度最高;3以4月份的数据建立的模型经12月份的数据验证,精度也较高,说明该模型在一定范围内不受时间限制,可用来对百花湖叶绿素a的浓度进行及时监测。     

基于实测数据的鄱阳湖悬浮泥沙粒度遥感反演模式分析

水体悬浮泥沙粒度是重要的水质参数之一,影响着水体的遥感反射率。研究两者之间的关系对于内陆湖泊水环境遥感监测具有重要意义。基于鄱阳湖实测数据,采用相关分析方法,用不同数学模型进行鄱阳湖悬浮泥沙粒度反演研究。研究结果表明:(1)浑浊区适合采用体积百分比众数粒径建立反演模型,清水区适合采用数量百分比中值粒径建立反演模型;(2)浑浊区悬沙粒度的敏感单波段是环境卫星Ⅳ波段,在清水区悬沙粒度的敏感单波段有环境卫星Ⅱ和Ⅲ波段,而环境卫星Ⅱ,Ⅲ波段比组合是整个研究区水域的敏感波段;(3)单波段反演模型中,幂函数适用于鄱阳湖粒度遥感反演;波段比反演模型中,多项式模型适于鄱阳湖粒度遥感反演。     

南四湖水体叶绿素a浓度实用化高光谱反演模型

根据2014年7月21-23日在南四湖实测的高光谱数据和同步水质采样分析数据分别构建了反演南四湖水体叶绿素a浓度的单波段模型、一阶微分模型、波段比值模型、三波段模型以及四波段模型,并进行验证,同时尝试用连续统去除和反连续统去除法构建叶绿素a浓度反演模型。结果表明:R*728模型、R'705模型、R*728/R*617波段比值模型、R734/R463波段比值模型、[R-1rs(671)-R-1rs(730)]·Rrs(763)三波段模型以及[R-1rs(682)-R-1rs(720)]·[R-1rs(761)-R-1rs(733)]-1四波段模型均可以较好的估测南四湖水体叶绿素a浓度,均方根误差RMSE小于7μg/L,ARE在15%以内。其中各模型中线性模型估测精度最高,更适合南四湖水体叶绿素a浓度的高光谱反演;连续统去除和反连续统去除法无法建模。     

基于光谱特征的长江口细颗粒泥沙絮凝体投影表面积和沉速模拟

2009年5月23日~6月2日在长江口南槽九段沙水域，利用便携式地物光谱仪和现场激光粒度仪分别测量水体光谱反射率和细颗粒泥沙絮凝体现场特性，同步采集水样测量悬沙浓度(SSC)。研究显示：① 水体光谱反射率随絮凝体投影表面积(PSA)的增加而增大，光谱曲线在350~950 nm波段间存在两个明显反射峰，分别以690~720和810 nm波长为中心；② 絮凝过程改变细颗粒泥沙的水体反射光谱特征，导致SSC与光谱反射率的相关性低于PSA与光谱反射率的相关性。PSA与波长＞715 nm波段光谱反射率的相关性r＞0.7，p<0.01；③ 可选择常用卫星遥感可见光、近红外通道范围，且PSA与光谱反射率相关性较高的波段，建立PSA与单波段光谱反射率和多波段光谱反射率组合比值的拟合关系式，其中单波段860 nm(r=0.9227，p<0.001)和860/670多波段组合(r=0.9373，p<0.001)的指数方程预测效果均最优；④ 基于PSA与光谱反射率、絮凝体现场沉速(WS)间均存在良好相关性的分析，构建了光谱反射率与WS间的幂函数拟合关系式(r=0.8337，p＜0.001)，这为监测长江口大尺度区域絮凝体PSA和WS的空间分布和动态变化提供了一种新的尝试方法。     

基于PLSR的珠江口城市河流水质高光谱反演

为研究珠江口城市河流水体高光谱特征与城市河流水质指数(CWQI)的关系,对中山市典型河流开展了高光谱监测和同步水质分析,基于偏最小二乘回归(PLSR)建立了高光谱数据与CWQI的反演模型,并研究了反演模型的最佳光谱分辨率和最优主成分数。结果表明：基于化学需氧量、总磷、氨氮和溶解氧4项水质指标质量浓度值计算得到的CWQI值可较好地反映研究区河流水质状况;水体不同波段的光谱反射率与CWQI存在一定的相关性,可用于区分不同CWQI的水体;光谱分辨率为50nm、提取主成分数为8时的反演模型效果最优,验证集均方根误差和平均相对误差分别为0-768和18-1%。将该反演模型与无人机高光谱监测数据结合,可较好地反映河流水质的空间差异。     

基于光谱特征的长江口细颗粒泥沙絮凝体投影表面积和沉速分析

2009年5月23日-6月2日在长江口南槽九段沙水域,利用便携式地物光谱仪和现场激光粒度仪分别测量了水体光谱反射率和细颗粒泥沙絮凝体现场特性以研究两者之间的关系,测量时同步采集了水样测量悬沙浓度（ssc）。研究显示：①水体光谱反射率随絮凝体投影表面积（PSA）的增加而增大,光谱曲线在350-950nm波段间存在两个明显反射峰,分别以690～720nm和810nm波长为中心;②絮凝过程改变细颗粒泥沙的水体反射光谱特征,导致SSC与光谱反射率的相关性低于PSA与光谱反射率的相关性。PSA与波长〉715nm波段光谱反射率的相关性r〉0．7,p〈0．01;⑧可选择常用卫星遥感可见光、近红外通道范围,且PSA与光谱反射率相关性较高的波段,建立PSA与单波段光谱反射率和多波段光谱反射率组合比值的拟合关系式,其中单波段860nm（r=-0．9227,p〈0．001）和860／670多波段组合（r=0．9373,p〈0．001）的指数方程预测效果均最优;④构建了光谱反射率与絮凝体沉速间的幂函数拟合关系式（r=0．8337,p〈0．001）,为监测长江口大尺度区域絮凝体PSA和阢的空间分布和动态变化提供了一种新的方法。     

基于遥感信息的杭州湾表层悬沙浓度变化趋势研究

采用杭州湾1988-2014年的Landsat-TM/OLI遥感影像,结合实测水体光谱和同步悬沙取样数据,构建表层悬沙浓度遥感定量反演模式,开展表层悬沙浓度反演并讨论其时空变化特征。结果表明：构建的定量反演模式精度良好,揭示了杭州湾表层悬沙浓度的时空多变性;年际趋势显示,洪季近二三十年来杭州湾湾口北部水域表层悬沙浓度减少约40%～50%,其他水域相对较稳定;与洪季不同,枯季表层悬沙整体呈现减小态势,减小幅度为30%～40%;长江入海泥沙减少、滩涂围垦、沿岸水流以及长江口外泥沙源的共同作用是表层悬沙浓度年际变化的主要影响因素。     

伶仃洋三维潮流输沙的数值模拟

作者使用垂向坐标变换技术，结合有限差分方法建立了三维潮流输沙的数学模型。为了增加模型的稳定性和减少数值耗散，对悬沙对流扩散方程中的水平对流项采用三阶迎风格式离散。应用本模型对伶仃洋的枯季和洪季的潮流输沙的悬沙场进行了数值模拟，将模拟结果与实测资料进行比较，二者吻合较好。模拟结果分析表明：伶仃洋悬沙运动主要集中在西滩，对伶仃航道影响不大；洪季水体含沙浓度高于枯季；水体含沙浓度沿水深存在浓度梯度，且洪季的浓度梯度明显大于枯季。     

Call for Papers

正As the eldest and most distributed professional journal of water industry,Water Wastewater Engineering(W WE)gained very wide acceptance from the colleagues working in this field in this country since start publication in 1964.Now it is administrated by the Ministry of Construction of the People’s Republic of China and sponsored by the China Civil Engineering Society etc.     

库水波动下库岸边坡地下水浸润线解析解及误差分析

解析法是库岸边坡地下水浸润线计算中便于实际应用的方法,但该方法须基于若干假定并对潜水运动基本方程线性化后才能求解。针对各假定和线性化过程建立不同的地下水渗流数学模型,用解析法和有限元法解答上述数学模型,分析各误差大小及其规律。结果表明：库岸垂直处理带来的误差要小于方程线性化处理和不考虑非饱和渗流带来的误差,而且它们都随渗透系数变大而减小;在三峡库区库水调度情况下,假定库水位等速变化带来的误差对大多岸坡而言可以忽略;计算库岸边坡地下水浸润线时,解析法只适用于水位变化幅度相比含水层厚度较小,且几何边界规则、岩土结构简单、岩土体渗透性较好时的情况。     

Changes in Summer Irrigated Crop Area and Water Use in Southeastern Turkey from 1993 to 2002: Implications for Current and Future Water Resources

Changes in summer irrigated cropland acreage and related water use are estimated from satellite remote sensing and ancillary data in semi-arid Southeastern Turkey where traditionally dry agricultural lands are being rapidly transformed into irrigated fields with the help of water from the Euphrates-Tigris Rivers. An image classification methodology based on thresholding of Landsat NDVI images from the peak summer period reveals that the total area of summer irrigated crops has increased three-fold (from 35,000 ha to over 100,000) in the Harran Plain between 1993 and 2002. Coupled analysis of annual irrigated crop area from remote sensing and potential evapotranspiration based estimates of irrigation water requirements for cotton indicate a corresponding increase in agricultural water use from about 370 million cubic meters to over one billion cubic meters, a volume in accordance with the state estimates. These estimates have important implications for understanding the rapid changes in current agricultural withdrawals in Southeastern Turkey and form a quantitative basis for exploring the changes in future water demands in the region. For example, expansion of irrigated lands have led to a steady decrease in potential evaporation due to increased roughness and decreased humidity deficit in the Harran Plain. Assuming that the changes in future evaporation conditions will be of similar nature, water use for irrigation is expected to decrease over 40 percent in future irrigation sites. Incorporating this decrease in overall planning of the irrigation projects currently under construction should lead to improved management, and by extension, sustainability of water resources in the region.     

浅谈优化Vray渲染在制作三维场景的应用研究

用Vray三维渲染引擎来渲染三维场景,其质量和速度是由一些影响因素和参数设置决定的,不同的参数和因素,可以得出不同的三维渲染效果.因此,分析、优化三维渲染质量和速度的影响因素,正确、合理的选择参数对提高Vray最后渲染阶段的质量和速度非常重要.     

固结、渗流和沉积控制方程研究

本文从两相流体动力学的守恒方程出发，考虑固相、液相的相对运动，推导了可以考虑场的不均匀性和流体压缩性的统一形式的控制方程，并对方程所基于的物理概念和相互联系进行了必要的分析。通过对方程适当形式的表达，可导出用于大、小变形固结、渗流和沉积的简化方程，显示了在不同领域的三个理论存在一定的统一性。方程推导过程并未对本构关系加以限制，适用范围较广。依据实际问题的要求，作了不同形式的简化。     

四川省及重庆市中型水电站效益分析

该文分析了四川省及重庆市几座中型水电站的调查材料表明：四川省及重庆市中型水电站不仅在川渝主网和地方电网中起着很大的作用，并具有巨大的社会效益，同时还有综合利用效益，说明修建中型水电站的优越性．     

Site modelling methods for detecting hydrologic alteration of flood frequency and flood duration in the floodplain below the carlyle dam,lower Kaskaskia River,Illinois, USA

Reports concerning the influence of dams on river hydrology vary among researchers, interest groups and government agencies. These often contradicting statements may occur because changes in hydrology caused by dams are distinct for each dam and river watershed. The objective of this research was to use site specific techniques to determine if the 1967 installation of the Carlyle Dam, lower Kaskaskia River, Illinois, altered flood frequency and duration within the forested floodplain located below the dam. Results indicated a decrease in flood duration and frequency, and a decrease in annual flood frequency variation at a site 6.4 km below the dam. Pre‐dam versus post‐dam differences in flood frequency and duration at the site 32.2 km below the dam were related to climate rather than dam effects. Although dam impacts are a concern, this research shows that distance downstream from the dam and downstream tributary and watershed characteristics should be considered before assuming that the dam has changed hydrologic parameters for portions of rivers. This research also indicates that areas of the lower Kaskaskia River may still maintain hydrologic ecological integrity, and could be targeted for restoration and adaptive management purposes. Hydrologic modelling combined with river gage and on‐site well measurement techniques presented in this study could provide detailed flood frequency and duration information for land use, sociological and geomorphological questions in focus areas within river floodplains. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Statistical tools for thermal regime characterization at segment river scale: Case study of the Ste‐Marguerite River

Suitable thermal fish habitats are constrained by both maximum and minimum temperature tolerances. A multivariate and geostatistical approach was developed to estimate stream thermal characteristics at the river segment scale. Data from 22 temperature‐monitoring stations during summer 2007 were used to estimate monthly maximum temperature as well as thermal characteristics such as the number of events, the cumulative degree–days and the associated duration over specific temperature thresholds of 19 and 21°C. The probability of exceeding these temperature thresholds has also been interpolated. The methodology relies on the construction of a multivariate space using physiographic and hydrological characteristics of gauging stations as inputs in a canonical correlation analysis (CCA). A geostatistical interpolation technique, ordinary kriging, was subsequently used to perform interpolation in the physiographical space constructed using CCA. Results from this study were obtained for thermal characteristics estimated into two different interpolation spaces: (1) a 7 metrics space, and (2) an 8 metrics space. Cross‐validation technique has been performed and satisfactory results were obtained. Kriging thermal characteristics (magnitude and duration) into the 7 metric space for a 19°C threshold exceedance leads to best results with Relative Root Mean Square Error (RRMSE) ranging between 9.66 and 15.08%. The study shows that kriging in a multivariate space is a promising tool for water resources managers, especially in cases where risk mapping for lethal or sub‐lethal temperature thresholds may be required for a specific fish species. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

掺MgO混凝土的宏细观试验研究

利用MgO膨胀剂的延迟微膨胀效应能显著提高大体积混凝土的力学性能,产生的预压应力还能有效提高大体积混凝土抵抗温度开裂的能力,但目前对其微观机理研究不多。采用宏观与微观相结合的方式,研究了不同活性指数、不同掺量的MgO混凝土的力学性能,利用SEM/EDS微观分析手段揭示了MgO对混凝土性能影响的作用机理。试验结果表明：MgO取代部分水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能降低;掺量为4%~5%时,活性指数为100s的MgO混凝土的膨胀率大于活性指数为50 s的MgO混凝土;MgO混凝土的膨胀特性与Ca,Si,Mg,Al等元素的分布情况有关,掺入的MgO将改变界面区Ca,Si,Mg元素的富集特性,Ca元素和Mg元素更易于在界面区富集,导致混凝土宏观力学性能的降低。     

基于MIDAS软件探讨施工工序对深基坑稳定性的影响

基于武汉地铁名都站深基坑工程与水文地质勘察资料,建立了三维工程地质仿真计算模型。依据名都站深基坑开挖支护方案,利用有限元软件MIDAS的摩尔-库仑本构模型,对武汉地铁名都站深基坑施工过程中,不同施工工序下每步开挖之后,基坑的变形情况做仿真模拟计算,并对比分析其对基坑稳定性的影响。结果表明：基坑围护结构的变形情况与施工工序有很大的关系,施工工序越合理,上部土体变形越小,反之越大。因此,在基坑工程的施工过程中,要注重施工步骤的划分与合理安排,从而保证基坑工程的安全。研究成果为以后武汉地区基坑工程的施工设计提供了值得借鉴的经验。