区域层面河湖功能区划研究——以太湖流域为例

河湖功能区划是加强流域管理的一项新举措.对于自然属性和社会经济属性较为均一的区域,河流功能难以按其沿河道的空间分异性进行划分.基于这一特点,提出了区域层面河湖功能区划的概念,建立了由因素层、区划层和功能层构成的区域层面河湖功能区划体系,并提出了区划的方法和程序.进行了太湖流域区域层面河湖功能区划实践,将该区域共划分为3类13个河湖功能区,给出了每一区的功能定位和管理措施.结果表明,区域层面河湖功能区划的概念与方法合理可行,为平原河网区的河湖管理提供了一个新途径.     

三江口窝崩及抢护

窝崩是发生在长江中下游极具危险性的崩岸形式,严重时会造成生命及财产的重大损失,因此,有必要对窝崩成因及抢护措施进行研究.根据三江口窝崩前后的河道实测地形资料,分析比较了崩塌前后河床地形及断面变化、崩岸发生的原因,计算了各测次的水下体积,研究了相关抢护措施及效果.分析研究结果表明,窝崩发生后80%以上的崩体均淤积在口门上下约1 km河道内,经过1个月冲刷,约有37%崩体被水流带走.文中介绍的抢护措施及效果可为相似抢护工程提供借鉴参考.     

电站泄流对坝下航道影响研究进展

水电枢纽建设改善了库区航运条件,但电站泄流会对坝下游航道产生影响,需要对此研究以实现水电开发与航运建设的协调发展.在分析大量研究文献与资料的基础上,总结了电站下游流量、泥沙、水位在电站建设前后变化与沿程变化的特性,归纳了电站泄流对坝下游设计最低通航水位、通航水流条件(沿程流速、流向与比降)、河床演变的影响,以及提出了应对策略与措施等研究成果,最后指出了有待进一步研究的问题,以期推动本领域研究的深入开展.     

不同土壤湿度和雨强下径流曲线模型的改进

前期土壤湿度条件和降雨强度是影响径流曲线（SCS-CN）模型径流量预测精度的重要因素。分析不同流域下二者对SCS-CN模型性能的影响,对提高模型预测精度至关重要。基于5个半干旱半湿润和湿润流域的降雨径流资料,利用偏相关分析和K-均值聚类改进SCS-CN模型。结果表明：在重新划分前期土壤湿度条件区间后,模型预测能力大幅度提升,有效降低模型平均偏差,纳什效率系数平均提高42.8%。基于最大10 min雨强对SCS-CN模型改进后,纳什效率系数得到一定提高,且半干旱半湿润流域的提升幅度略大于湿润流域。改进的模型在研究流域都取得较好的效果,平均偏差均低于7 mm;除呈村流域非汛期外纳什效率系数均达到0.93,平均提升89%;均方根误差平均降低29.2 mm。     

气候变化和人类活动对水文循环影响研究进展

气候变化和人类活动是影响流域水文循环过程和水资源演变规律的两大驱动因素,所引起的水文效应已成为当前全球变化研究领域的焦点问题。水循环系统是气候系统的重要组成部分,气候变化对水循环要素的影响必然导致流域水资源的时空变化。同时,人类活动对流域水循环的影响也日益显著,主要表现为土地利用/覆被变化、修建大型水利工程等引起的流域下垫面条件变化,进而影响流域内的产汇流机制。针对气候变化和人类活动对流域水循环要素的影响机制,从水文要素时空变化检测与归因的角度对主要研究结果进行回顾,探讨了变化环境下水循环要素变化的检测与归因分析研究方法,并总结了定量区分气候变化和人类活动对水循环过程影响研究中的主要问题和不足,提出了未来需要重点加强气候变化和人类活动对水循环要素变异的驱动机理及贡献分解研究、加强水循环要素时空变异特征的诊断以及模型评价技术和不确定性量化研究等。     

按风险率模型分析的设计雨型

设计雨型是暴雨洪水分析不可或缺的基本要素,为此,本文建立了雨型分析的风险率模型,探讨了考虑风险率模式下的雨型设计方法,并以此方法分析了深圳市深圳雨量站1969—2002年实测逐时降雨资料,获得了深圳市不同重现期下的设计雨型,并与深圳市目前主要的几种设计雨型进行了比较.结果显示:(1)典型暴雨同倍比放大法和模糊聚类分析方法都存在风险率设计不足的问题;(2)SCS-Ⅱ法则因为安全度过高不适合深圳地区使用;(3)典型暴雨同频率放大法设计雨型与风险率分析法相似,但雨峰设计存在差异;(4)风险率分析方法对设计雨型的分析具有科学合理的指导意义,可以作为一种雨型的设计方法.     

闽江下游天然河床的未来演进趋势

在探明闽江下游天然河道河沙储量的基础上,分别从水动力作用和人为挖沙两个方面预测闽江下游河床演变的趋势,提出了基于水动力作用引发河床演变的“三类分区”假说和基于人为挖沙引发河床演变的“四区分类”假说,并分别给出了水动力和人为挖沙对河道关键断面水位变化规律的影响。研究结果表明：人为挖沙对闽江下游河道演变的影响大于水动力作用对天然河道的影响。闽江下游河床演变研究工作对其堤防安全、闽江口湿地保护、城市饮用水安全、跨江桥梁及沿江公路安全、航运和沿江城市污染物排放控制均具有重要意义。     

碾压混凝土坝等效黏弹性参数反演

根据碾压混凝土坝的成层结构特性,将层面影响概化到整个坝体中,将碾压混凝土坝视为横观各向同性体,建立了碾压混凝土坝等效黏弹性模型。根据位移实测资料,采用偏最小二乘法建立位移统计模型,分离水压分量和时效分量,建立反演碾压混凝土坝双向异性黏弹性参数的目标函数,并利用混沌遗传算法对黏弹性参数进行反演。工程实例中,将反演得到的黏弹性参数作为已知值,计算测点在相应时间段变形的水压和时效分量之和,并与分离出的实测值进行对比,结果表明:计算值与实测值比较接近,说明反演方法是正确、可行的。     

基于梯度优化法的单桩竖向承载力可靠性研究

采用可靠度理论对钻孔灌注桩竖向承载力进行研究,并建立桩基承载力极限状态方程,运用FORTRAN语言按梯度优化法编写计算可靠度指标程序。针对某灌注桩承载力进行可靠度计算,并对影响单桩竖向承载力的基本因素进行敏感性分析,探讨计算模式不确定系数、极限摩阻力、桩端极限阻力、桩顶荷载对桩基可靠度的影响,结果表明:桩基穿越多层土时,桩侧土质越好,即极限摩阻力越大,对桩基承载力可靠性影响越明显,其极限摩阻力变异系数对可靠指标的影响也越显著;桩基可靠指标随着计算模式不确定系数、极限摩阻力、桩端极限阻力、桩顶荷载变异系数的增大而减小。     

河流功能评价指标体系及应用

根据河流功能的内涵和河流本身的自然特征,考虑到河流的自然功能、生态环境功能和社会服务功能,借鉴国内外对于河流功能评价的相关研究,构建了包含18个指标的河流功能评价指标体系,提出了河流功能的评价标准。以柏条河为例对建立的评价指标、评价标准和评价方法进行了验证应用,评价结论符合柏条河流域的实际情况。