气温变化和水库运行对黄河内蒙古段凌情的影响

近半个世纪内,气温变化和水库运行使黄河内蒙古段凌情呈现出不同的特点。基于黄河内蒙古段1959~2013年冬季气温及水文资料,统计分析了巴彦高勒、三湖河口、头道拐3个水文站近55年平均气温及其变化过程,并结合水库冰期控流情况,分时段研究了黄河内蒙古段凌情变化。结果表明,1968年水库运行后至1987年气温突变前,封河与开河日期比基准期均推后,封冻持续时间基本不变;1987年气温突变后,封冻日期推后,开河日期提前,封冻期缩短;流凌日期、封河日期与气温转负后的降温强度有关;累积负气温与冰厚呈显著负相关,相关系数达-0.817,气温升高使得首封位置下移。     

黑龙江冰情分析与预报研究

鉴于预报气候变化条件下黑龙江地区的冰情演变趋势对黑龙江地区的防凌减灾工作具有重要意义,通过趋势图法和M-K趋势检验法分析了1957~2012年近60年黑龙江地区漠河站和哈尔滨站的气象要素和冰情要素的变化趋势,并利用多元线性回归法和人工神经网络法对待测站点的冰情资料进行了预报。结果表明,近年来漠河站和哈尔滨站均有封河日期延后、开河日期提前的趋势,且在预测漠河站开河封河日期、哈尔滨站的封河日期时,多元回归法优于人工神经网络法,预测哈尔滨站的开河日期时,两者效果相差不大。     

黑龙江干流凌情特征及影响因素分析

鉴于黑龙江地处高寒地带凌情特征明显,且洪水多发对黑龙江省造成了严重的损失,定量描述了黑龙江干流11个水文站点的开封河日期、封冻天数和冰厚,分析了凌情影响因素。结果表明,近50年来,封冻日期推迟、解冻日期提前、封冻天数和冰厚逐渐减少,累积负积温与封冻天数、冰厚呈负相关;当年10月至次年4月气温均值与封冻日期、解冻日期相关性良好, 但风速和日照时长与凌情特征相关性不显著,水位与开封河日期相关性不显著。     

凌期气温变化对河段封开河的影响分析

通过对2005~2006年度黄河内蒙河段在凌汛期间气温变化和封、开河特征的分析,发现前期气温偏高,12月初降温幅度大,开河期间气温平稳。下游河段由于气温反复,出现了罕见的"三封三开"情况。由此得出:气温骤降、急升的持续性是加快河段封、开河速度关键因素,气温的变化反复是河段封、开河次数增加的重要影响因素。     

黄河万家寨河段河冰冰厚遥感提取及年内变化特征分析

冰凌观测是防凌的前提,是冰凌研究的基础,因此全面准确的冰凌观测可为科学防凌提供可靠的依据。为此,以黄河万家寨库区河段为例,通过冰厚反演算法对其冰厚数据进行遥感反演,利用Lebedev模型对反演结果进行验证,并对结果进行年内变化特征分析。结果表明,卫星遥感反演结果与实测及模型验证结果接近,相关系数为0.8;冰厚演变总体呈成冰、流凌、初封、稳封、融冰、开河的生消演变过程。反演冰厚结果可为黄河内蒙段防凌减灾等实际工作提供参考依据。     

集对分析在改进BP神经网络凌汛开河日期预测评估中的应用

为客观和有效地定量评估BP神经网络凌汛开河日期预测模型,以黄河内蒙段三湖河口站冰凌开河日期为例,采用粒子群算法、遗传算法及小波分析理论对BP神经网络进行改进,并以集对分析理论的同一性、差异性和对立性对改进预测模型的数据集合建立评估模型.评估结果表明,集对分析与平均相对误差精度相比能更合理地反映模型预测效果.     

基于可拓数据挖掘的黄河开河日期预测模型

鉴于黄河开河日期受多种因素的制约,以黄河头道拐段为例,在分析影响黄河开河的各种因素基础上,构建了由9个因子组成的开河预测评价指标体系,利用层次分析法确定了各因子的权重系数,并由统计分析法排序确定每个因子的经典域和节域,通过构造简单关联函数,采用可拓数据挖掘技术建立了黄河头道拐段开河日期预测模型。同时为避免不同因子量纲和数值量级的差别,将各因子数据预处理为年变化率后再进行运算。结果表明,该方法可行,对其他河段亦具有借鉴意义。     

渭河水沙衰减对下游及黄河的影响

渭河下游及黄河潼关河段近年来河势发生了变化,从渭河及主要支流水沙、降雨、用水等方面,分析渭河水沙量衰减的原因及对渭、黄河的影响。经分析,渭河水沙量衰减的主要原因是流域降水量减少、用水量过度。渭河水沙量衰减是造成渭河下游及潼关河段河势发生变化的一个重要原因。     

丰满大坝重建期间雾凇岛冬季水温冰情监测分析

为探讨丰满水库重建期间冬季低水位运行对雾凇岛水温冰情的影响,于2013~2016年冬季(12月~次年2月)长期监测水库下泄水温和坝下70km处雾凇岛水温,同步在每年水库冰封期(2月)监测坝前垂线水温。观测结果表明,与2013年高水位相比,2014~2016年冬季低水位运行引起下泄热流量减少了50%,雾凇岛水温降低了0.9℃;库区运行水位差异对雾凇岛水温的影响程度大于气象对雾淞岛水温的影响程度;低水位运行下雾凇岛明流面积减少了38%,其末端至上游河段最远封冻距离平均增加了17.14km,封冻断面出现时间变长。研究成果可为类似工程提供参考。     

小水电影响下的南方山区河流适宜生态流量

小水电不合理开发、忽视河流生态流量需求等问题给下游河段水文生态带来不利影响，破坏了水生生物的栖息地环境。以广西壮族自治区大环江下湘电站下游河段为例，选择鲤鱼作为目标鱼类，基于鲤鱼流速和水深适宜性曲线，采用生境模拟法模拟分析11个流量工况下研究河段水动力分布特征和鲤鱼质量生境面积分布特征，并运用水文学方法，基于三个评价指标评价最小生态流量的适宜性。结果表明，利用生境模拟法计算的枯水期鲤鱼生存的适宜生态流量为9.38 m³/s、最小生态流量为6.25 m³/s,结果合理、适宜，对于保障小水电下游河流生态环境健康具有重要意义。     

渭河下游防洪减灾"长城工程"的建议

在考虑潼关河床高程对渭河下游成灾程度影响的基础上,按照《中国水利的理念-人与自然和谐共处》和《维持黄河健康生命的治黄新理念》的理论框架,坚持以人为根本,以渭河下游防洪减灾为核心,通过对渭河几场洪水、渭河堤防与黄河下游堤防的对比分析,提出了一个系统的、荫及子孙后代的实惠工程的框架构思,简称渭河下游防洪减灾“长城工程”。     

基于和谐论的黄河下游河段健康评价

为更深入地认识黄河下游河段的健康状态,从河流健康和河流生命的本质出发,根据黄河自身的径流特点和水沙情况,选取低限流量、河道最大排洪能力、平滩流量、水质类别、供水能力5个定量指标和生态状况1个定性指标作为评价指标,采用和谐论的定量计算方法评价河流健康,利用和谐度方程计算各指标的子和谐度,采用层次分析法得出各指标的权重,利用加权平均法计算多指标的和谐度,并选取花园口、高村、利津三个水文站作为控制站点,完成了黄河下游河段的健康评价,其评价结果符合所选评价年份的实际情况。     

三峡水库运行对长江中下游洪水情势的影响

为评估三峡水库调度对长江中下游洪水情势的影响,基于长江中下游最新河道实测资料,构建了宜昌至大通的一维水动力模型,分析了3种不同洪水类型下长江中下游洪水情势的变化。结果表明,三峡水库的运行发挥了巨大的防洪作用,大大减轻了荆江河段和长江中下游的防洪压力;三峡水库对干流各站年最大洪峰流量有一定的削减作用,在上游型大洪水年,宜昌站洪峰削减率在23.4%～30.9%;在中游型大洪水年,宜昌站洪峰削减率在19.2%～31.8%,螺山站的削减率在9.0%～14.1%;在一般洪水年份,三峡对下游各站的洪峰削减率低于大水年份,宜昌站削峰率在1.9%～23.3%;在不同典型洪水年,各站的时段洪量也有一定程度的削减,宜昌站30d洪量削减率在1.8%～19.7%。     

基于RVA法的黄河中游建库后河道水文变异分析

为了了解水利工程修建后河流天然水文情势受干扰的程度,针对黄河中上游流域特点,利用RVA法分析了万家寨、龙口梯级水库调度前后黄河中下游河道的水文条件变化情况。结果表明,黄河中游段水文条件因上游梯级水库的调度发生了较大变化,其中黄河中游段河曲断面的水文情势为中度改变。建议通过估算下游河道生态需水流量过程、优化水库调度方式来开展水库生态调度。     

二滩水电站运行后对雅砻江下游河流水文情势的影响分析

为评估二滩水电站运行后对下游雅砻江水文情势的影响程度,针对雅砻江下游小得石水文站1958～2012年期间逐日流量变化情况,采用变化范围法（RVA）求得水文变动指标（IHA）中33个水文参数的改变及水文改变程度。结果表明,二滩水电站运行后,其下游雅砻江月平均流量变化的改变不大,年最小流量的改变有所增加,年最大流量变化不大;年最大流量、年最小流量的出现时间均由建库前的30日左右增加到90日左右,偏差较大;年高低流量的频率升幅较大,但持续时间略微减少;涨水率有所上升;落水率有所下降。最终根据水文综合改变度评价雅砻江河流水文情势总体改变度为68.31%,这表明二滩水电站的运行对下游小得石水文站的水文情势的影响为高度改变。     

废黄河地涵工程冲淤成因及其防治措施

近年来,废黄河地涵工程出现冲淤现象,对防洪和工程安全均产生巨大隐患。通过模型试验分析了废黄河上游引河段的水流流动情况及主要冲刷区和淤积区的位置和面积,利用加丁坝挑流方式,改善上游水流状态,同时利用Flow-3D软件对地涵工程及其上下游河道进行三维水动力数值模拟。结果表明,地涵工程上游左岸有回旋区及低速区,极易造成淤积,而在河道中央及靠右岸的区域,水流流速较快,容易产生冲刷现象;建议采用3种方案交替运用的方式来进行控制,同时添加两道斜向下游的丁坝,对改善河道流态和防冲减淤具有重要的工程参考意义。     

河流生态径流计算的流量频率区间比例法

以最小生态径流和适宜生态径流为基础,提出了河流生态径流计算的流量频率区间比例方法,即考虑径流情势的年内及年际变化特征,以逐月流量资料分别计算各月的生态径流,将各月的流量系列按25%和75%保证率为分界点划分为丰、平、枯三个区间,各区间保障不同级别的生态径流,维护了径流情势的完整性,有利于河流生态系统的保护。在额尔齐斯河中游的应用表明,该方法可为水库生态调度提供调控目标,从而为河流生态系统的保护提供了参考。     

对黄河中游裁弯治沙新方案的探讨

分析了黄土高原产沙分布的成因规律,提出了新的治理黄河泥沙的方案,并论证了它在防洪、兴利方面的效果及中游区干、支河道演变趋势．     

第二松花江下游洪水过程对河水——地下水交换的影响

为分析第二松花江下游洪水过程对河水-地下水交换的影响,以第二松花江下游德惠河段2016年10月15日~11月16日经历的一次涨洪—退洪过程为例,根据热示踪法,运用VFLUX2.0.0程序计算了该河段河水—地下水交换强度,探讨了洪水前和洪水过程中研究区河水—地下水交换模式及交换强度的变化。结果表明,洪水过程改变了河水—地下水交换模式,使交换强度增加。研究结果为该流域地下水资源的评价与管理、地表水与地下水的综合利用提供理论依据。