鄱阳湖出口近10 年水沙特征及变化初析

利用湖口水文站2012～2021年实测水沙资料,分析近10年鄱阳湖出口水沙基本特征及变化趋势,并对变化原因进行初步分析。结果表明：近10年鄱阳湖出湖输沙量呈减小趋势,鄱阳湖出湖年输沙量和含沙量出现明显的突变点在2017年左右;长江倒灌进入鄱阳湖的水量和沙量呈减小趋势,影响了出湖径流量和输沙量年内分配,但对全年鄱阳湖出湖水量和输沙量影响较弱;鄱阳湖区的采砂活动、河道冲刷对出湖输沙量影响较大。     

淮河流域水沙变化趋势及其成因分析

根据淮河流域来水来沙特点,选定反映淮河流域水沙变化趋势的代表水文站,利用50余年来的实测年径流量及年输沙量资料,研究了淮河流域水沙量的时空分布特性;采用Mann-Kendal秩相关检验法,分析了淮河流域水沙量年际变化趋势和可能发生突变的年份。研究结果表明整体上淮河流域来水量无明显的减小趋势,其中淮河干流年径流量无明显的变化趋势,支流及沂、沭、泗水系各站年径流量减小趋势明显;而淮河流域来沙量则呈现显著减少的趋势,发生突变的年份为1973—1975年。从流域降雨量、用水变化、水库拦沙、水土流失及其治理状况等方面分析了引起淮河流域水沙变化的主要成因,提出了淮河流域上游山区河流水库建设是流域来沙量减少的主要原因。     

淮河流域水沙变化趋势及其成因分析

根据淮河流域来水来沙特点，选定淮河流域水沙变化趋势的代表水文站，利用50余年来的实测年径流量及年输沙量资料，研究了淮河流域水沙量的时空分布特性，采用Mann–Kendal秩相关检验法，分析了淮河流域水沙量年际变化趋势和可能发生突变的年份，研究结果表明整体上淮河流域来水量无明显的减小趋势，其中淮河干流年径流量无明显的变化趋势，支流及沂、沭、泗水系各站年径流量减小趋势明显；而淮河流域各站年输沙量则均呈现显著减少的趋势，淮河流域来沙量发生突变的年份为1973-1975年。从流域降雨量、用水变化、水库拦沙、水土流失及其治理状况等方面分析了引起淮河流域水沙变化的主要成因，提出淮河流域上游山区河流水库建设是流域来沙量减少的主要原因。     

近66 a来淮河干流水沙变化特征分析

为了分析淮河干流水沙变化特征,选定吴家渡水文站为代表性水文站,采用累积距平、M-K分析法、R/S分析法和Morlet小波分析法等方法,对吴家渡站1950—2015年水沙实测资料进行分析,研究淮河干流近66 a来水沙序列变化趋势、突变点及周期特征,并深入分析水沙条件突变及变化趋势的真实原因。结果显示:整体上淮河干流年径流量未呈现明显的增加或减小的趋势,但淮河干流来沙量则表现出明显的减少趋势,2000年后来沙量趋于稳定;淮河干流来沙变化具有较明显的阶段性特征,整体上呈现出多、少2个阶段的变化过程,发生突变的年份在1980—1984年之间,未来一段时间来沙量整体呈现减小的趋势;水库拦沙、农业种植改变下垫面、人工采砂及航道整治与河道疏浚的作用是导致淮河干流含沙量持续减小的原因;径流量第1—第3主周期分别为18,8,2 a,并且在未来短时间内将继续保持枯水期;输沙量整体上保持减少的趋势,第1—第4主周期分别为7,17,25,2 a,含沙量的第1和第2主周期分别为23,6 a,并且在未来短时间内将继续保持少沙期。研究成果可为淮河流域水资源管理与河道治理开发利用提供理论依据。     

宁夏清水河流域水沙变化特点分析

为搞清清水河流域不同时期、年际及年内水沙变化特点,以清水河流域固原、韩府湾和泉眼山3个水文站长系列实测水沙资料为基础,采用实测资料统计分析方法对水沙量进行系统分析,并利用Mann-Kendall突变检验方法确定了各站年水沙突变点年份。研究表明:与长时期相比,近期2010—2015年除泉眼山站水量增加6.2%外,其他各站水沙量均减少,水沙减少范围分别为58.8%～65.7%和64.3%～94.4%,沙量减幅大于水量减幅。清水河流域年水量的58.5%～65.6%和年沙量的85.6%～89.4%都集中在汛期,年际间水沙丰枯悬殊。各站年径流量和输沙量突变时间存在差异性,各站水沙量近期呈减少趋势。同时也对影响清水河流域水沙条件变化的降雨量、坡面水土保持措施、水库运用和淤地坝建设等因素进行了初步分析。     

长江上游岷江流域水沙变化特征分析

岷江流域来水来沙过程对三峡水利枢纽工程的正常运行具有较大的影响.通过资料分析,初步认为该流域水沙年际变化主要为:岷江干流段水量变幅不大,沙量在彭山以上地区、彭山-五通桥及以下区域呈减少趋势;而其支流青衣江上游、大渡河上游水量有所减少,但沙量有所增加,来沙量占流域沙量的65%左右,但随着青衣江和大渡河的逐步开发,水利水电工程拦沙作用将逐渐增大,以致岷江彭山-五通桥区间段来沙量将来会有所减少.根据岷江流域主要测站资料分析,并结合流域内水库(水电站)建设情况,除降雨变化可能引起个别年份输沙量有所增加外,岷江高场站水沙关系1991年前无明显变化,但近期水沙关系发生明显变化,较其它年代同水量下沙量相对减小,其减沙原因主要是流域降雨条件变化及水库拦沙作用.     

鄱阳湖流域气候变化和人类活动对入湖水沙的影响

近些年鄱阳湖湖区季节性干枯问题频繁出现,有必要对鄱阳湖入湖水沙变化进行进一步研究。利用鄱阳湖流域"五河"基本水文站1961～2016年实测的水沙及流域降雨量资料,通过线性趋势、双累积曲线、经验统计法和统计系列对比法研究鄱阳湖入湖水沙演变过程及影响因素。结果表明:鄱阳湖流域降雨量、侵蚀性降雨量、降雨侵蚀力年际变化均呈不显著的上升趋势(P0.05)。入湖径流量年际变化趋势不显著,而入湖输沙量呈极显著的下降趋势(P0.01),且存在1985年和2000年两个突变点。影响入湖径流量和输沙量的关键降雨指标为年降雨量和降雨侵蚀力。以1961～1984年为基准期,1985～1999年经验统计法和系列对比法计算的水利水保工程减沙效应分别为41.8%和33.4%,在2000～2016年分别为70.6%和66.8%,水库拦沙是入湖输沙量减少的主要原因。     

环太湖各水资源分区入出湖水量及贡献分析

基于1986-2018年环太湖入出湖水量、降水量、引排水量资料,采用TFPW-MK趋势检验法分析了环太湖各水资源分区年入出湖水量及太湖换水周期的变化特征,并讨论了湖西区年入湖水量以及望虞河和太浦河年出湖水量显著变化的影响因素.结果表明:环太湖年入出湖水量、净入湖水量与各水资源分区年入出湖水量及占比呈现不同的变化趋势;望...     

近70年黄河宁夏河段干支流水沙变化规律

根据黄河宁夏河段干支流的水沙实测资料,采用变异系数、Mann-Kendall检验法和小波分析法,从水沙量的年际变幅、变化趋势、突变特性和周期波动等方面分析黄河宁夏河段水沙变化的规律,为河段治理和工程布局提供依据。黄河宁夏河段年输沙量的年际变化程度大于年径流量,支流的年来水来沙量年际变化程度大于干流。干流的年水沙量呈显著下降趋势,年径流量突变点为1986年,支流各站的年径流量和年输沙量则处于增加趋势。泉眼山站的年径流量突变点为1993年、2003年和2012年,干支流年径流量的突变与水库的调蓄有关。宁夏河段干支流年径流量和年输沙量的周期变化具有相似性和差异性,这说明宁夏河段水沙变化具有相关性,同时也反映了水沙异源的特性。     

淮河中游河道与洪泽湖水沙交换程度分析

淮河中游河道与洪泽湖的水沙交换程度影响着河湖之间的内在关系,通过计算淮河与洪泽湖1975-2015年的水沙交换指数,利用多种统计检验交叉互补的方法,对河湖水量交换指数和泥沙交换指数进行了趋势变化、突变检验及周期性分析。结果表明：受不同年代治淮工程的影响,河湖水量交换指数整体而言呈不显著增大趋势,造成洪泽湖库容呈不显著增大趋势;入湖泥沙量大于出湖泥沙量,湖盆泥沙的淤积量逐年呈不显著增大趋势。洪泽湖库容及湖盆淤积在研究时期内呈稳定的波动状态,未发生较为显著的突变现象。淮河干流与洪泽湖的水沙交换程度存在多时间尺度的周期性特征,均以14a为第一主周期,河湖水沙交换程度处于相对稳定的状态。研究结果阐明了淮河中游河道与洪泽湖的水沙作用关系,可为河湖治理提供理论参考。     

洪泽湖入湖水沙序列的多时间尺度小波分析

为了分析洪泽湖入湖水沙序列的多时间尺度变化过程及特征,预测洪泽湖入湖水沙变化趋势,利用洪泽湖1975—2015年的年来水、来沙量数据,在统计分析的基础上,对洪泽湖年来水、来沙序列进行延伸和距平处理,采用小波分析方法对处理后的洪泽湖入湖水沙距平序列进行Morlet连续复小波变换,得到了小波变换系数的实部等值线图和模方等值线图,小波方差图和主周期变化趋势图。结果表明:洪泽湖近41 a年来水、来沙序列存在着多时间尺度特征,在不同的时间尺度下,洪泽湖年来水、来沙量丰枯变化趋势不同;年来水、来沙序列存在着同样的第一主周期,为30a特征尺度,在该特征尺度下,预测2015年之后未来短时间内洪泽湖年来水量、来沙量将分别进入到枯水期和少沙期且都将处于相应的峰值期。     

扩大入江、入海泄量对洪泽湖及其上游淮干水位影响分析

为探究洪泽湖的出湖流量变化对洪泽湖的泄流能力以及淮河中下游水位的影响,建立淮河中下游一维、洪泽湖二维水动力数学模型,通过实测水文资料对模型进行率定及验证。基于数学模型,分析了扩大入江水道以及入海水道泄量对洪泽湖及淮河干流水位的影响。结果表明: 提高淮河入江水道泄流能力使其达到设计泄量,能使洪泽湖湖区内各个位置水位有所降低,其中蒋坝水位降幅最大,1991 年洪水时下降 0. 7 m,2003 年洪水时下降 0. 62 m,同时使淮河干流沿程水位均有不同程度的降低,从上游至下游沿程水位降幅呈逐渐增加的趋势。实施淮河入海水道工程对 1991 年型洪水洪泽湖湖区水位降低效果明显,其中蒋坝水位降幅最大,为 0. 06 m。淮河入海水道二期工程的启用能够使洪泽湖内水位有明显的降低,其中蒋坝水位降低幅度最大,1991 年洪水蒋坝水位降低 0. 3 m,溧河洼地区以及淮北淮南处降幅比蒋坝小,对淮干入湖河段水位的降幅相对比较小,到吴家渡水位降幅不明显。     

淮河下游水安全及其对策

1194年黄河决口,主流在淮阴夺淮,淮河入海受阻,造成淮河流域洪、涝、旱灾害频繁。淮河来水留滞洼地,形成洪泽湖,成为淮河下游调洪、调蓄水库。1949年江苏开始治理淮河,取得1954年淮河大洪水防汛胜利,但淮河下游的洪水出路仍未妥善解决。1959年开始江水北调工程,补充淮水不足,水资源供应有了改善,淮河下游地方经济得到很大发展。已开始实施的南水北调东线工程将淮河下游江苏段既作为水资源调出区,又作为调入区,很大程度上减少了该区的可用水资源,将导致淮河下游流域水不安全。河湖分离的目的是要降低淮河行洪水位,使中游淮北平原涝水能自排入淮河,新建低水行洪入海的淮河不仅工程量巨大,还因上、中游已建水库留滞了60%～70%的平均年径流量,致使入海的平均地面径流量将难以维持入海感潮河段不被淤狭,使河水位抬高,中游淮北平原涝水仍将无法自排入淮河,而且导致失去洪泽湖水源,已建的入江水道、苏北灌溉总渠、入海水道等不再能分泄淮河洪水和利用洪水资源。建议采用机械抽排,有把握解决淮北平原排涝入淮河,且投资少、风险小、见效益快。     

洪泽湖洪水调蓄能力研究

洪泽湖在淮河流域防洪中发挥着巨大的作用,当前针对洪泽湖调蓄能力的研究较少,且不够全面。梳理了洪泽湖对洪水的调蓄过程,将洪泽湖对洪水的调蓄作用分为蓄滞作用和调节作用进行综合分析。结合1991、2003和2007年的暴雨洪水资料,对洪泽湖的调蓄能力进行了分析。洪泽湖对洪水的一次调蓄量变化不大,均为30×108m~3左右,表现出增长趋势。基于调蓄量无法充分表示洪泽湖的蓄滞作用,提出了能更准确表示湖泊对洪水蓄滞作用的参数——调节系数。洪泽湖对洪水的调节系数由0. 19提高至0. 21增长到0. 38,表明洪泽湖对洪水的蓄滞作用逐步增强。洪泽湖对"高瘦型"和"矮胖型"洪水的调节作用明显不同,对"矮胖型"洪水的调节作用更强。提出了出湖河道的泄流能力也是洪泽湖调蓄能力的一部分,人工河道的投入使用在防洪中发挥了重要作用。泥沙淤积和人工围垦是洪泽湖调蓄能力变化的决定性影响因素。研究结果为洪泽湖调蓄能力的分析提供了理论指导和技术支持。     

洪泽湖周边滞洪区暴雨内涝预报预警系统研究

洪泽湖地区进入梅汛期后多阵雨,局部暴雨,受洪泽湖及行洪河道高水顶托影响,洪泽湖周边滞洪区内涝水外排困难,常遇洪涝灾害。为了科学合理地分析暴雨内涝导致的洪涝风险,建立了一、二维耦合的水动力学模型,并基于Web GIS技术,构建了B/S架构的洪泽湖周边滞洪区暴雨内涝预报预警系统。系统可实时在线滚动显示雨量及关注点水位,进行实时或模拟超标洪水预警,对于保障洪泽湖周边滞洪区的防洪安全,加强淮河下游地区洪涝灾害风险管理具有重要意义。     

淮河与洪泽湖分离方案比较

从泄洪调蓄能力计算入手,比较了几种河湖分离方案。对比实测洪水资料并进行效益分析,指出恢复淮河干流深泓纵坡的挖深分离不仅具有可观的排涝效益,而且入海通道的泄洪效益也很显著。指出洪泽湖淤积阻力损失是淮河防洪、排涝标准过低的根本原因;科学而长远的解决方案将是入海通道泄洪、输沙、航运等综合社会经济效益最优而对环境影响最小的方案。提出了淮河与洪泽湖分离的规划研究方案和相关建议。     

复杂河网地区气候-水文-水动力耦合模型模拟

以淮河流域中下游结合部的洪泽湖周边滞洪区为研究对象,基于紧耦合技术,将一维和二维水动力模型进行耦合,基于松耦合技术,将气候模型与水文模型、水文模型与水动力模型进行耦合,实现了流域、河网、蓄滞洪区和湖泊复杂系统气候-水文-水动力单向耦合,并对气候变化影响下的复杂河网地区水流演进进行了模拟。结果表明:构建的气候-水文-水动力耦合模型对洪泽湖周边滞洪区洪水演进具有较好的模拟能力和适应性;气候变化导致未来淮河流域洪水量级增加,加大了洪泽湖周边滞洪区的洪水风险。     

基于WebGIS的洪泽湖地区洪水预报预警系统

为了加强洪泽湖地区洪水风险管理,保障淮河下游防洪安全,采用WebGIS与水文学、水力学模型相结合,将一、二维耦合的水动力学模型内嵌于B/S系统进行洪水预报预警的方法。构建了一维洪泽湖地区河道、二维洪泽湖湖面及周边滞洪区相耦合的洪水演进模型,在此基础上开发了基于WebGIS的洪泽湖地区洪水预报预警系统,实现了对降雨、洪水进行实时监控、预报和对预警关注地点水位、流量变化、洪水淹没和超标洪水预警信息的可视化展示。系统进一步提升了洪泽湖地区的防洪数字化水平,可为避险减灾提供决策支持。     

淮河流域径流时空变化特征分析

基于淮河流域主要干支流26个水文站点1956-2008年的实测径流资料,针对不同时间尺度,采用Mann-Kendall、Sequential Mann-Kendall和Distribution-free CUSUM等多种非参数检验方法对径流年际变化的趋势性和突变性进行分析。结果表明:流域径流年际变化趋势存在一定空间差异,除上游区表现出不显著的上升趋势外,大部分地区呈现出下降趋势,其中淮河水系中游以北地区与沂沭泗水系表现出显著的下降趋势;淮河水系径流量在春季(尤其4-5月份)表现出最大范围的下降趋势,在夏季(尤其7-8月份)呈现出以上升趋势为主的变化趋势,径流量年内分布不均匀化将进一步加大,可能加剧地区水资源供需矛盾和旱涝灾害;沂沭泗水系径流量在夏季表现出最大范围的下降趋势,7月份径流量的趋势值中值最小,达到了95%的显著水平;受到强烈的人类活动影响,流域年径流突变年份存在一定的时空差异,总体主要发生在20世纪70、80年代。