基于DTW算法的窟野河流域水文情势相似度研究

为了明晰不同人类活动对流域水文情势的影响效果,基于窟野河径流控制站温家川水文站1954—2016年的日径流数据,采用动态时间弯曲(Dynamic Time Warping,DTW)算法分析了不同人类活动影响期的水文情势相似度.结果表明:①水土保持措施和煤矿开采均大幅减小了窟野河的径流量,其中煤矿开采的采空区储存水量减水...     

煤炭开采对窟野河月径流扰动的模拟研究

为模拟窟野河流域1997年煤炭大规模开采后的径流变化情况,构建了窟野河流域1979—2009年的SWAT模型,采用SUFI-2算法进行参数率定,探讨了煤炭开采对径流的扰动情况。结果表明:煤炭开采对窟野河月径流有重要的扰动作用,其扰动的方式一是改变了流域水循环模式,二是改变了下垫面的坡度及植被覆盖程度;1979—1996年月径流模拟效果一般,1997—2009年月径流模拟效果较差,且2个时期模拟值的不确定性均较大,原因除了煤炭开采的影响外,主要是对农业引水及水土保持拦蓄工程考虑不足、模型存在异参同效现象、降水数据较少。     

1954-1993年间窟野河径流量变化趋势及其影响因素分析

采用窟野河温家川站1954-1993年的水文资料和降水量资料,应用多种统计分析方法,系统分析了窟野河径流的年内分配及年际变化规律及其影响因素。研究表明:窟野河流域径流年内分配极不均匀,主要集中于7-9月。径流的年际变化剧烈,且呈减少趋势,1980年代以后基本处于枯水时段,与降水量的变化趋势基本一致。从多年平均值来看,温家川站1973-1979年平均年径流量较前期减少24.6%,20世纪80年代以来径流量锐减,年均径流量较1973年以前减少38.6%。在各项水土保持措施中,造林对径流量的影响最大。通过降水-径流双累积曲线的分析表明,径流变化趋势在1973年发生系统性向右偏转,说明径流量变化受降水量和人类活动共同影响。     

窟野河流域径流输沙特性简析

2000年以来,窟野河流域内径流输沙特性发生了明显的变化,呈现出"雨多、水少、沙少"的趋势,采用神木、温家川两站60年实测系列资料,对窟野河流域年降雨、径流、输沙及年降雨与径流、泥沙相关关系变化进行分析。分析得出:2000年前后,窟野河流域径流输沙特性发生了显著变化,同样量级降雨径流量、输沙量显著减少,2000年以后年径流量均值为长系列均值的40%左右,2000年以后年输沙量均值长系列均值的6%~8%左右,年降雨径流、输沙关系发生了明显变化。窟野河流域出现"雨多、水少、沙少"现象主要原因有地面植被增加、蓄水工程和水土保持工对的兴建、煤矿开采、河道采砂取土。     

窟野河径流突变点分析

根据窟野河流域气象和水文资料,采用Mann-Kendall趋势检验和Pettitt突变点检验相结合的方法,对该流域径流突变点进行检验,并应用Mann-Kendall趋势检验法对流域降水量、蒸发量进行趋势分析。结果表明:窟野河的年径流量在1979年和1996年发生了突变,初步分析这主要是20世纪80年代初期开始实施的水保措施和20世纪90年代后期煤炭大规模开采造成的;窟野河流域年降水量、年蒸发量从20世纪60年代开始均呈逐年减少的趋势,相对年蒸发量而言,降水量的减少速率较小,并且其变化趋势均不明显。     

窟野河流域径流变化及其影响因素研究

依据窟野河入黄控制站——温家川水文站1955—2013年实测径流和降水数据,通过线性趋势、累积距平曲线、R/S等分析方法,分析了窟野河年、汛期、非汛期径流变化特性。同时,采用M-K秩相关检验、双累积曲线法分析了降水及人类活动对年、汛期、非汛期径流变化的影响。结果表明:(1)年、汛期、非汛期径流量总体上均表现出减少趋势,且未来一段时间3个时段径流量均有持续减少的态势;(2)年、汛期和非汛期径流量的阶段性变化特征为1955—1978年处于明显上升阶段,1979—1995年在微弱的波动中下降,1996—2013年呈现显著的下降趋势;(3)1979—1995年,降水对年、汛期径流量减少的影响值分别为0.868亿m3和0.810亿m3,是影响径流量减少的主要原因之一;1996—2013年,人类活动成为影响年、汛期径流量减少的主导因素,影响值分别高达4.622亿m3和3.198亿m3。对于非汛期,1979年以来,人类活动一直是影响径流量减少的主导因素且呈增加趋势。     

近50a来窟野河流域水文情势变化研究

对窟野河流域1966—2012年降水量、径流量以及降水—径流量关系的变化趋势进行了分析,通过建立SIMHYD模型,研究了气候变化和人类活动对窟野河流域径流的影响程度。结果表明:近50 a来流域径流量呈显著减少趋势;降水量虽然没有明显变化,但是1999年以后降雨强度减小;1998年后流域产流条件发生了很大变化;近几十年来,人类活动是窟野河流域径流量减少的主要因素。     

窟野河流域径流演变及其驱动因素分析

以黄土高原典型流域窟野河流域为对象,采用有序聚类方法,诊断了近60 a来实测径流演变的阶段性特征,在此基础上,分析了不同阶段实测径流与气候要素之间的响应关系,初步揭示了径流演变的驱动机制。结果表明：近60 a来窟野河流域实测径流量以1980年和1998年为分割点总体呈现阶段性减少趋势,其中,1999年以来减少尤其明显。不同阶段的年降水、径流关系有一定差异,相比而言,汛期（6-10月份）的月降水量与径流量具有相对较好的相关关系;非汛期（11-5月份）的月降水径流关系点群散乱,在月平均气温低于5℃时,月径流量与月平均气温具有较好的正相关性。窟野河流域汛期产流受高强度降水支配,人类活动对河川径流演变的影响有增大趋势。     

窟野河水文特性分析

根据黄河中游较大支流窟野河流域各水文站历年水文资料统计,通过对流域概况、降水、径流、泥沙以及洪水特性的分析,得出主要结论:窟野河降水量、径流量、输沙量年际变化大,年内分配不均,窟野河暴雨洪水特点是该流域发生大洪水机遇较多,洪水过程陡涨陡落,历时短,含沙量大,泥沙颗粒组。     

采矿塌陷对窟野河流域水沙的影响

窟野河流域近期实测水沙量的锐减既有夏季降雨雨强减弱、植被拦截入渗的影响,又有煤炭露天开采增加填洼、井采引起塌陷改变产汇流微地貌的作用;2000年以后实测径流量、输沙量锐减与该地区煤炭开采关系更密切;以鄂尔多斯为核心的黄土高原抬升短期内不会停止,该地区的地表物质组成短期内也不会发生大的改变,这就决定了窟野河仍会是黄土高原水土流失的严重区域。随着开采强度的减弱、塌陷的减少和时间的推移,产水产沙地貌会逐渐"回归"到新的相对平衡状态,窟野河流域的产流产沙也会有较大的恢复。     

汾河太原城区段治理美化工程泥沙物理模型的设计方法

文中结合汾河太原城区段治理美化工程河道动床模型试验，叙述了正态动床泥沙模型在模型设计中遇到的问题及处理方法和采取的措施，得到了具有应用价值的参数结果，可供类似工程设计计算采用或参考。     

黄河包头河段泥沙模型设计

针对黄河泥沙多且变化大的特点，采用泥沙运动相条件的最新研究成果，完成了黄河包头河段动床模型沙选择和比尺设计，利用原型实测资料进行的验证试验，表明模型小河较好地复演了原型河势，水沙运动规律及河床冲淤变形等。     

分布式水文模型EasyDHM在西江 流域的应用

从模型建立和参数率定等方面分析了分布式水文模型在西江流域的应用情况,通过模型验证发现,该模型可以很好的应用于流域水情形势分析,从而为珠江流域统一调度提供参考。     

建设"三条黄河"

为做到“堤防不决口,河道不断流,水质不超标,河床不抬高”,实现黄河长治久安,新时期的黄河治理开发和管理应着力建设“三条黄河”,即“原型黄河”,“数字黄河”和模型黄河”。“原型黄河”指现实中的黄河;“数字黄河”是“原型黄河”的虚拟对照体,“模型黄河”是按一定比例缩小的“原型黄河”。“三条黄河”的建设相互关联,互为作用,要建设“三条黄河”,必须搞好规划,引进技术,培养人才。     

建设"模型黄河"工程

“模型黄河”是对“原型黄河”所反映的自然现象进行反演、模拟和试验，从而揭示“原型黄河”内在的自然规律。建设“模型内河”（主要包括黄土高原模型、水库模型、河道模型及河口模型），一方面直接为“原型黄河”提供治理开发方案，另一方面为“数字黄河”工程建设提供物理参数。通过“数字黄河”与“模型黄河”的联合运用，确保各种治理开发方案在“原型黄河”上实现技术先进、经济合理、安全有效的目标。     

新安江三水源模型与水箱模型在清江流域上的应用与比较

为研究新安江三水源模型与水箱模型在湿润地区清江流域上的适用性,选取清江恩施子流域1996—1999年的实测资料,分别应用新安江三水源模型和水箱模型对直接径流进行模拟计算,并对比分析其模拟结果。结果表明,该流域水箱模型的模拟精度总体上高于新安江三水源模型,更适用于清江恩施子流域。     

智慧长江建设关键技术难点与解决方案的思考与探索

以数字孪生长江为支撑的智慧长江是水利高质量发展新阶段下加快实现安澜长江、绿色长江、和谐长江、美丽长江目标的重要新型基础设施。本文围绕智慧长江建设近期目标，阐述了以数字孪生长江为支撑的智慧长江建设需求、发展背景、建设目标与总体框架。结合数字孪生长江试点项目，阐述了模型平台、知识平台以及重点业务应用建设的现状与存在的重点与难点问题。以问题为导向，重点介绍了模型通用化标准制定、数据驱动方法与机理模型的融合以及模型配置工具的应用，提出了防洪调度知识图谱构建新方法。以此为基础，阐述了具备正向模拟与反向推演功能的水工程智慧调度业务应用。最后探索了新老系统衔接与融合的实现路径，为推进智慧长江建设提供技术支持。     

Comprehensive evaluation of Happy River based on ERG demand modelEI北大核心CSCD

针对建设幸福河实现新时代河湖治理的目标,基于ERG（existence relatedness growth）需求模型,建立了包括23个核心指标和27个可选指标的幸福河评价指标体系;运用Matlab软件,以幸福河等级指数为目标,采用投影寻踪模型建立幸福河评价指标值与幸福河等级指数之间的非线性关系,构建了基于改进的粒子群优化投影寻踪（IPSO-PPE）的幸福河等级评价模型,实现对幸福河的定量评价。以黄河甘肃段为例,分析了其2010—2018年幸福河等级指数变化的趋势,结果表明：黄河甘肃段幸福河等级指数整体呈上升趋势,由2010年的E等级（不幸福）提升到2018年的B等级（幸福指数较高）,评价结果与GRA-TOPSIS法结果吻合率达到88.9%,能较好地反映黄河甘肃段实际情况;水土流失、流域水患灾害、河流生态基流满足程度是制约黄河甘肃段幸福河等级指数的主要因素。     

SWAT在淮河上游地区径流模拟中的应用研究

为了对淮河淮滨以上流域进行径流模拟,构建了适用于该流域的分布式SWAT模型,采用泰森多边形法产生子流域的面雨量,并以径流资料对模型进行率定和验证。结果表明,采用泰森多边形法处理降雨数据的模拟精度明显高于采用代表站法的模拟精度;SWAT模型对于平水年的模拟精度优于丰水年和枯水年,但对多峰的复杂径流模拟精度不高,说明SWAT模型产、汇流模块不够精细,难以模拟复杂的径流情况。     

Simulation of environmental change in response to operation of dams in Huaihe Basin

This paper describes the model simulation of a portion of the Huaihe Basin upstream of the river mouth at Hongze Lake,with an area of 130 520 km2.The MIKE 11 modeling system was used to assess the flows and water quality in the Huaihe,Shayinghe,Honghe,Guohe,and Pihe rivers.The hydraulic part of the model was used to study the propagation of flows in the Huaihe River,which was calibrated with data from 2002-2003 and verified with data from 2004-2005.In general,there was agreement between measured and simulated discharges at all the hydrological stations.Except for some places close to large gates,there was reasonable agreement between measured and simulated water levels in the simulated rivers.The MIKE 11 WQ (water quality)model was used to study general sanitary parameters describing the river water quality in areas influenced by human activities.The water quality model simulated dissolved oxygen (DO),chemical oxygen demand (COD) and ammonia nitrogen (NH3-N).The difference between the simulated and observed concentrations was within the range that could be expected from water quality modeling,taking into account uncertainties such as pollution loads,and monitoring and sampling frequency.This model setup was also suitable for the subsequent scenario modeling of periods of water project operation.In the simulation of the Pihe River,increasing the discharge at Hengpaitou Dam was shown to cause a significant improvement in water quality downstream of Lu'an City.In the Shayinghe and Huaihe rivers,the effect was less visible.This suggests that the poor water quality in the Huaihe Basin is mainly caused by extensive discharge of domestic and industrial wastewater.