黄河下游河道泥沙粒径变化对小浪底水库调水调沙的响应规律

为研究黄河小浪底水库运用后泥沙粒径的变化规律,利用黄河下游花园口至利津间7个水文站的水文资料,分汛期、非汛期、调水调沙期3个时期,分析河道悬移质泥沙粒径变化与水库水沙调控的响应规律。结果表明:①悬移质中数粒径沿程变化不明显,7个水文站测得的年均中数粒径均集中于0.05 mm以下,河床质中数粒径变化呈现沿程衰减的趋势,各时期河床质平均中数粒径均变粗,河床存在不同程度的粗化现象;②小浪底水库坝前异重流以细沙为主,调水调沙期间各水文站测得的悬移质平均中数粒径低于全年的平均水平。孙口水文站以上河段测得的河床质平均中数粒径,调水调沙期的大于汛期的,孙口水文站以下河段测得的河床质平均中数粒径,汛期的大于调水调沙期的;③随着水库运用时间的增加,测得的悬移质中数粒径趋于稳定,孙口水文站以下河段测得的悬移质中数粒径与水库响应关系较弱。水库运用造成下游河道全河性冲刷,导致无论非汛期还是汛期与调水调沙期间,河床质中数粒径都逐年增大直至粗化现象停止。     

淮河干流河南段基本生态流量保证率研究

科学确定基本生态流量对维持河流控制断面生态环境用水需求具有重要意义。以淮河干流河南段为研究对象,选取长台关站、息县站和淮滨站为主要控制断面,采用最小月平均流量法、近10年最枯月平均流量法、流量历时曲线法和蒙大拿法4种水文学方法对淮河干流河南段的基本生态流量进行计算,以月为单位评估了1951—2015年期间月平均、丰水年、平水年、枯水年、汛期和非汛期相应断面的基本生态流量保证率。结果表明:①从长台关站到淮滨站基本生态流量依次增大,长台关站、息县站和淮滨站的基本生态流量分别为3.41、11.43、16.97 m~3/s。②淮河干流河南段丰水年的基本生态流量保证率最高,其次为平水年的,枯水年的最低,且汛期基本生态流量保证率大于非汛期基本生态流量保证率。③淮河干流河南段月平均、丰水年、平水年、枯水年、汛期、非汛期的基本生态流量保证率基本表现为息县站的最高,其次是淮滨站的,长台关站的最低。研究结果可为河流生态调度提供科学支撑。     

高沙动底河床测流方法在颍河阜阳闸的应用

针对阜阳闸水文站走航式ADCP在汛期高含沙量测流过程中出现丢失底跟踪数据、流量监测数据不正常的问题,采用五波束走航ADCP结合GNSS罗经的方式进行流量监测,解决了大流速下动底的测流问题。     

黄河下游河道汛期输沙水量及输沙效率分析研究

利用小浪底、花园口等水文站的水沙资料,计算黄河下游河道各水文站不同运用时期的输沙水量及其占对应时期径流量的比例,探究河道的输沙规律及影响因素。分析发现,黄河下游河道汛期冲淤平衡时,各水文站输沙水量与小浪底水文站的水沙指标具有较好相关性,总体上随径流量、流量和来沙量的增加而增加,随含沙量和来沙系数增加而减小并趋于稳定,输沙水量占径流量的比重随含沙量和来沙系数增加而增加并趋于稳定。这表明,黄河下游在汛期输沙水量较为稳定,且输沙水量较小,输沙效率高。通过小浪底水沙过程调配,达到了黄河下游河道水沙资源优化配置的目标。     

淮河流域近70年极端水文气象特征分析

以淮河流域23个气象站点1951—2016年的降水数据和蚌埠水文站的径流数据为研究对象,应用线性拟合法、滑动平均法、非参数MK检验法分析了流域的降水和干旱的变化特征,并结合R/S分析法、Pearson和Spearman相关系数法分别分析了降水、干旱与径流的相关关系及长程记忆性。结果表明,除连续湿日外,淮河流域极端水文指数均呈显著增长趋势,突变年份集中在20世纪50、60年代初;近70年,年干旱频率达21. 2%,轻旱比例最高,从年、季尺度来看,冬旱最严重,年、季干旱均呈现减少趋势;最大30天、15天降水径流相关关系均呈中度相关,汛期、非汛期降水距平与径流相关关系分别呈中度和弱相关,未来4～11年,最大30天降水和径流、汛期和非汛期的降水距平及径流均呈不显著增长趋势。     

基于集对分析的径流丰枯分析

为了合理配置和科学管理河流水资源,需要对年径流的丰枯情况进行划分。以长江中上游部分水文站为研究对象,采用集对分析法和常规法对各地区的径流进行丰枯分类,并在此基础上,进一步考虑北碚、武隆两个支流站点对相邻的干流站点的径流丰枯影响。结果表明:常规法的结果只与分析对象在汛期时的流量大小有密切关系,集对分析法由于同时考虑年径流的大小和时间分配,其结果与常规法的有较大差异;嘉陵江对长江干流屏山水文站至寸滩水文站间的丰枯变化影响较小,乌江对长江干流寸滩水文站至宜昌水文站间的丰枯变化影响有限。该分析结果可为长江流域的水资源开发利用提供参考和决策依据。     

长江上游日径流变化的多时间尺度分析

以宜昌站120年(1882—2001年)实测日流量资料为基础,利用Morlet小波变换对其汛期日最大流量过程进行多时间尺度变化特性分析.研究结果表明,宜昌站汛期日最大流量存在着18 d左右尺度的主要周期变化,体现了大时间尺度中包含小时间尺度的层次性,对三峡水库的洪水预报、调度和水资源的合理调配有指导作用.     

三峡水库蓄水后下游近坝段水位流量关系

首先对三峡蓄水后近坝段内3个水文站实测水位流量资料进行了整理和分析,分析表明3站中枯水水位流量关系变化不同,蓄水后宜昌和枝城枯水水位流量关系变化基本不变,中水水位流量关系有所下降,而沙市枯水水位流量关系有所下降,中水水位流量关系基本不变.然后从河床冲淤、河道侵蚀基准点条件和河道阻力变化3个方面分析了3站水位流量关系变化产生差异的原因,并指出河道侵蚀基点条件是影响3站水位流量关系的主要因素,最后对近坝段水位流量关系的变化趋势进行了预测.     

基于IHA-RVA法的资水流域水文情势评估

为了研究资水流域水文情势的变化,选取桃江水文站1959—2016年的逐日流量数据为研究资料,采用Mann-Kendall检验法、累积距平法和滑动T检验法进行流量特征分析,并应用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)以及水文改变度法综合评价了资水流域的水文情势改变程度。结果表明:资水流域桃江水文站的年均流量呈略微上升趋势,突变年份出现在1987年。通过对资水流域水文突变前后桃江水文站水文指标的分析可知:资水流域整体的水文改变度为22%,仅达到低度改变;32个IHA水文指标中,年最小值流量出现时间受影响最大。该研究可为资水流域生态水文情势的健康、可持续发展提供基础参考。     

洋河响水堡水文站浮标系数试验分析

洋河是典型的山区性河流,汛期时水位变幅大,洪峰流量大.浮标系数一直采用经验数值.根据《河流流量测验规范》GB50179-93和测站任务书要求,对响水堡水文站进行了浮标系数试验分析,分析了该站均匀浮标系数,进行了误差评定.为提高洪水期的浮标流量计算精度提供可靠的技术依据.     

古田溪一级水电站设计洪水复核的研究

根据1959年建库以来积累的新的水文气象资料和水电站运行记录,对古田溪一级水库入库洪水计算、特大洪水处理、资料代表性分析、频率计算和成果的合理性论证作了比较系统的探讨,保证了一级水电站设计洪水复核成果的准确、可靠,为进一步研究提高汛限水位的可行性打下了扎实的基础.     

三峡水库运用后长江倒灌鄱阳湖特性研究

三峡水库建成后,长江与鄱阳湖的关系变化一直是社会各界关注的热点问题。江水倒灌是长江与鄱阳湖关系的主要特征,其变化特性和发生条件目前仍存在一定争议。本文利用长江干流九江、八里江和大通站及鄱阳湖星子、都昌、康山、湖口站的实测资料,从江湖水位、流量关系及径流的年际、年内变化等方面,分析了三峡水库2003年建成运行后长江干流与鄱阳湖关系的变化。基于能量平衡的基本原理,研究了江水倒灌鄱阳湖的内在机理,提出江水倒灌条件的理论公式。结果表明：1）鄱阳湖具有洪水湖相、枯水河相的特性。都昌站水位在15 m以上时,湖区由河相向湖相过渡;康山站水位在17 m以上时,湖区呈现湖泊特性。2）江水倒灌主要发生在汛期7-9月,7、8、9月分别占倒灌总天数的41.6 %、24.8 %、28.8 %。三峡水库175 m试验性蓄水后,水库汛期拦蓄洪峰,在一定程度上削弱了倒灌强度。3）长江水位高于鄱阳湖水位,长江出现大的洪水过程且鄱阳湖5河总入流消退或过程平稳是倒灌形成的必要条件,而倒灌流量的大小和持续天数主要取决于长江洪水的持续时间和洪峰量级。提出的研究方法和结论可为深入认识江湖关系及影响机理提供参考,也可为鄱阳湖综合治理提供科学依据。     

三峡建库前后洞庭湖对下荆江的顶托与消落作用研究

自然通江的洞庭湖与长江间复杂的关系影响着下荆江尾闾河段的水文情势变化。三峡建库后洞庭湖出口基准面的变化,使得湖对江的顶托与消落关系发生调整,进而影响防汛抗旱与生态保护。从水面比降变化出发,以顶托消落比表征湖对江的顶托消落作用,利用1991—2017年监利站、螺山站、七里山站水文资料,分析洞庭湖对下荆江顶托、消落作用及其变化规律,并根据平衡比降公式,从理论上解释了蓄水前后比降变化的合理性。结果表明：蓄水后监利-城陵矶、城陵矶-螺山水面比降均有所增大。1991—2002年、2003—2007年、2008—2017年以来,监利-城陵矶河段年内月最小水面比降的出现时间有所推迟,对应的城陵矶水位有所升高,汇流比有所减小,湖对江的顶托作用有所减弱。1991—2017年湖对江综合表现为顶托作用,三个时期顶托消落比减小的原因为顶托作用减弱而非消落作用增强。从年内变化看,湖对江表现为消落作用出现在汛后（9~10月）及2008—2017时期枯水期（1~3月）。三个时期顶托消落比均受汇流比的影响,当汇流比小于0.5,洞庭湖易产生消落作用,当汇流比大于1,洞庭湖顶托作用增强。当长江流量小于6000m3/s,湖对江均表现为顶托作用。1991—2002年时期顶托消落作用主要受洞庭湖出流的影响而2008—2017年时期主要受长江干流流量的影响。研究成果可为江河湖泊治理与保护提供科学依据。     

永修县洪灾成因及洪水趋势分析

深入剖析了造成永修县洪灾频发的自然地理、区域气候、防洪工程和社会发展状况等因素的特征.根据1950～2007年实测水文气候资料,分析洪水发生的总趋势,研究结果表明,永修县水情、雨情、灾情呈周期性波浪形变化,经历了近8 a的枯水期后,进入丰水期发生大洪水的可能性在逐年增大,防汛任务将更为繁重.     

黄河第6次调水调沙对花园口至夹河滩段河道的影响分析

概述了2007年黄河第6次调水调沙的运行情况.从水文泥沙过程、调水调沙前后悬移质粒径变化、河道冲淤量及主槽过流能力等方面,分析研究了2007年汛前调水调沙对花园口至夹河滩段河道的影响.分析结果认为,花园口水文站来水量41.01亿m3,花园口至夹河滩河段冲沙0.041亿t,2水文站所在断面主槽过流能力增加幅度为300~500 m3/s,在流量3 000 m3/s时相应水位下降0.03~0.14 m,河段的行洪能力得到明显改善.     

松花江佳木斯江段江水与地下水补排关系分析

根据地表水与地下水观测资料，针对畅流期和封冻期的水文特点，采用非稳定流和稳定流方法进行计算，分析松花江佳木斯江段江水与地下水补排关系。     

基于小波神经网络的水文时间序列预测

复杂时间序列预测是时间序列分析的主要研究内容之一,已成为一个具有重要理论和实际应用价值的热点研究领域。基于小波和神经网络组合模型,提出一种多因子小波预测模型以提高水文时间序列的预测精度。并根据不同小波函数对水文时间序列数据的适应性,提出了一种基于加权相关系数的小波函数选择准则。以国家重要水文站淮河王家坝站汛期的日流量时间序列预测为例,对各种常用小波函数进行了实验。结果发现选择得到的Haar小波和B3 spline小波函数预测精度较高,从而验证了小波函数选取准则的有效性;通过和传统单序列小波神经网络模型比较,发现提出的多因子小波神经网络模型的预测合格率在不同预见期均提高了10％以上,并且对洪水高流量方向预测合格率提高了15％。