长江中下游径流情势演变及其归因分析

长江上中游大型水利工程的修建,对长江中下游的水文情势产生了较大的影响.针对目前径流情势演变研究中,单一变异分析方法存在检验结果不合理、不一致等情况.采用水文变异诊断系统,对宜昌、汉口、大通水文站的实测径流进行变异识别与变异时段划分,得出长江中下游径流情势的演变特征;并采用基于降雨径流关系的归因分析方法,从气候变化和人类...     

生态输水条件下额济纳河水沙特征

为定量描述内陆河下游河流水沙变化特征,基于额济纳河实测径流数据（1988—2020年）和泥沙数据（2006—2020年）,系统分析额济纳河多年水沙变化特征以及生态输水条件下流量变化对额济纳河含沙量输出特征影响。结果表明：自2000年生态输水后,额济纳河输水期延长,且径流量由生态输水前的急剧下降转为显著上升的态势;至2020年,额济纳东、西河的年均流量均已恢复至20世纪80年代末水平;2006—2020年额济纳河年输沙量呈现下降趋势（-0.3万t/a）,其中东河多年平均输沙量约37.6万t,为西河的2.4倍,且主要受径流量、输水期及河水含沙量的影响。水沙变化特征分析表明,含沙量与流量呈显著正相关,河流泥沙在低流量时期（春、冬季）沉积,等到高流量时期（夏、秋季）便引发强输沙（含沙量> 5 kg/m3）或中输沙（含沙量> 1 kg/m3）事件。含沙量不仅会随流量增加而不断增大,且其增幅受流量增速与前期高流量输水事件影响显著。本研究结果可为额济纳河生态输水管理和未来绿洲生态环境变化预测提供理论支撑。     

考虑多准则似然函数的洪水模拟不确定性评估

受模型概化、输入资料等影响,场次洪水过程模拟仍存在较大的不确定性.采用广义似然不确定性估计方法(generalized likelihood uncertainty estimation,GLUE)和新安江模型相结合的方法,考虑洪峰流量、峰现时间、水量和洪水过程线等多种洪水要素构建多准则似然函数,量化了单一准则似然函数...     

基于多模型比选耦合的降水预测

变化环境下水文时间序列的模拟预测难度不断加大,以往研究大多聚焦在模型的不同组合尝试与应用探索,但缺乏针对不同组合模型适用性与稳定性的系统研究。选择经验模态分解（empirical mode decomposition,EMD）、总体平均经验模态分解（ensemble empirical mode decomposition,EEMD）、改进的总体平均经验模态分解（modified ensemble empirical mode decomposition,MEEMD）和变分模态分解（variational mode decomposition,VMD）4种常用的分解算法,与多元线性回归（multivariable linear regression,MLR）、随机森林（random forest,RF）、BP神经网络（back propagation,BP）、卷积神经网络（convolutional neural networks,CNN）和长短期记忆神经网络（long short-term memory,LSTM）5种具有代表性的模型结合,构建20种基于“分解-预测-重构”模式的组合模型,并以华北地区密云、官厅两流域年和汛期降水为例,进行模型适用性与稳定性综合对比分析。结果表明：单一模型对密云流域年降水和汛期降水的预测结果优于官厅流域,但整体预测结果均不理想;结合分解算法后的组合模型预测结果明显优于单一模型,且该预测结果存在正负误差抵消现象,因此有助于进一步提高组合模型的整体预测精度;与基于EMD系列的分解算法相比,VMD算法对模型预测精度提升效果最显著,组合模型适用性和稳定性整体上表现为VMD-MLR＞VMD-LSTM＞VMD-BP＞VMD-CNN。     

海河流域平原区浅层地下水超采量估算

收集整理了海河流域平原区浅层各省市几种来源的地下水位数据,利用ARCGIS技术,矢量化《华北平原地下水可持续利用图集》作出1959年、1984年、2005年6月地下水等水位图,利用《中国地质环境监测地下水位年鉴》2005年-2013年末及2005年6月数据,计算了时段变化率,推算出2005年-2013年地下水等水位图,并利用"华北平原地下水演变机制与调控项目"地下水位数据对估算水位进行检验,说明推算的地下水位分布是可靠的,进一步结合地下水开采漏斗和含水层给水度对超采量进行了估算。计算结果表明,1959年-2013年,海河流域平原区浅层地下水累计超采979.45×10~8 m~3,水位平均下降9.62m。其中1959年-1984年年均超采16.34×10~8 m~3,水位平均累计下降3.93m、年均下降0.141m;1984年-2005年年均超采21.21×10~8 m~3,水位平均累计下降6.28m、年均下降0.299m;2005年-2013年年均超采15.67×10~8 m~3,水位平均累计下降1.05m、年均下降0.131m,2010年以后已呈平稳状态。超采漏斗主要存在于山前地区且用水量较大的城市,尤以子牙河平原西部石家庄、邢台一带最为严重。     

1997-2017年泰国蒙河流域水环境时空变化分析

蒙河(Mun River)流域是泰国东北部重要农业区,也是湄公河主要支流。随着流域经济社会发展,流域水环境难以避免受到扰动,研究其时空变化特征对于该区域及湄公河中下游的水生态环境保护具有重要意义。基于泰国污染管制署1997-2017年水质监测数据,应用季节性Kendall检验法分析代表性水质指标含量的变化趋势,并采用水质指数(water quality index)法分析流域整体水环境的时空分异特征。结果表明:尽管蒙河流域水环境总体质量尚好,近20年来水质总体上无趋势性变化,但存在明显的年内季节性变化以及空间差异。各监测站点非汛期水质状况一般好于汛期,而流域下游水质往往好于上游。推测土壤侵蚀、养分淋溶和城镇化进程是影响流域水环境的重要因素。     

土壤过滤系统处理农村生活污水的 试验研究

采用一种土壤过滤系统处理农村生活污水,考察了该工艺对CODCr、BOD5、NH3-N、全氮（TN）和全磷（TP）的去除效果。实验结果表明,当水力负荷约为0.05 m3/（m2·d）, 水力停留时间为3 d时。该土壤过滤系统对CODCr、BOD5、NH3-N、全氮（TN）和全磷（TP）的去除效果较好,平均去除率分别达到84.6%、83.3%、64.3%、59.8%和70%。出水CODCr约为18.3~42.1 mg/L,BOD5约为8.9~17.3 mg/L,NH3-N约为11.2~17.7 mg/L,TN约为21.2~31.3 mg/L,TP小于2.0 mg/L,出水水质优于农田灌溉水质标准（GB 5084—2005）。气温变化和进水污染物浓度对处理效果影响明显。总体上来讲,温度大于22 ℃时,进水污染物浓度越低处理效果越好。     

闸门对河道污染物影响的模拟研究

通过明渠水槽模拟的闸门调控实验,初步认识了闸门影响下污染物迁移转化波形分布规律.实验结果表明,通过合理调度,闸门在一定开度下可以起到既保证上游污染物通过闸门、减少闸前污染物质的聚集,又可降低闸下河道沿程的污染物浓度分布的作用,为进一步在实践中确定合理的考虑污染控制的闸坝调控方案提供了实验依据.为进一步认识闸门调控下污染物迁移规律,本文采用实验数据,建立了模拟河道流量、闸上游水位、闸前污染物浓度、闸门高度与闸下游各断面的污染物浓度之间复杂非线性关系的BP神经网络模型,网络学习和检验都取得了较高的精度,表明了人工神经网络在闸门对河道污染物影响的模拟与预测中的可行性和实用性.     

基于SWAT模型的沙澧河流域径流模拟

基于SWAT构建沙澧河流域分布式水文模型,通过LA-OAT法进行参数敏感性分析,借助数字滤波技术分割基流;以1997—2002年实测流量对各径流成分进行参数率定和验证;初步分析了35种气候变化情景对径流的影响.研究结果表明率定期和验证期总径流模拟相对误差、相关系数和Nash系数分别为-4.3%、0.82、0.73和19%、0.94、0.87.多情景分析表明,降水增加和温度降低将有利于径流增加,其中,最有利的情景为降雨增加15%,温度降低2℃,径流将增加25%.研究成果将为该流域未来水资源规划与管理提供参考.     

干旱区植物用水对水文条件的响应——以额济纳三角洲胡杨为例

植物用水对水文条件的响应是干旱区生态水文学的重点研究内容。本研究以额济纳三角洲为研究区,选取水文条件不同的典型河岸带植物胡杨(Populus euphratica)为研究对象,同步采集其根茎及可能为植物提供水分的土壤并真空抽提水分,同时采集河水和地下水水样,通过δ18 O分析潜在供水水源(河水、地下水)-土壤水-植物水之间的水分响应关系。研究发现,对于距离过水河道75m(地下水位埋深2.0m)的胡杨,其主要土壤供水层在1.0~2.0m,植物水分有93.7%来自河水;而距离过水主河道2km以外(地下水位埋深3.3m)的胡杨,主要吸收1.4~3.2m的土壤层水分,地下水(由河水补给,但在含水层停留时间较长的河水)对胡杨水分的贡献比例达到80.0%。可见,胡杨用水策略与模式受其距过水河道远近、地下水位深浅影响明显。