黄河下游漫滩洪水含沙量和级配变化研究

通过模型试验,研究了黄河下游夹河滩到高村断面河段漫滩洪水含沙量及颗粒级配的沿程变化规律。结果表明：（1）各种流量条件下,主槽含沙量沿程增大,但差别较大。（2）漫滩挟沙水流在滩区含沙量沿程衰减,在生产堤内及滩面衰减幅度较大,在二滩衰减幅度较小;同时,漫滩挟沙水流中的泥沙颗粒在落淤过程中有明显的分选作用。（3）二滩沿程含沙量衰减率与大河洪峰流量有关,流量越小,含沙量衰减越快。     

Effect of malt pretreatment on phytic acid and in vitro protein digestibility of sorghum flour

Sorghum seeds of cultivar Wad Ahemed (phytate: 2.7 mg/g, tannin: 0.96% and 2 h pepsin digestion: 18%) were germinated for three days to obtain 1-, 2- and 3- days old sorghum malts. Sorghum malt was added in concentrations of 1, 2.5, 5, 7.5 or 10% to sorghum flour. The mixtures were incubated with shaking for 0, 30, 60, 90 or 120 min. Phytic acid and in vitro protein digestibility were assayed for all treatments. The results revealed that phytate content was significantly reduced. The 10% 3-day-old malt after 120 min incubation, reduced the phytate content by 83%. The in vitro protein digestibility (IVPD) was significantly improved as a result of malt pretreatment. The rate of reduction of phytate content and the rate of increment in IVPD increased with time of incubation, age and concentration of the malt.     

三门峡水库汛期排沙效果研究

三门峡水库汛期排沙是解决泥沙淤积问题、控制潼关高程的关键途径。"蓄清排浑"运用以来,非汛期蓄水期库区发生淤积、汛期降低水位运用排泄全年泥沙,基本保持了库区动态冲淤平衡。不同控制水位和入库流量过程存在不同的排沙效果,针对三门峡水库汛期排沙过程的差异,对"蓄清排浑"运用以来汛期排沙特征进行统计,分析了水库敞泄和不同控制水位运用对排沙效果的影响。结果表明,在汛期平水305 m、洪水敞泄的运用条件下,水库排沙具有多来多排的特点,汛期排沙总量与入库含沙量和水量密切相关;完全敞泄时库区冲刷取决于流量大小和敞泄时间,净排沙效率随着水量的增加和敞泄时间的延长而减小,冲刷效率降低;汛期控制运用期,当流量在1000 m³/s以上时、水位在305～311 m也会产生一定的排沙,排沙效果取决于含沙水流在壅水段的滞留时间和出入库流量之比。研究成果可为三门峡水库运用方式的优化提供依据。     

黄河河口生态需水研究进展与展望

黄河河口生态需水包括河流生态需水、湿地生态需水和近海生态需水。系统梳理了近20年来黄河河口生态需水目标、需水类别和需水量计算结果;结合黄河河口演变特点,提出生态需水研究的重点和主要方向。河流生态需水以满足重要渔业物种生境为主,重点研究指示物种对天然径流量节律的响应特征,量化水文-生态响应关系,在某种程度上恢复自然水文情势的生态功能。湿地生态需水应深入研究植被、土壤、水体的水盐平衡和蒸散发规律,从植被和鸟类生态位的合理设计以及生物多样性维持出发构建生态系统结构,确定湿地合理规模。近海生态需水应研究入海冲淡水对渔业物种低盐产卵育幼场的塑造和维持机制,以及重要渔业物种习性、适宜营养盐水平与磷酸盐输送扩散机制。小浪底水库运用以来,利津断面径流量满足已有生态需水径流量各项研究成果要求的年份比例为37%～58%,春季经流过程经常缺乏流量脉冲。初步分析以湿地、河道鱼类和近海鱼类为主要目标的全年生态需水量为86亿m³,径流过程需要阶段性场次洪水。建议对小浪底水库调度方案进行多年优化调整,兼顾春季流量脉冲的塑造,在更大程度上满足河口生态需求。     

流域系统科学初探

随着人类社会对河流乃至流域影响广度、深度和强度的不断增加,对流域系统内部不同要素之间的互馈关系和博弈关系研究的不断拓展和深入,以致流域系统治理及其战略研究已经超过传统学科的范畴,亟需建立新的学科支撑体系。本文基于近十年的探索研究,提出了流域系统科学的概念,并对其研究对象、科学内涵、科学问题、研究方法及研究前景进行了全面阐释。流域系统科学以物质、能量、信息、价值流动过程为纽带,以行洪输沙-生态环境-社会经济三大子系统组成的流域复杂巨系统为研究对象,其基础研究需求包括各子系统内部演化过程与机理、各子系统间相互作用关系与协同演化机制、流域系统协调发展策略与战略布局3个层面。流域系统科学以传统学科为基础支撑,基于系统理论和方法探索制约流域治理保护和区域社会经济高质量发展的协同博弈关系,通过全流域系统观测网络和大数据平台建设,构建流域系统治理集成研讨厅,为流域系统治理保护与管理的战略研究提供科学的理论方法体系。     

百年尺度黄河上中游水沙变化趋势分析

根据黄河有实测资料以来的水文泥沙定位观测数据,利用非线性统计方法分析了1919—2012年黄河潼关以上河段水沙系列变化趋势。20世纪80年代中期以来水沙变化特点表明,黄河年径流量、年输沙量自20世纪80年代中期以来总体呈不断减少之趋势,而上中游水沙关系则早于20世纪60年代末已发生突变,1986年发生的突变属上中游同时发生的第2次突变。从百年尺度看,黄河水沙变化在1960年以前主要受到气候等自然因素影响,径流泥沙系列随降雨丰歉而出现相应的丰枯变化,之后黄河水沙变化受气候等自然因素和人类活动因素的双重影响,尽管不同时段降雨有丰歉变化,但径流量、输沙量都持续减少;近百年内年输沙量趋势度的绝对值明显大于年径流量趋势度的绝对值,中游的年径流量、年输沙量的趋势度的绝对值明显大于上游的;近30年是黄河水沙百年尺度中最枯的时段,其变化的突出特点表现在来水来沙量不断显著减少,水沙变化程度在空间上分布不均,泥沙主要减于中游而径流主要减于上游,水沙年内分配趋于均匀,来沙系数趋于降低,水沙搭配关系趋好。     

基于EMD和BP算法的降水数据插补

降水数据的插补可有效地改善数据系列的完整性。以西柳沟流域作为毛不拉孔兑的参证流域,采用EDM和BP算法对毛不拉孔兑缺失的降水量进行插补,并与已有的相关分析法、频率分析法及逐步回归分析法进行了比较。研究结果表明:EDM-BP模型综合利用了西柳沟降水序列EMD分量的有效信息,因而能较好地反映降水量的变化趋势,在数据拟合和预测方面达到较高的精度,适合毛不拉孔兑降水数据的插补,在其它水文数据插补延长中具有一定的推广应用价值。     

若尔盖盆地黑河的牛轭湖沿程变化与形态特征

基于SPOT(1990年和2000年)和Google Earth(2000—2014年)遥感影像的图像分析,对黑河干流及上游的3条支流(格曲、麦曲、哈曲)的216个典型牛轭湖以及相应的河曲带进行形态参数的定义与分析。沿黑河上游至下游,河曲带的宽度是增加的,增长率的变化趋势为"急—缓—急";中游牛轭湖数量最多;下游受到泥沙淤积的影响更大,牛轭湖从Ω形发展成U形和C形所需时间远小于上中游。1990—2013年黑河干流仅发生2次裁弯,分别形成Ω形和U形牛轭湖,说明黑河牛轭湖的发育速率较慢。     

An efficient method for multilevel color image thresholding using cuckoo search algorithm based on minimum cross entropy

Among various thresholding methods, minimum cross entropy is implemented for its effectiveness and simplicity. Although it is efficient and gives excellent result in case of bi-level thresholding, but its evaluation becomes computationally costly when extended to perform multilevel thresholding owing to the exhaustive search performed for the optimum threshold values. Therefore, in this paper, an efficient multilevel thresholding technique based on cuckoo search algorithm is adopted to render multilevel minimum cross entropy more practical and reduce the complexity. Experiments have been conducted over different color images including natural and satellite images exhibiting low resolution, complex backgrounds and poor illumination. The feasibility and efficiency of proposed approach is investigated through an extensive comparison with multilevel minimum cross entropy based methods that are optimized using artificial bee colony, bacterial foraging optimization, differential evolution, and wind driven optimization. In addition, the proposed approach is compared with thresholding techniques depending on between-class variance (Otsu) method and Tsalli’s entropy function. Experimental results based on qualitative results and different fidelity parameters depicts that the proposed approach selects optimum threshold values more efficiently and accurately as compared to other compared techniques and produces high quality of the segmented images.     

黄河下游洪灾风险的定量分析与计算

在综合分析国内外洪灾风险表述方式的基础上,明确了洪灾风险的概念为不同强度洪水发生的几率及其可能造成的洪灾损失。洪灾风险的定量分析方法主要包括基于洪灾损失分布和基于历史灾情数据两种计算方法,以黄河下游滩区为例,分别采用两种方法定量分析了洪灾风险,结果表明:滩区洪灾风险值为36.63亿元,受灾率为27.31%,该结果与当前黄河下游滩区的实际情况相符。