河道一维非恒定流数值模拟深化研究

传统的河道一维非恒定流数值计算一般采用特征线法和以Preissmann方法为代表的有限差分法.特征线法计算精度比较高,但受时间步长的限制,用于河道一维非恒定流计算时计算效率却不太高.而Preissmann方法相比特征线法计算效率有所提高,但在求解过程中特征量的守恒性却没有做出相应要求.为了兼顾数值计算的效率和特征量的守恒,建立了基于有限体积法的河道一维非恒定流数值计算方法,并分别选取淮河干流洪水和史灌河洪水进行了验证计算,验证计算成果表明所采用的方法特征量守恒性较好,洪峰水位计算值与实测值吻合也较好,可用于河道一维非恒定流计算.     

Zipf定律在划定经济区域内的实证研究——以长江三角洲经济区为例

国外关于Zipf定律的实证研究的区域空间多采用国家层次,而国内关于Zipf定律的实证研究则涉及国家、跨省的经济区及行政省的不同层次,于是这就有可能存在经济区域空间划定是否合理的问题。现以长江三角洲地区为例,通过修正的引力模型计算城市之间的经济联系强度及潜能,以此进行长江三角洲经济区域的空间划定,并在划定的经济区域内进行Zipf定律的实证研究,以验证经济区域空间划定是否合理。研究结果显示了经济区域空间划定的合理性。     

基于中位数众数理论的Tennant法改进与应用

在河流生态径流计算中Tennant法应用比较广泛,但其多年平均流量的确定一直是该方法应用的一个难点,以往使用的平均数有时并不能准确反映总体分布的集中趋势,针对这一问题,通过研究实测数据的统计特性,引入中位数及众数理论,对原Tennant法进行改进,有效的去除了极端数据对统计规律的影响,找出了典型流量过程。将其应用在滦河下游生态径流计算中,通过新老方法的比较,认为采用改进后的计算方法得到的结果更加科学合理。该方法具有原理简单、计算过程“透明”等特点,对河流生态环境研究和水资源合理利用具有指导意义。     

遥感技术应用于河流对城市气候影响研究

为了确定松花江水域冬夏季对哈尔滨市及周边区域的影响,给城市河流规划与合理利用提供正确的理论支持,采用地面数据采集与遥感数据采集相结合的方法,对2004年1月25日和6月1日的热红外遥感影像图进行分析,以流经哈尔滨市的松花江段为研究对象,根据冬夏季温度、相对湿度分布,确定松花江城市河道对周边区域的影响.研究结果表明:在夏季,市区温度较郊区温度低,水域两侧地表温度呈递增分布,且变化趋势北岸比南岸明显,湿度市区较郊区高,市区以松花江及毗邻地区为湿度分布中心,且北岸比南岸影响半径大.在冬季,市区温度比郊区温度高约4℃,水域两侧温度分布差异明显,冰封水体表面温度与南岸温度接近,比北岸温度高约2℃,湿度分布符合城市干岛效应,市区湿度比郊区低约1%.该成果为后期地面定点观测和移动测量奠定了数据基础与技术支撑.     

呼兰河流域水资源供需平衡分析

在对黑龙江省呼兰河流域水资源现状分析的基础上,对流域各业用水情况进行预测分析,找出了流域水资源存在的主要问题,同时提出了解决用水矛盾的方法和建议,为制定全流域远期发展规划提供依据,同时为开展呼兰河全流域水资源综合规划工作奠定基础。     

长江三峡库区支线航空运输发展对策研究

长江三峡库区丰富的自然与人文旅游资源,狭长的地形与复杂的山地环境特征,决定了支线航空有广阔的前景。支线航空运输具有建设投资省、方便快捷、服务半径大等优点,是三峡库区发展旅游的重要基础条件。分析了长江三峡库区航空运输的现状及存在问题,结合区域城镇体系建设及综合交通发展,提出了支线航空交通的前景与发展对策。     

金沙江下游梯级水库汛期运行水位协同浮动调度研究

为验证梯级水库汛期运行水位协同浮动调度模型方法的合理性与普适性,在金沙江流域开展实例分析。首先考虑洪水预见期变化,应用动态多目标算法高效求解调度模型;然后评价汛期运行水位协同浮动调度的风险与效益;最后推求乌东德、白鹤滩、溪洛渡、向家坝水库的汛期运行水位协同浮动关系。研究结果表明：相比年汛限水位静态控制调度方案,梯级水库汛期运行水位协同浮动调度方案在不增加防洪风险前提下,各水库汛期运行水位均可适当抬升,汛期多年平均发电量和电站弃水减少量的最高值(改善率)可达1071亿kWh(11.1%)和649亿m³(14.3%),有效提高了洪水资源利用水平,综合效益巨大。     

基于季节长记忆双自回归模型的日径流模拟

传统时间序列模型无法同时考虑径流序列的长记忆性和时变波动性,且模型参数限制严格,从而使日径流序列模拟受到限制,影响径流模拟预测精度。本文提出了同时考虑非平稳性、季节性、长记忆性和时变波动性的新型双自回归模型(WOA-SFIDAR),并与经典长记忆波动率模型(SFIAR-GARCH)进行对比,选取渭河流域4个水文站日径流序列进行模拟验证。结果表明：WOA-SFIDAR模型的模拟能力优于SFIAR-GARCH模型,模拟结果很好地保持了日径流过程的统计特性。7、8月份模拟均值误差相对较大,WOA-SFIDAR模型的误差范围(5.72～32.56)低于SFIAR-GARCH模型(7.42～48.02)。WOA-SFIDAR模拟逐月变差系数(C_v)和偏态系数(C_s)与实测序列统计值间偏差范围为0～0.51和0.02～1.31,优于SFIAR-GARCH模型(0.02～0.56和0.06～1.52);模拟结果能够保持日径流序列自相关系数(ACF)的变化趋势,且随滞时的增加,实测序列与模拟序列的ACF差距减小。文中模型扩展了水文随机模拟方法,可为日径流模拟...     

Complex patterns of phosphorus delivery in the Lake of the Woods watershed

Lake of the Woods (LoW) is a large, transboundary lake that continues to experience harmful algal blooms despite large declines in phosphorus (P) inputs from point sources. Tributary runoff is considered the largest source of P to the lake; however, there are few monitoring data within the Canadian portion of the basin (～60% of total area), to guide management. To address this gap, we monitored five rivers of contrasting land use within the lower Rainy River region, an acknowledged “hot spot” of P delivery in the basin. Total P (TP) concentrations were consistently high at all five rivers (volume-weighted range: 19–215 μg/l) despite differences in agriculture across sites (7–27%), suggesting ‘natural’ background P levels are high in this landscape. Furthermore, TP concentrations were strongly correlated with total suspended sediment and geogenic metals, iron (Fe) and aluminum, and TP was especially high during events (>400 μg/l) indicating erosion is an important source of P delivery. However, equally high TP and Fe during periods of slow, stagnant flow in the summer and under winter ice suggest erosion is not the only source of P. Instead, we suggest redox release of P from streambed sediment is also important. This observation is significant, because internal P release within the tributaries, especially during the summer could ‘seed’ downstream algal blooms. The strong sensitivity of TP to both high and low flow conditions indicates that frequent, all-season, multi-year measurements are needed to understand the mechanisms of P delivery in this basin.     

塔里木河“二源一干”生态供水潜力研究

为解决塔里木河干流水资源短缺、流域损失水量过大、用水效率低下、农业灌溉用水挤占生态用水等问题,基于“节水优先”的治水方针,以塔里木河二源流(阿克苏河、叶尔羌河)及其干流(“二源一干”)的山区水库群和平原水库群为研究对象,兼顾塔里木河干流的农业灌溉用水、生态用水、工业用水、生活用水等多目标,构建并求解了现状水平年和远景规划年的山区与平原水库群联合调度优化模型,分析了塔里木河干流的生态供水潜力和山区水库群联合调度的贡献。结果表明：仅通过干流平原水库群联合调度,农业灌溉用水和生态用水的供水保证率难以满足设计要求;通过山区与平原水库群优化调度,在远景规划年各行业均满足设计保证率要求,体现了山区水库群显著的调控性能和“节水优先”治水方针的合理性和可靠性;远景规划年塔里木河干流的生态供水潜力为2.84亿m³,可为塔里木河下游生态保护与修复提供了坚实的水量基础。