• 2020年第40卷第5期文章目次
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    • >基础研究
    • 基于生态保护目标的武江流域生态流量定值研究

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20200048

      摘要 (835) HTML (0) PDF 745.38 K (872) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于武江河道内的生物多样性和物种特征,提出适宜水力学指标法计算维持河道生态系统稳定性所需的生态流量。该方法以代表鱼类为生态保护目标,根据湿周、流速与流量的关系,求得鱼类不同生命周期的生态流量。结果表明:(1)越冬期鱼类所需流速下限为0.2m/s,产卵期平均流速为0.5~0.7m/s,肥育期流速范围为0.3~0.6m/s;(2)产卵期河道生态流量为116.3~150.3 m3/s,越冬期与肥育期中后阶段生态流量为49.55 m3/s;肥育期初期(8月)生态流量为71.97 m3/s;(3)提出的适宜水力学指标法以维持鱼类良好的生境条件为生态保护目标,计算结果符合Tennant法河流生态用水标准,且更能反映河流的丰枯变化,可为流域水资源开发利用提供参考。

    • >技术应用
    • 不同微物理参数化方案对降雨数值模拟的影响试验——以北京为例

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20200085

      摘要 (217) HTML (0) PDF 2.28 M (515) 评论 (0) 收藏

      摘要:城市暴雨预报对防洪排涝具有重要意义。基于中尺度数值天气预报模型WRF,构建北京市暴雨模拟模型,采用13种微物理参数化方案,对2007年8月1日下午至8月2日凌晨的暴雨过程进行了模拟试验。结果表明,对该场降雨,Kessler方案模拟得到的面平均降雨量与实测值最接近;WSM5方案模拟得到的面平均降雨过程与实测过程吻合最好;累积降雨高值区域落区模拟和最大1小时降雨强度模拟,Milbrandt方案表现最好;综合考虑降雨量、降雨过程、累积降雨高值区域落区范围和最大1小时降雨强度指标,Milbrandt和Thompson方案表现最好。此外,研究结果显示,相比单矩方案,采用多矩方案可能会提高对云物理过程的描述精度。研究结果对北京市暴雨预报具有一定参考意义。

    • 综合物探方法在城市应急水源地调查评价中的应用

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190282

      摘要 (771) HTML (0) PDF 858.71 K (499) 评论 (0) 收藏

      摘要:以潍坊应急水源地东小营富水区为例,在充分了解研究区水文地质及地球物理特征的基础上,分别对高密度电阻率法和水文测井的原理、工作方法及应用效果进行综合分析,解释推断研究区含水层结构特征,建立水文地质参数测井解释模型,对含水层的矿化度、渗透系数及单位涌水量等参数进行估算。结果表明,物探解释成果与抽水试验及水质分析结果吻合度较高。研究认为,综合物探方法在水文地质特征分析中具有较好的适用性,可为应急水源地调查评价提供技术支撑。

    • 侧扫雷达测流系统在水文信息监测中的比测研究及误差分析

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190358

      摘要 (758) HTML (0) PDF 1.67 M (684) 评论 (0) 收藏

      摘要:国内现有的侧扫雷达测流大多停留在比测试验上,尚未有在国家水文站,尤其是大江大河上正式投产、参与整编归档的案例。利用自主研发的UHF雷达测流系统,通过在仙桃水文站与常规缆道流速仪测流开展比测试验,判断其测得的表面流速分布的合理性;重点研究表面流速反演流量的技术方法,并开展相应的误差分析。结果表明,UHF雷达测流系统有较好的流量测验精度,可为该系统在水文信息监测中的推广应用提供参考。

    • >区域规律
    • 盈江国家湿地公园生态需水量研究

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190242

      摘要 (192) HTML (0) PDF 854.61 K (488) 评论 (0) 收藏

      摘要:根据盈江国家湿地公园的生态系统特性,利用大盈江坝区的实测地形图、拉贺练水文站的实测水文资料,通过建立湿地生态需水量模型,计算了盈江国家湿地公园生态需水量,枯期最小生态需水量20.9 m3/s;汛期最小生态需水量47.2 m3/s,大盈江上游来水大于生态最小需水量,盈江国家湿地公园的生态需水量是有保障的。

    • 西江流域灾害性暴雨洪水特征及成因分析

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852. 20190128

      摘要 (884) HTML (0) PDF 2.52 M (855) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究西江流域暴雨洪水发生规律,根据1994、1998、2005和2008年四场灾害性暴雨洪水实测资料,对暴雨洪水过程进行了分析。通过计算暴雨时间、空间变差系数、相对中心和洪水集中度等特征指标定量分析暴雨洪水特性,结合洪水组合和遭遇情况分析了洪水成因。分析结果表明:四场暴雨雨量分布不均,降雨历时均大于10d,且暴雨相对中心值呈减小趋势,暴雨中心沿河流流向移动易导致灾害性洪水。1998和2005年两场100年一遇洪水均为全流域大量级洪水遭遇导致。两场暴雨均有雨量大、时间变差系数Vt值小,时间分布均匀和雨峰系数Cp值大,主雨峰峰现时间迟的特点,暴雨中心均有向下游转移的趋势,空间变差系数Vp值均趋于增加,空间分布趋于集中。研究结果可为西江流域的水库群联合防洪工作与综合治理提供科学依据。

    • 西南喀斯特地区威远河水化学及δ13CDIC特征分析

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190368

      摘要 (546) HTML (0) PDF 1.61 M (525) 评论 (0) 收藏

      摘要:流域水化学和稳定同位素是示踪水中主要离子来源和反映流域生物环境地球化学特征的重要手段。为探究岩溶地区流域水化学、稳定同位素特征以及人类活动下的影响, 2018年4月对贵州长顺县威远河13个水点进行采样,研究结果表明:威远河流域中阳离子以Ca2+为主,阴离子以HCO3-为主,水化学类型为Ca-HCO3型;威远河形成过程中主要受碳酸溶蚀碳酸盐岩的控制,硫酸和硝酸共同参与碳酸盐岩风化;研究区δ13CDIC的值变化范围为-11.42‰~-13.40‰,平均值为-11.98‰,短时间内δ13CDIC值受人类活动影响小;根据同位素质量平衡模型,计算出威远河δ13CDIC来自土壤CO2 的贡献率为49.7%~58.3%,来自碳酸盐岩溶解的贡献率为41.7%~50.3%。

    • 珊瑚岛礁地下水水化学特征 及其形成机制

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190198

      摘要 (330) HTML (0) PDF 992.66 K (599) 评论 (0) 收藏

      摘要:我国热带海洋地区珊瑚岛礁星罗棋布,岛礁地下水对海洋环境和植物生态格局具有重要意义。为了揭示岛礁地下水的演化机制,基于西沙某珊瑚岛礁水文地质勘察和野外水样品采集分析,开展岛礁地下水主要水化学离子现场和室内测试,分析珊瑚岛礁地下水水化学总体分布特征和主要离子组分之间的关系,探讨了研究区地下水演化过程。研究表明岛礁地下水水化学类型为Cl-Na型和Cl-Na?Mg型,在岛礁地下水潜水面处更易发生活跃的碳酸盐矿物的溶解作用,在海水掺混、蒸发浓缩和含水层矿物溶解及沉淀作用等综合影响下造成岛礁地下水不同离子组分的增加或减少。

    • 聊城市城郊浅层地下水硝酸盐污染源解析

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190222

      摘要 (299) HTML (0) PDF 680.47 K (495) 评论 (0) 收藏

      摘要:为准确探究聊城市城郊浅层地下水硝酸盐污染来源,通过分析聊城市城郊区域25个监测点地下水硝酸盐含量,运用氮、氧双同位素追溯地下水硝酸盐污染来源,运用物质平衡混合模型计算各种源的贡献率。结果表明:①聊城市城郊的地下水硝酸盐含量位于3.96~38.88 mg/L,52%的监测点硝酸盐浓度超过《生活饮用水卫生标准》中Ⅲ类水20 mg/L的上限值;②聊城市城郊地下水中δ15N-NO3-位于-11.3‰~3.9‰之间,δ18O值位于-5.2~25.8‰之间,表明地下水硝酸盐污染与农业施肥密切相关,其主要来源为化肥中的NH4+和NO3-,其次为土壤中N的矿化作用;③通过物质平衡混合模型计算,化肥中的NH4+对硝酸盐污染的贡献率为82%,化肥中的NO3-贡献率为12%,土壤中N矿化作用贡献率为5%;④建议加强区域的的化肥施用管理和市政自来水管道建设,区域居民选择饮用市政供水。

    • >技术应用
    • 基于水文水动力耦合模型的山区小流域洪水预报

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190138

      摘要 (956) HTML (0) PDF 2.47 M (691) 评论 (0) 收藏

      摘要:开展无资料地区洪水模拟研究具有重要意义。针对于无资料地区洪水预报的挑战性,以我国东南沿海典型山区小流域—梅溪流域为例,构建了山区水文-城区水动力耦合模型。山区水文模型经河道计算流量率定后,模拟了2016年“莫兰蒂”台风场景下的城区洪水淹没过程。结果表明,模拟最大淹没水深结果与城区17处洪水淹没痕迹吻合较好,验证了耦合模型的适用性。分析了“莫兰蒂”台风场景下重点区域的淹没水深与历时。此外,根据不同重现期的设计降雨,分析了城区淹没水深与淹没范围。同时,重现期越大,城中心区域洪水滞后时间越短。

    • 基于MPI的分布式水循环模型并行计算性能研究

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190201

      摘要 (706) HTML (0) PDF 615.28 K (423) 评论 (0) 收藏

      摘要:为满足分布式水文模型快速模拟的需要,引入并行计算技术。基于MPI编程模型实现了WEP-L分布式水循环模型产流模块的并行编程,采取子流域任务划分和对等模式实现了模型的并行设计。为了减少进程间的通信时间,在产流计算之前,数据按随年、月、日变化以及不随时间变化分成四类,分批进行通信;产流计算完成之后,采用聚合通信方式中的数据收集,快速统计结果。模型并行化后应用于黄河流域,结果如下:(1)随着参与计算的进程数增加,并行计算的加速比呈先增加后减少的趋势,并行效率随进程数增加呈线性下降趋势。(2)模型并行性能受通信开销制约,当通信开销增量大于产流计算时间减少量时,加速比达到峰值4.8。

    • GPS浮标追踪测流系统研究

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190221

      摘要 (725) HTML (0) PDF 963.09 K (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了提高传统的浮标测流的准确性,解放劳动力,保证水文工作者的人身安全,提出了一种基于GPS定位技术以及ZigBee无线传输技术的自动化浮标测流系统的设计方案,包括浮标的结构设计,软硬件设计。用全微分来计算了装置的理论定位误差,经试验证明实际定位误差与理论计算的一致;速度的计算算法采用在一定数据量下多次计算速度再求平均值的方法,能有效消除定位误差。经仿真以及试验验证,该装置的测速精度能满足水文测流的需求,为浮标自动化测流的后续研究提供理论基础。

    • >基础研究
    • 基于二元水循环模拟抚河流域径流变化人工影响解析

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190330

      摘要 (232) HTML (0) PDF 2.21 M (529) 评论 (0) 收藏

      摘要:人类活动的影响使得流域水循环过程呈现二元特性,径流变化归因分析对流域水资源精细化管理意义重大,当前多数研究难以消除基准期的影响且不能区分不同类型人类活动对径流的影响。以“自然-社会”二元水循环理论为基础,考虑农业灌溉取水、工业生活取水以及大中型水库调度影响,构建了抚河流域二元水循环模型,采用多因素贡献解析法分析流域径流受三种人工因素的影响程度。结果表明,1956~2014年抚河流域年均径流减少量呈一定增加趋势,多年平均径流量减少约8.24×108m3/a,其中农业灌溉取用水贡献达80.1%。

    • 高分辨率遥感降水资料在青海湖流域及周边区域的适用性评价

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190163

      摘要 (870) HTML (0) PDF 1.12 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于气象站观测数据,利用探测率(POD)、报错率(FAR)、临界成功系数(CSI)和相关系数(R)、平均绝对误差(MAE)对TRMM 3B42V7、CMORPH、PERSIANN、PERSIANN-CDR遥感降水资料在青海湖流域及周边区域探测降水事件的准确度和记录降水量的精度进行了评价。结果表明,CMORPH数据探测的降水事件最为准确,PERSIANN-CDR和TRMM 3B42次之,PERSIANN探测降水事件的准确度最差。从遥感数据记录降水量精度来看,年尺度上表现为TRMM > CMORPH > PERSIANN-CDR > PERSIANN,月尺度上表现为TRMM > PERSIANN-CDR > CMORPH > PERSIANN,日尺度上表现为TRMM > CMORPH > PERSIANN-CDR > PERSIANN。海拔是影响遥感降水资料精度的重要因素,PERSIANN和PERSIANN-CDR两种数据误差受海拔影响更为明显。通过综合评估4种遥感资料的适用性,认为TRMM是较适合于青海湖流域及周边区域的降水资料。

    • 九江地震台地下水氢氧稳定同位素变化特征及意义

      2020, 40(5). DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190124

      摘要 (322) HTML (0) PDF 1.05 M (478) 评论 (0) 收藏

      摘要:在地震地下流体研究中,地下水补给及循环过程是重要的研究内容之一,氢氧同位素示踪技术是目前研究该过程的常用手段。通过对九江地震台2井地下水、大气降水及周边天花井水库水、马尾水高山泉水的样品进行氢氧同位素测定分析,结果表明,与降水相比地下水氢氧同位素变化更为稳定。夏半年,大气降水氢氧同位素与降水量呈显著的负相关关系,具有明显的降水量效应;冬半年,与温度成显著的正相关关系,具有明显的温度效应,地下水氢氧同位素并未表现出明显的降水效应和温度效应。氢氧同位素及过量氘揭示地下水在下渗补给前经历了明显的蒸发分馏作用,并与围岩进行18O交换,δ18O与δD计算的补给高程分别约为647m、440m。九江台地下水总体属于大气成因型,循环过程为较稳定的裂隙水补给形成承压自流井。

主编:蔡阳

国际标准刊号:ISSN 1000-0852

国内统一刊号:CN 11-1814/P

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