• 2021年第41卷第2期文章目次
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    • >基础研究
    • 干旱区绿洲地下水位调控方法与模型研究进展

      2021, 41(2).

      摘要 (983) HTML (0) PDF 620.36 K (605) 评论 (0) 收藏

      摘要:适宜的地下水位是干旱区绿洲健康稳定发展的基础。本文从地下水生态水位的调控机理、调控方法、调控模型和应用实践入手,综述了干旱区绿洲地下水生态水位调控的研究进展:地表水与地下水相互转化规律是干旱区绿洲地下水生态水位调控的理论基础,掌握人类活动强烈影响下的地表水与地下水的响应关系是关键;地下水的补给、排泄和开发利用是实现地下水位调控的三个主要途径,不同调控方法在作用环节、适用性及效果方面存在显著差异;基于不同的研究重点,目前形成了以水资源配置、水循环过程和生态过程为核心的三类调控模型;建议继续深化强人类活动影响下干旱区绿洲生态水文响应机理与演变规律研究,构建基于调控措施-循环转化-响应反馈的地下水生态水位调控体系。

    • 中亚干旱区陆地水资源对气候变化的响应

      2021, 41(2).

      摘要 (349) HTML (0) PDF 669.68 K (452) 评论 (0) 收藏

      摘要:气候变化对中亚干旱区高山融雪、蒸散发以及径流等水循环过程产生影响,从而引起区域水资源在空间和时间上的重新分配。本文在归纳总结降水、土壤水、地表水、陆地水储量等不同水体类型在气候变化下改变情况的基础上,综述了中亚干旱区陆地水资源变化对气候变化响应的现状及进展。由于使用的数据和评估方法不同,水资源变化研究结果具有一致性及不确定性。基于上述总结,本文对中亚干旱区水资源对气候变化响应方面的展望及挑战进行了讨论。

    • 清江最小和适宜生态流量的计算与评价

      2021, 41(2).

      摘要 (575) HTML (0) PDF 688.99 K (580) 评论 (0) 收藏

      摘要:确定河流生态流量既是保护河流生态系统的根本举措,又是开展梯级水库生态调度的重要依据。基于逐月最小生态流量法、RVA法、DC法和逐月频率法,分别计算了清江水布垭和隔河岩水库坝址的生态流量过程,并采用Tennant法对结果进行合理性分析。结果表明:RVA法优于逐月最小生态流量法和DC法,计算得到的最小生态流量在一般用水期和产卵育肥期的评价结果分别为“好”、“中”等级;逐月频率法第3种情景计算的适宜生态流量,其评价结果均为“最佳”等级。研究成果为清江流域保护和梯级水库生态调度提供技术参考。

    • 基于DPSIR模型的地下水饮用水源地安全评价指标体系研究

      2021, 41(2).

      摘要 (276) HTML (0) PDF 601.11 K (560) 评论 (0) 收藏

      摘要:为系统客观的评价地下水饮用水源地的安全状态,基于“驱动力-压力-状态-影响-响应”(DPSIR)框架初步建立备选评价指标,运用专家咨询法对备选指标进行筛选及合理性检验,采用层次分析法确定指标权重,构建地下水饮用水源地安全度综合评价体系。以滹沱河浅层孔隙水水源地为例,确定了包含5个准则层,18个指标的地下水饮用水源地安全评价指标体系。滹沱河浅层孔隙水水源地实例研究表明,准则层中压力系统和状态系统所占权重较大,分别为0.257和0.339;水源地安全度为0.67,尽管处于较安全级别,但非常接近警戒值(0.4~0.6)。通过实例分析可知,筛选的指标具有一定的实用性,可以为评价浅层孔隙水水源地的安全状态及面临的风险提供参考。

    • 基于信息熵的雨量站网优化研究

      2021, 41(2).

      摘要 (705) HTML (0) PDF 1.80 M (542) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于信息熵理论,研究金沙江下游流域站点信息熵对降雨信息量和时空变异性特征的反映程度,发现信息熵能够在降雨量级和时空分布上充分表达降雨信息,确定了熵理论运用于本流域雨量站网规划的合理性;采用与组内互信息量最小为原则对三个实验流域站点进行重要性排序,以组内站点信息量和与组外互信息量总和最大为目标函数进行末位淘汰优选站网,结果显示站点优先级顺序一定程度上表达了其本身的信息量和在流域内的空间信息,优化后的站网比原站网数量减少15%~25%。

    • >技术应用
    • 非平稳条件下北京市最大月降水量频率特征分析

      2021, 41(2).

      摘要 (697) HTML (0) PDF 1.21 M (507) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究气候变化下极端降水的频率变化特征,本文基于北京市22个雨量站实测月降水量数据,以时间为协变量构建平稳和非平稳GEV模型,对北京市最大月降水量序列(极值降水序列)进行模拟和频率分析,并采用Bootstrap方法对频率分析结果的不确定性进行评价。结果表明:所有极值降水序列的最优概率分布模型均为非平稳GEV模型,该模型能够抓住序列随时间呈显著下降趋势的变化特征;由非平稳GEV模型估算得到的极值降水重现水平随时间呈减少趋势,这意味着未来极值降水导致洪涝灾害的风险在降低,但导致干旱的风险将增加;随着重现期的增加,极值降水重现水平估计值的不确定性也随之增大。

    • 分项调查与水文模型相结合的九龙江流域 天然径流量计算

      2021, 41(2).

      摘要 (777) HTML (0) PDF 1.58 M (621) 评论 (0) 收藏

      摘要:由于人类活动影响,水文站的实测径流过程普遍发生显著变化,而大量水资源分析计算工作必须以天然径流量为基础。本文以九龙江流域为例,提出将分项调查法与水文模型法相结合的流域天然径流量综合还原法,即采用分项调查法对主要水文站控制集水区的实测径流数据做还原计算,利用还原后的径流数据构建以子流域为单元的SWAT降雨径流模型,进而通过参数移用,利用该模型模拟得到全研究区不同子流域的天然径流数据。利用该方法得到的主要控制站及无径流观测子流域的天然径流数据均具有较高准确性。该方法既可以充分利用有资料流域的详实观测数据,又可以解决无资料区对天然径流数据的需求,可以为水资源评价、水量分配等工作提供依据。

    • 全过程联合校正方法在饶河流域洪水预报中的应用研究

      2021, 41(2).

      摘要 (227) HTML (0) PDF 2.10 M (473) 评论 (0) 收藏

      摘要:为提高饶河流域洪水预报精度,将全过程联合校正(EPJC)方法与三水源新安江(XAJ)模型结合,按一定比例划分洪水预报总误差为各过程误差,基于系统响应理论反演得到面雨量计算误差和模型参数误差,重新输入流域水文模型正演得出校正后的洪水过程。选取洪峰流量相对误差、峰现时间绝对误差、径流深相对误差和确定性系数作为模型评价指标,量化XAJ预报与EPJC校正结果,并与传统的动态系统响应曲线(DSRC)方法进行对比。结果表明,EPJC能够考虑全过程误差,与实际误差分布情况更相符,可提升饶河流域的洪水作业预报精度,值得进一步研究与推广。

    • 广西河流预报新模式及关键技术研究与应用

      2021, 41(2).

      摘要 (488) HTML (0) PDF 1.24 M (539) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着全国中小河流水文监测工程项目的实施以及国家、广西水情预警发布管理办法的出台实施,在洪涝频繁、中小河流站点点多面广的新形势下,如何实现广西河流预报任务由传统的预报增加至预警、预报双重要求成为近年来工作中迫切要解决的问题。基于水量平衡原理及洪水水位涨率变化规律分析研究,根据“预测-预警-预报”河流预报模式,研究开发了适应此模式的河流预报方法和技术。2015年以来,此模式及方法技术广泛应用于广西河流预报中,实现大江大河、中小河流洪水科学预测预警预报,水文预报合格率均超过90%。同时有效延长洪水预见期,大江大河洪水预见期平均提前24h,中小河流洪水预见期平均提前5h。

    • 基于SPEI指数的兰州干旱特征与气候指数的关系

      2021, 41(2).

      摘要 (740) HTML (0) PDF 6.01 M (606) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于1961~2012年逐日气象及同期4个气候因子资料系列,采用标准化降水蒸散发指数(SPEI)定量描述兰州地区干旱状况,利用M-K检验分析了该地干旱变化趋势,采用皮尔逊相关系数法以及交叉小波变换法研究了SPEI与北大西洋涛动(NAO)、北极振荡(AO)、太平洋十年涛动(PDO)以及厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)四个气候因子之间的关系。研究结果表明:干旱指数SPEI在月、春、夏、秋及年尺度上均呈显著下降趋势、冬季增长趋势不显著,未来兰州春、夏和秋季缺水有加重趋势,冬季有变湿润倾向;SPEI与PDO、ENSO在秋季呈显著负相关;ENSO主要影响干旱短周期的年际变化;干旱与PDO和AO呈滞后的负相关关系,两指数主要影响较长周期干旱的年际和年代际变化。

    • 定点式横向声学多普勒流速剖面仪应用研究

      2021, 41(2).

      摘要 (221) HTML (0) PDF 1.36 M (524) 评论 (0) 收藏

      摘要:介绍了应用定点式横向声学多普勒流速仪进行实时流量在线监测方面的比测率定研究工作。主要从设备选型、安装位置、代表流速计算、单元流速区间选择、关系率定、精度评定、测点流速分析等方面进行了分析研究。通过设备选型、安装位置、单元流速区间选择等多方面的比较分析,选择最佳方案,进行比测分析,率定出代表流速与断面平均流速的关系。重点对设备安装位置、单元流速区间的选择、流速横向分布等所做的比较分析对于其他测站的类似H-ADCP监测方案有一定的指导意义。

    • >区域规律
    • 深圳河感潮河段洪水特性变化及成因分析

      2021, 41(2).

      摘要 (285) HTML (0) PDF 2.25 M (809) 评论 (0) 收藏

      摘要:感潮河道洪水特性受陆海双相复杂动力的共同影响。选取深圳和香港的界河——深圳河,基于实测降雨、流量及水位资料,分析潮动力作用下2018年“0829”典型洪水的变化过程,并与流量量级和洪潮遭遇过程相当的2008年6月洪水进行对比,发现“0829”洪水期间河道中上部水位升高约1.4m,河道防洪压力增大。分析发现河道淤积、河道阻力增大和河口平均潮位抬升是导致“0829”洪水水位壅高的主要原因。

    • 湘江2017年与2019年两场特大洪水的对比分析

      2021, 41(2).

      摘要 (699) HTML (0) PDF 1.66 M (589) 评论 (0) 收藏

      摘要:2017年6月下旬到7月初,2019年7月上旬到中旬,湘江干流接连发生特大洪水。通过分析湘江流域多个测站点的水文整编资料,结合部分实时信息,从降雨过程时空分布、干支流有关测站洪水水位流量过程、洪水组成、洪量、洪水传播时间与宣泄速度等方面,对2017年洪水与2019年洪水的暴雨洪水特征进行了对比分析。2017年洪水,湘潭站上游的衡山、衡阳、冷水滩站水位过程与流量过程对应呈双峰形状,而湘潭站水位过程没有出现双峰;2019年洪水,湘江干流上下游站点的水位过程与流量过程基本对应,均呈双峰形状; 2017年洪水宣泄慢,2019年洪水宣泄极快。2017年洪水与2019年洪水流量过程与水位过程起伏不对应、洪水宣泄速度的差异主要是由于洞庭湖水位顶托因素影响导致。

    • 刁江流域偏枯态水质安全风险分析

      2021, 41(2).

      摘要 (678) HTML (0) PDF 1.55 M (476) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现刁江流域水质水量同步监测,收集了从2018年非汛期至2019年汛期共14个地市的降水量、3个水文测站的逐时水位和流量、9个水质监测断面的实验检测成果等数据,借鉴美国环保署健康风险评价方法,对砷、镉、铅、铁、锰、铜、锌、汞共8种采、选、冶矿作业特征污染物的化学致癌风险指数和毒害风险指数等有关风险指标进行评价分析。结果表明,刁江流域偏枯态水质安全的最大风险隐患为上游的砷,其最高极值浓度超标了0.624倍。因此,必须进一步加强对刁江上游沿岸矿产加工业的监管,以降低刁江偏枯态水安全风险。

    • 晋城矿区不同类型老空水水质特征及演化机理

      2021, 41(2).

      摘要 (695) HTML (0) PDF 765.33 K (578) 评论 (0) 收藏

      摘要:为分析不同类型老空水水质特征及开发利用潜力,采用统计分析、水质模糊综合评价、水文地球化学模拟等方法,针对晋东煤炭基地晋城矿区二叠系山西组3号煤层、石炭系太原组9号和15号煤层开采所形成的老空水水质特征及演化过程进行对比分析研究。结果表明:(1)二叠系山西组3号老空水水化学类型为HCO3型和HCO3·SO4型,石炭系太原组9号老空水为HCO3·SO4型和SO4·HCO3型水,石炭系太原组15号老空水为SO4型水。(2)二叠系山西组3号老空水Ⅱ、Ⅲ类水占比达75%,具有一定供水意义;而石炭系太原组9号老空水Ⅳ、Ⅴ类水占比为60%,超标组分较多,开发利用潜力不大;15号老空水均为劣Ⅴ类老空水,无开发利用意义,且需加以防治。(3)劣质老空水的形成与环境开放程度和煤系地层黄铁矿的含量密切相关,所处环境越开放,黄铁矿含量越大,老空水水质越差。所处环境封闭时,老空水水质仅与补给水源的水质有关,与黄铁矿含量大小基本无关。研究成果可为矿区老空水的开发利用及综合防治提供科学依据。

    • 祖厉河流域水沙演变规律及其成因分析

      2021, 41(2).

      摘要 (659) HTML (0) PDF 1.79 M (513) 评论 (0) 收藏

      摘要:应用祖厉河流域1956~2016年实测水文资料,采用水文统计法、差积曲线法、突变检验法等方法,分析了流域水沙时空分布规律及水沙关系。结果表明:祖厉河流域年降水量、年径流深从上游向下游减小;支流关川河巉口以上年输沙模数相对较小,中游会宁-郭城驿最大。4个代表站历年降水量、径流量、输沙量均呈显著减少趋势,降水量年内分配主要集中在5~9月,径流量和输沙量主要集中在6~9月;水沙变化的突变年份为1999年,基准期1956~1999到措施期2000~2016年多年平均年径流量和输沙量分别减少了39.6%、72.9%。流域降水量年均减少0.53~1.23mm,气温年均升高0.029~0.042℃/a,植被覆盖度年均增加0.85 %/a,降水减少、水土保持措施面积增加和植被覆盖度大幅提高是流域水沙持续减少的主要原因。

    • >技术应用
    • 基于微纳气泡示踪的拖曳法ADCP流速测试

      2021, 41(2).

      摘要 (623) HTML (0) PDF 1.31 M (472) 评论 (0) 收藏

      摘要:ADCP设备在水文领域保有量大、应用广,但如何对其进行量值溯源,确保现场测量数据准确可靠是用户非常关注的问题。分析声学多普勒剖面流速仪(ADCP)的测试现状,阐述ADCP的6个测试参数,分析出流速测试是核心;利用微纳气泡作为示踪粒子,尝试解决静止水体无反射粒子的问题,为ADCP流速测试提供有力支撑;以TRDI的WHR600-1型ADCP为例,说明ADCP流速测试过程和试验数据处理方法。得出微纳米气泡是ADCP拖曳水槽水跟踪测试较好的示踪物质,进而实现ADCP水跟踪流速测试。为拖曳水槽ADCP测试改造建设提供技术思路,并给出实验室测试建议。

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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