《水文》杂志(双月刊)创刊于1956年,是由水利部主管、水利部信息中心(水利部水文水资源监测预报中心)主办,国内外公开发行的我国水文水资源专业学术性科技期刊,是全国中文核心期刊、中国科技核心期刊、中国科学引文数据库来源期刊、中国学术期刊综合评价数据库来源期刊、《中国学术期刊(光盘版)》全文收录期刊、中国期刊网和“万方数据--数字化期刊群”入网期刊。
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2024,44(1):1-8, DOI:
Abstract:
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2024,44(1):9-16, DOI:
Abstract:
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2024,44(1):17-25, DOI:
Abstract:
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2024,44(1):37-43, DOI:
Abstract:
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2024,44(1):44-49, DOI:
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2024,44(1):50-56, DOI:
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2024,44(1):57-62, DOI:
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2024,44(1):63-69, DOI:
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2024,44(1):70-76, DOI:
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2024,44(1):77-83, DOI:
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2024,44(1):84-89, DOI:
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2024,44(1):90-95, DOI:
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2024,44(1):96-103, DOI:
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2024,44(1):104-111, DOI:
Abstract:
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2024,44(1):112-118, DOI:
Abstract:
2024年第44卷第1期
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具有时滞效应的air2stream河流水温模型及应用研究
Abstract:
高精度河流水温模型对于深入了解水温的时空变化特征和河流生态修复具有重要意义。基于数据驱动的air2stream模型在保证预测精度的同时,避免了计算的复杂性,已成为河流水温模拟常用的模型。由于水的热惯性及水文条件等的影响,河流水温变化往往显著滞后于气温变化,而air2stream原模型并未考虑滞后效应,导致该模型在流量未知情况下实际精度偏低。为解决该问题,采用气温-水温皮尔逊相关系数计算时滞天数,构建具有时滞的air2stream新模型,进一步根据长江中下游地区两个监测站的多年实测数据验证新模型的有效性和稳定性。结果表明:新模型在不引进额外观测数据的条件下具有更高精度且性能更稳定。相比原模型,在两个监测站新模型的均方根误差分别降低约4.29%和5.85%。新模型具有精度高、水文要素需求少的特点,可为长江中下游的水环境影响评价和生态保护提供依据。
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山区县域洪水预测研究——以阳朔县为例
Abstract:
山区县域的洪水灾害是我国防洪减灾体系中的薄弱环节。为提升洪水预测的准确性,以桂林阳朔县为例,基于HEC-HMS和InfoWorks ICM模拟平台,构建田家河流域的水文水动力模型。利用2017-2022年间多场洪水数据对模型进行率定和验证。在此基础上,根据田家河与漓江的洪峰遭遇,预测12种不同洪水频率组合的情景工况,并对每种情景下的淹没耕地面积、村庄数量、旧城区淹没面积以及新城区淹没面积进行统计和分析。研究结果表明:(1)遇龙河沿岸受灾情况受其上游暴雨洪水的影响,田家河流域洪水频率PTJH=50a时,淹没耕地面积将超过8.15km2,沿途受影响村庄超过27个;(2)旧城区主要受漓江过境洪水的影响,漓江洪水频率PLJ=20a时,漓江水位漫堤行洪,西街将处于1~2m的水深之中;(3)新城区对田家河流域及漓江洪水都表现出较高的敏感性,当洪水等级超过PTJH=10a且PLJ=20a或者PTJH=20a且PLJ=10a时,新城区将会遭遇较严重的洪灾。研究结果可为山区县域洪水预测提供参考。
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1961—2020年黄河源区降水时空变化特征研究
Abstract:
基于1961—2020年黄河源区16个雨量站点的逐日降水资料,应用线性趋势法、Mann-Kendall(MK)检验、滑动t检验、Pettitt检验、小波分析、经验正交分解(EOF)方法对黄河源区年降水、季节降水、汛期降水的变化趋势及时空分布特征进行分析。结果表明:(1)黄河源区年降水以10.0mm/10a的趋势显著增加;除冬季呈不明显的减少趋势外,春季、夏季、秋季和汛期降水同样呈增加趋势。(2)黄河源区降水除春季无明显突变外,全年、夏季、秋季、冬季和汛期的对应突变年份分别为2015年、1998年、2018年、2016年和2019年。(3)黄河源区年降水存在3~7a、6~12a、9~13a和16~24a的变化周期,第一、第二主周期为19a和11a,两种主周期都经历了3次 “丰—枯”变化;年降水存在2种模态,4种降水表现类型,2种模态的年份数为35a和13a。研究成果可为黄河源区防汛抗旱及上游水库群水资源调度提供参考。
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乌梁素海浮游植物群落特征及湖区富营养状态研究
Abstract:
乌梁素海是黄河流域最大的湖泊湿地,是重要的天然水生态屏障。为摸清乌梁素海浮游植物群落结构、水体富营养状态及环境因子的影响,于2022年7月和9月在乌梁素海湖区设置3个采样点,对浮游植物和水环境指标进行调查监测,并对湖区营养状态和影响浮游植物的环境因子进行分析研究。结果显示:(1)两次调查共鉴定浮游藻类8门108种(属),绿藻和硅藻在种类上占主要优势。共筛选优势种7种,丰度的主要贡献物种为蓝藻门,其中伪鱼腥藻和环离鞘丝藻是绝对优势种。(2)Shannon-Wiener多样性指数均值为2.15,湖心水体污染程度高于湖区的南部和北部。(3)营养状态为轻度富营养~中度富营养。(4)浮游植物丰度受电导率、总磷和溶解氧影响,建议重点对总磷加强监测,并采取有针对性的措施进一步改善乌梁素海生态状况。研究成果可为乌梁素海水生态保护治理提供参考。
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考虑暴雨径流的生态环境非点源污染负荷定量控制研究 ——以柴达木盆地东区都兰县为例
Abstract:
提出考虑暴雨径流的生态环境非点源污染负荷定量控制模型。根据污染源的正向指标对非点源污染负荷削减空间进行优化分配,建立污染负荷控制目标模型,采用遗传算法对模型求解,得到最优污染负荷定量控制方案。以柴达木盆地东区都兰县为试验对象,对所提方法的控制性能进行测试。污染负荷控制前和控制后的对比实验结果表明:污染物平均浓度由0.035mg/L下降至0.012mg/L,平均削减率65.7%;峰值浓度由0.078mg/L下降至0.018mg/L,最大削减率88.2%。研究成果可为柴达木盆地水资源高效利用、水生态保护以及区域水资源规划利用提供理论依据,为区域生态环境治理工程提供数据支撑。
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最优尺度变换—层次分析法视角下城市内涝风险评估
Abstract:
摘 要:在城市暴雨内涝频发的背景下,本文以辽宁省阜新市主城区为研究对象,利用无人机采集高精度正射影像和DEM,结合城市排水管网数据建立InfoWorks ICM的耦合水动力模型,对城市内涝进行模拟研究和精度验证。通过对城市内涝灾害系统的三个组成部分——致灾因子、孕灾环境和承灾体的分析,对其指标因子进行最优尺度变换(CATREG)和层次分析法分析(AHP),建立内涝风险评估模型。利用情景模拟结果和指标体系技术建立了城市内涝风险评估模型,并利用GIS空间分析技术绘制直观的风险评估图,多角度解释阜新市主城区内涝原因并提出建议,研究结果也可为其他城市内涝防治提供借鉴。
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浦阳江流域感潮河段洪水预报研究
Abstract:
浦阳江流域中上游属感潮河段,易受下游洪水顶托影响,导致预报站水位流量关系不稳定,给洪水预报作业带来难度。以诸暨站以上流域范围为研究对象,选用1990—2021年间具有代表性的20场洪水,建立三水源新安江模型,对诸暨站流量进行预报;基于BP神经网络优良的非线性映射能力,建立以湄池水位、时段降雨量、安华水库下泄流量、诸暨站预报流量等为输入因子的诸暨站水位预报模型,以探究该模型在诸暨洪峰水位预报中的适用性。结果证明2019—2021年的场次洪峰水位预报效果较优,场次水位相对误差均保持在2.5%以内。
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变化环境下珠江河口区复合洪水事件遭遇分析
Abstract:
受全球气候持续变暖影响,沿海城市受到上游洪水、热带气旋、天文潮等海陆要素联合驱动引发的复合洪水事件频发,严重威胁该地区人民生命财产安全。本文基于1986—2018年间影响珠江河口区的135场台风为统计样本,采用 Mann-Kendall 检验法和 Pettitt 检验法分析复合洪水事件的发生趋势和变化情况,并通过Vine Copula拟合了复合洪水事件潮位、风速、流量三变量的联合分布函数,采用Copula似然比检验法对联合分布函数相关结构进行变点检验,研究结果表明:考虑Vine Copula函数突变的情况下三个变量间的相关性增强,能更好地反映各个变量间随事件变化的相依关系,提高了复合洪水事件重现期评估的准确性。近三十年来热带气旋数量呈现出下降趋势,而风速则呈现显著增强的趋势且风速在2002年发生突变,即热带气旋事件呈现“出现次数下降、等级增强”的特性。在变化环境下“天鸽”“山竹”等极端复合洪水事件联合重现期计算结果相比传统固定参数的Copula重现期计算结果小,即未来极端复合洪水事件发生概率在增大。
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近十年黄河流域地表水面积时空变化与影响因素分析
Abstract:
利用遥感技术研究多年来黄河流域地表水体的时空变化情况,对流域生态文明建设和高质量发展具有重要的现实意义。本文基于Google Earth Engine获取Landsat-8卫星影像,采用随机森林分类法批量生产得到2013—2022年各季度地表水数据集。从时间尺度、空间尺度动态监测黄河流域地表水面积季节性变化趋势与特征,同时探讨了黄河流域地表水面积变化的影响因素。研究表明:近十年黄河流域地表水面积在时间尺度上呈现出缓慢增加的趋势,且存在明显的季节性差异。在空间尺度上呈现出“中部少,四周多”的分布特征。上游区域受气候与人类活动等多重因素影响,地表水面积变化与气候因素相关性相对较小;中下游区域地表水面积与降水量、地表温度均呈正相关。
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蒙阴流域日径流模拟多模型比较研究
Abstract:
选择MARRMoT建模工具箱中16个集总式水文模型对湿润半湿润的蒙阴流域进行日径流模拟,对比分析不同模型在该流域的适用性。使用Nelder-Mead单纯形搜索法确定模型参数,选取确定性系数、Kling-Gupta效率系数和洪量相对误差指标评定模型精度;根据模拟精度对模型适用性进行排序,综合考虑模型结构和参数个数,对模拟精度的影响因素进行分析。结果表明,新安江模型和GR4J模型的精度最优,SMAR和HBV模型次之;模型结构是影响模拟精度的重要因素,模型参数个数影响不大,复杂的模型并不意味着更好的模拟结果。研究可为湿润半湿润流域水文模型的选择及应用提供参考。
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湿润地区暴雨特征对城市化响应研究
Abstract:
人类活动使得暴雨发生频率和强度增加,暴雨特征发生显著改变。厘清城市化对暴雨特征的影响对城市防洪减灾具有重要意义。本研究以中国广东省广州市为例,利用处于不同行政区的11个雨量站点在2006—2019年期间收集到的逐15分降水数据,识别场次暴雨,从暴雨雨量、日数、雨强、次数、雨型、雨峰占比和雨峰系数7个方面,分析湿润地区暴雨特征对城市化的响应表现。结果表明:(1)城市化率较高区的暴雨雨量、日数、强度和次数均高于城市化率较低区,暴雨次数在时序变异性上则相反;(2)城市化对暴雨雨型无显著性影响,广州市各区雨型占比差异不大,且暴雨大多为单峰型,占比约63%;(3)暴雨雨峰占比对城市化响应不明显,其与降雨历时呈负相关关系,短历时暴雨特征由峰值雨量主导,而长历时和超长历时的暴雨事件中持续时间是雨量变化的主要因素;(4)广州短历时和超长历时暴雨雨峰系数受城市化影响显著,城市化率较高区明显高于城市化率较低区,此外,广州暴雨雨型大多为前期集中型单峰暴雨,但城市化率较高区的超长历时暴雨大多偏后期集中型,需要特别注意。
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“多碰头”复合灾害遭遇组合概率及重现期计算方法研究
Abstract:
为揭示变化环境下 “多碰头”复合水文地质灾害的风险规律,采用二维Copula联合概率函数,构建具有“藤状”结构的复合灾害遭遇组合概率分布模型,对模型进行精确拟合,选用log-lik、AIC、BIC三种拟合优度检验方法进行优选。针对不同灾害发生情景,计算复合灾害遭遇组合的联合累积概率及肯德尔联合重现期。以粤港澳大湾区佛山站(降雨-滑坡(泥石流)-山洪)以及灯笼山站(台风-风暴潮增水-洪水)复合灾害遭遇组合事件为例,构建三类灾害组合的概率分布模型。结果表明,随着单一灾害情景的极端性增加,复合灾害遭遇组合联合累积概率及重现期相应增大,从而揭示了复合灾害的风险模式。本研究可为预估 “多碰头”复合灾害遭遇组合的风险提供理论支持,对于复合水文地质灾害风险预估有参考意义。
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基于随机森林的黄河源区土壤湿度降尺度研究
Abstract:
土壤湿度作为全球水循环的重要变量,影响大气和地表水分交换。为获取高精度高空间分辨率的土壤湿度数据,本文以黄河源区为研究区域,基于9km空间分辨率的SMAP(soil moisture active passive)遥感地表土壤湿度(SSM)和随机森林模型,结合地表反照率、叶面积指数、归一化植被指数、地表温度、高程、土壤质地数据建立降尺度模型,获取黄河源区1km空间分辨率的地表土壤湿度,分析不同时期(冻期、融期)土壤湿度变化规律及降尺度模型的效果,探讨土壤湿度的空间分布特征。结果表明:降尺度后的土壤湿度数据(1km×1km)在精度上高于SMAP SSM,且相较于站点观测资料,SMAP SSM在冻期高估了地表土壤湿度,在非冻期对土壤湿度高位数表现为低估。此外,在冻期,对划分冻融期的土壤湿度数据应用降尺度模型效果优于不划分冻融期的降尺度效果;而在非冻期,不划分冻融期应用降尺度模型效果更佳。从土壤湿度空间分布上看,SMAP SSM与降尺度结果具有一致性,土壤湿度总体上呈现东高西低的特点。研究结果可为黄河源区土壤湿度时空变化研究提供理论依据,对源区水资源分布规律提供参考。
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基于社会经济指标的城市洪水韧性评估算法:以郑州市黄科苑小区为例
Abstract:
为更好的应对城市超标准洪水,开展城市洪水韧性建设十分必要。构建合理有效的城市洪水韧性评价体系是城市洪水韧性建设的重点和难点。提出一套城市洪水韧性建设评价算法,以郑州市金水区黄科苑小区为例,综合考虑社会经济因素,选取脆弱性人口、车辆、电网三种韧性评价指标开展城市洪水韧性建设评价。结论如下:研究区城市洪水韧性最低点在洪水历时的第32小时;实施城市洪水韧性措施后,在同等强度洪水下城市洪水韧性由原来的0.58提升至0.65,有效提高了城市洪水韧性,也缩短了城市恢复正常功能的进程。该套城市洪水韧性建设评估算法可为量化城市洪水韧性水平提供支撑。
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基于Vine Copula的强风暴雨复合型风险分析
Abstract:
构建了基于D-Vine Copula函数的强风暴雨复合型分布模型,利用北京市十三陵水库流域的实测数据进行敏感性分析及风险评估。结果表明:联合分布对降水量、降水强度、风速和温度4个研究因子的敏感性具有差异性。基于敏感性分析结果,随着降水强度和风速的概率分布值增大,联合概率分布增大,同现概率分布减小,最大联合风险率为24.5%;随着降水强度和降水量的概率分布值增大,联合概率分布增大,同现概率分布减小,最大联合风险率为18.1%;Vine Copula可较好地反映出水文气象因子间的相关关系,降水强度和风速、降水量和降水强度因子组合均对联合分布呈现正相关关系,发生气象灾害时易出现联合响应。该研究为强风暴雨复合型风险的调控等提供了理论与方法支撑。
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贵州省地下水资源量预测方法研究
Abstract:
地下水是最珍贵的自然资源之一,其在人类活动的影响下,开采和利用的规模逐年扩大。因此,地下水资源对于人类社会的可持续发展具有重大意义。对地下水资源量进行科学预测,建立合理可行的地下水资源管理制度,以达到开发与保护并重的目的。目前预测地下水资源量的方法有多种,传统方法有神经网络、数学模型等,而时间序列分析方法与传统方法的结合,衍生出新型的预测模型使得计算的结果更适用于工程实践,以贵州省为例,采用三种方法对研究区域进行地下水资源量预测,基于预测结果可得:LSTM模型方法在该研究区域地下水资源量预测方面表现出更高的精度和适用性,可对该区域的地下水资源规划及开发利用提供一定的参考。
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基于GCM模式的渭河流域未来气象干旱特征分析
Abstract:
研究流域未来气象干旱演变在防旱减灾、水资源合理利用等方面具有重要意义。考虑到影响渭河流域未来气象干旱的多种不确定因素,基于两种代表性浓度路径(RCP4.5、RCP8.5)下全球气候模式(GCMs)的降水变化率,选取前五和后五个GCMs耦合成A、B两种新模式,对应降水增幅、降幅较大的湿润情景和干燥情景,计算其标准降水指数(SPI),预测未来气象干旱变化特征。结果表明:(1)未来流域干旱整体呈减小趋势,其中在2037、2043、2044、2050年左右的突变概率较大。除RCP4.5排放情景下降水量减少导致的干旱增加外,其余情况各区域干旱都将减小;(2)干旱最长持续时间为7~10个月,集中于9月~次年6月;(3)未来全流域发生无明显干旱和轻度干旱的可能性较大,不能排除偶尔发生重度干旱及特旱。研究结果为干旱半干旱地区不同情景下的水资源管理提供参考。
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鄱阳湖流域气象干旱向水文干旱传播的时间特征研究
Abstract:
气象干旱是水文干旱的前兆,认识气象干旱向水文干旱动态传播过程,对制定水文干旱预警具有重要意义。由于干旱传播的物理过程复杂,干旱时空传播方面的认识不足。本研究采用周尺度SPI、SPEI和SSI指数,结合游程理论和贝叶斯网络分析干旱指数的特征和时间变化,探索不同等级干旱事件特征,揭示气象干旱向水文干旱传播的时间规律,结果表明:(1)鄱阳湖流域水文干旱对气象干旱的响应一般在11~15周以内,且气象干旱与水文干旱的相关性在夏秋季高于春冬季;(2)气象干旱之后发生水文干旱所占比例高达80%以上。某一等级的气象干旱发生条件下,最大可能会紧接着发生与气象干旱同等级的水文干旱事件,其次是轻于该气象干旱一个等级的水文干旱事件;(3)气象干旱发展至越高等级的水文干旱,其时间间隔越长;很难发生轻等级气象干旱演变成严重水文干旱;春冬两季干旱传播时间间隔长于夏秋两季。
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黄浦江上游径流量变化与影响分析
Abstract:
近二十年来黄浦江上游来水大幅增加,为定量分析流量变化,主要采用距平分析及P-Ⅲ频率分析等方法,确定水文周期及典型年流量。结果显示:1962-2002年为一个完整的自然水文周期,在此周期内黄浦江上游年均流量为318 m3/s;近二十年黄浦江上游年均流量为623 m3/s,重现期达两百年一遇;来水增多与流域降水并无明显相关性,主要为引江济太等跨流域引调水措施、城市化加强、河道工程和圩区建设等因素所致。水文情态的显著改变,对水文监测、管理、建设等诸多方面产生不容忽视的影响。
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基于GAMLSS的非一致性设计洪水研究——以云南省盘龙河龙潭寨水文站为例
Abstract:
气候变化和人类活动等因素使洪水序列的一致性遭到破坏,因此推求非一致性条件下的设计洪水具有重要的理论和实践价值。以云南省盘龙河龙潭寨水文站为例,采用实测和模拟、预测的降水和洪水数据,基于GAMLSS模型和等可靠度方法计算一致性,以及以时间、降水为协变量的非一致性的设计洪水。结果表明:(1)以降水为协变量的非一致性概率模型好于以时间为协变量的非一致性和一致性的概率模型,其不仅能够模拟洪水序列的趋势,还能够反映洪水的波动变化。(2)龙潭寨水文站的一致性的设计洪水为269~423m3/s,总体大于非一致性的设计洪水(182~432m3/s)。(3)以降水为协变量的设计洪水可能更为合理。研究结果可为洪水灾害防治和水利工程设计等提供参考依据。
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黄河下游典型悬河段地表水-地下水对湿地形成条件影响
Abstract:
对比分析黄河下游径流及河道变迁特征、不同时期地下水流场特征,同时结合遥感解译手段解析了地下水和地表水 对沿黄湿地条件的影响,为该区湿地生态修复提供理论依据。结果表明:(1)黄河下游典型悬河段人工湿地面积增幅较多,自然湿地仍呈萎缩趋势,滩涂湿地破碎度上升,生态环境稳定性较差。(2)地表水流量和水位整体呈现逐年降低的趋势,且河道的游荡摆动依然明显,直接影响了河流滩涂湿地面积及其稳定性。(3)研究区浅层地下水位十余年最大下降5 m、二十余年最大下降9 m。浅层地下水的持续下降导致北岸堤外湿地面积减少;南岸堤外因引黄水和退水侧渗形成新的背河洼地,湿地面积呈增长趋势,生态环境稳定性相对较好。地表水和地下水联通性较好,较低的地下水位将会削弱河道径流的作用,对沿黄湿地整体发展不利。(4)减少地下水的开采,确保引黄水量充足,对黄河大堤外背河洼地部位湿地的发展有利。
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大清河流域城市化与水资源利用关系研究
Abstract:
为探究城市化与水资源利用的相关关系,以雄安新区所在的大清河流域为研究对象,通过建立评价城市化水平和水资源利用水平的指标体系,运用环境与经济发展的协调发展度模型评价大清河流域2001~2021年城市化与水资源两个系统的协调发展度,分析两个系统的变化及其耦合关系的发展情况。结果表明:(1)大清河流域城市化水平呈现线性上升趋势,城市化子系统对整体城市化的重要性排序为:经济城市化>社会城市化>空间城市化>人口城市化;(2)水资源系统整体呈现波动上升趋势,但是受到水资源本底情况影响较大;(3)城市化与水资源两系统之间的协调发展关系从严重失调衰退类发展为优质协调发展类。研究城市化与水资源利用相关关系,可为城市的可持续发展指明方向,为“四水四定”方针提供科学支撑。
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里下河平原区径流模拟及其对极端降水响应分析
Abstract:
平原河网区地势平坦,水系密集交错,产汇流受人类活动影响强烈,水文过程复杂。随着全球变暖,极端降水事件增加,洪涝灾害频繁,探究平原区径流过程模拟及其对极端降水的响应具有重要意义。通过对流域河网合理概化、空间离散等人工干预处理,改进传统河道和子流域提取,运用SWAT模型模拟里下河平原区2013—2020年汛期流量过程,分析不同极端降水情景下径流变化规律。结果表明:SWAT模型在里下河平原区汛期月径流模拟有较好的适用性,阜宁(射)站决定系数R2和纳什效率系数(NSE)均在0.75以上,相对误差|Re|小于5%;不同极端降水情景模拟下,日均径流量变化较大,峰值变化明显,在20a一遇、50a一遇和100a一遇极端降水下,变化率分别为3.4%、10.2%和14.2%,月均径流变化幅度较小且影响时间较短。研究结果可为里下河平原区水资源合理配置、洪涝灾害科学应对提供依据。
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2000-2020年新疆冰湖分布时空特征分析及影响因素分析
Abstract:
冰湖是干旱区水资源系统的重要组成部分,探究新疆冰湖变化监测可以为内陆干旱区气候自然变化过程及冰湖溃决等灾害风险评估提供参考。本文基于Google Earth Engine(GEE)遥感云平台进行监督分类,研究新疆2000-2020年冰湖面积和数量变化情况,并结合温度、降水和冰川进行影响因素分析。结果表明:(1)过去20年新疆冰湖数量和面积均呈增长趋势,截止到2020年新疆冰湖数量4027个,面积208.76km2,其中昆仑山冰湖数量占比22%,天山占比50%,阿尔泰山占比28%。(2)新疆面积小于0.1km2的冰湖数量最多,平均占冰湖总量的54.71%,面积大于0.2km2的冰湖面积占比最大,占总面积的54.07%,新疆冰湖数量分布峰值位于海拔3400m-3600m,面积分布峰值3600m-3800m。(3)研究区冰湖数量和面积与温度和降水均呈不显著相关,与冰川面积呈显著负相关,表明冰川面积是影响冰湖变化的主要因素。
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曹娥江适宜生态流量计算和评价研究
Abstract:
保障河流生态流量对维持河流生态健康状态具有重要意义。通过对曹娥江流域东沙埠和黄泥桥两个控制断面1961—2017年还原径流量资料进行可靠性、代表性和一致性检验,表明还原径流量可视为天然径流量。选取Tennant法、Qp法、频率曲线法、年内展布法、月流量变动法共5种水文学方法分别计算两个控制断面各月适宜生态流量。以准确率、满足率和适宜度为指标综合评价了不同方法在曹娥江流域研究区的适用性,最终推荐月流量变动法作为适宜生态流量的计算方法,最小值分别为14.83 m3/s和2.44 m3/s,最大值分别为46.61 m3/s和6.74 m3/s。该研究为流域水库生态调度提供参考。
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龙羊峡水库蓄丰补枯特征研究
Abstract:
丰(枯)水期末库容(丰(枯)末库容)是确保多年调节水库发挥蓄丰补枯作用的关键要素。为了预设合理的丰(枯)末库容,基于龙羊峡水库历史运行资料,考虑来水量、丰(枯)初库容等影响,采用多元线性回归方法建立调度函数,推求丰(枯)水期的水库增(补)水量,确定龙羊峡水库的丰(枯)末库容。研究表明:(1)龙羊峡水库丰水期增水量距平值与来水量距平值呈显著的正相关关系,R2为0.4162,;枯水期水库补水量距平值与枯初库容距平值呈显著的正相关关系,R2为0.1574;(2)采用调度函数推求龙羊峡水库增补水量具有合理性与可行性;(3)水库期末水位确定规则有助于决策人员制定和优化调度方案。因此,该规则可为龙羊峡水库的调度规则建立提供参考。
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基于BP神经网络的复合单沙模型在西江泥沙监测的应用初探——以梧州水文站为例
Abstract:
梧州水文站河段水流形态、泥沙输移规律复杂,适用的仪器少,实现泥沙自动在线监测是一大难题。通过多元回归和BP神经网络建立单沙模型,研究复合单沙模型在西江黄金水道梧州水文站河段泥沙监测的适用性。结果表明,基于BP神经网络的复合单沙模型推算出的单沙满足规范要求,应用效果较好,可在梧州水文站河段泥沙监测中应用;通过使用浊度自动监测系统进行浊度观测,并利用BP神经网络方法建立单沙与浊度和水位之间的关系来推算单沙,实现含沙量的自动在线监测功能,具有一定应用推广意义。
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基于水文模型的山东半岛典型流域产流模式探讨
Abstract:
为明晰山东半岛半湿润地区流域产流模式,本文以龙角山水库流域为例,利用28场洪水资料,以新安江模型和垂向混合产流模型作为蓄满产流和混合产流的代表,探讨半湿润地区流域产流模式。结果表明:(1)垂向混合产流模型的洪峰流量、峰现时间和径流深三个预报项目的平均合格率,在率定期和验证期为81.7%和91.7%,达到甲级精度,且模拟结果地面径流与壤中流占比大,对洪峰过程的模拟吻合度高。(2)新安江模型所有预报项目的平均合格率,在率定期和验证期分别为73.3%和83.3%,达到乙级精度,其模拟结果地下径流占比大,对退水过程模拟吻合度高。本研究确定了混合产流模式在龙角山水库流域的适用性要优于蓄满产流模式,对明晰山东半岛半湿润地区产流规律具有促进作用。
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基于Budyko假设的洛河流域径流变化归因分析
Abstract:
为探究洛河流域径流演变的主要驱动因子,基于1961—2020年水文、气象和下垫面资料,分析洛河流域水文气象要素变化特征;应用基于Budyko假设的互补法,定量分析了降水、潜在蒸散发和人类活动导致的下垫面改变对径流变化的影响程度,阐明了洛河流域上、中、下游不同地区径流变化的主要影响因素。结果表明:(1)1961—2020年,洛河流域径流呈显著减少趋势,突变年份为1986年;降水与潜在蒸散发减少趋势不明显,气温显著增加;1980年后流域植被覆盖度呈增加趋势,土地利用类型也有不同程度的变化。(2)降水与潜在蒸散发变化对洛河流域径流减少的贡献率分别为25.4 %和-13.9 %。人类活动引起的下垫面变化对径流减少的贡献率为88.5 %。(3)空间上,植被变化是导致流域中上游地区径流锐减的关键因素,水利工程建设和土地利用类型改变是导致下游地区径流锐减的关键因素。研究成果可为认识洛河流域径流变化以及水资源开发利用提供参考。
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河南省南水北调受水区浅层地下水埋深变化分析
Abstract:
南水北调中线工程运行后地下水大量压采,需定量评估河南省受水区地下水埋深的变化特征。利用河南省2000—2020年受水区342口浅层地下水监测井的平均埋深、枯水期最大埋深和丰水期最小埋深年数据,通过空间插值法、水位动态法分析11个地市地下水埋深的变化特征,采用径向基函数神经网络模型计算地下水埋深关键驱动因素的贡献度。同时,统计用水结构中地下水的占比进行分析论证。结果表明:空间上,调水压采的成效主要为埋深4~<8 m向0~<4 m转换,集中在淮河流域中南部和长江流域埋深较小的区域。时间上,调水后受水区地下水埋深恢复情况丰水期最小埋深>平均埋深>枯水期最大埋深,同时郑州等7个地市的三个地下水埋深指标均得到恢复。影响因素上,相较降水量,地下水开采量对地下水埋深的影响更大。用水结构上,用水总量及四个分类中地下水占比在调水后显著下降。
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开都河流域冰川面积变化及其消融季冰川融水对径流的贡献
陈红波, 王统霞, 安杰, 吴国洋, 宋昱锋, 罗鑫, 黄森
Abstract:
全球变暖背景下冰川及冰川水资源的可能变化对径流的影响,是水文领域持续关注的重点内容。本文通过分析开都河流域冰川面积及其融水变化趋势,量化评估冰川融水对径流的贡献情况,探究冰川-径流-气候之间的相互关系。结果表明:开都河流域冰川面积占比小,平均覆盖度约为1.55%,小规模冰川条数较多,约有78.17%分布在小于0.5 km2的规模上,整体呈现衰退趋势。2009-2018年冰川面积减少了3.69%,冰川条数减少了1.33%。2014-2021年流域径流、冰川融水、降水均呈先增加后减少的变化趋势,其中夏季流量高达15.48×108m3,约为其它季节径流量的2倍以上,消融季冰川融水约为9.96×108m3,其对径流的平均贡献率达54.3%,是径流的重要组成部分。流域降水与径流的相关性远高于温度与其的相关性,对径流的影响非常显著。
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信阳市水资源时空变化特征研究
Abstract:
采用线性回归、滑动T检验、Mann-Kendall检验法和Morlet小波分析法对信阳市1956—2020年降水量、地表水、地下水以及水资源总量的趋势性、突变性以及周期性进行分析。结果表明:(1)1956—2020年信阳市降水量、地下水、地表水、水资源总量总体呈不显著的减少趋势,但突变性和周期性有所差异;降水量在1970年和2017年发生突变,地表水和水资源总量突变点发生在2014年,三者的主导周期均为9a和23a;地下水未发生显著突变,主导周期为15~16a。(2)预计地表水的丰水期会持续到2028年左右;地下水的枯水期持续到2024年后会迎来8年左右的丰水期。(3)降水量呈自南向北递减的空间分布;水资源总量和地表水资源量则均呈现由西向东递增的空间分布特征;地下水资源量呈现由南部向北部递增的趋势。(4)地表水以及水资源总量受降水量的影响显著,地下水与降水量的相关系数最小,分析表明研究区地下水资源量稳定性强。研究结果可为信阳水资源合理配置以及可持续利用提供参考依据。
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190445
Abstract:
在高强度人类活动对地球系统产生全方位深刻影响下,干旱灾害已经不再是严格意义上的自 然灾害,而成为自然-人为复合灾害。人类活动通过改变大气成分(主要通过温室气体排放)引起全球或 区域性水循环过程的变化,导致气象干旱时空特性变化,从而间接影响到水文干旱的形成发展;通过改 变河流蓄存状态与水力联系(主要通过蓄、引、提、调水工程)以及用水特性变化,改变河流与地下水系 统调蓄功能与产汇流过程,从而直接影响到气象干旱向水文干旱的传递过程以及水文干旱的发展过 程。考虑自然和社会水循环之间复杂的相互作用过程,揭示人类活动对干旱形成与发展的影响是干旱 研究的重要发展方向。
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2020,40(4), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190070
Abstract:
基于半分布式水文模型的山丘区小流域防灾对象的雨量预警指标计算方法,首先采用NAM建立小流域半分布式水文模型,结合场次暴雨洪水数据分别对模型进行率定;根据沿河居民户与河道的空间分布信息,建立洪水水面线-沿线居民户高程判定模型,定位防洪能力最薄弱的居民户,确定成灾水位,以水位流量反推法推算防灾对象的成灾流量;采用模型试算法计算临界雨量。以南高而、柳埠东两个小流域为应用实例计算其临界雨量,并采用1995~2014年的75场降雨为验证数据系列,将计算的雨量预警指标与实际灾情对应的雨量记录进行对比验证。结果表明:该方法计算的临界雨量准确率在80%以上,能较好地应用于山洪灾害预警。
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2021,41(6), DOI:
Abstract:
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190344
Abstract:
中小河流洪水预报是当前国际水文科学中亟待研究的重大科学问题之一。由于中小河流存在分布广、降水及下垫面空间异致性强、产汇流时间短、突发性强、水文资料欠缺等特点,因此预报精度较低,预见期短,预报难度大。目前国内外学者对中小河流洪水预报开展了一定的研究,主要集中在中小河流洪水形成机理、洪水预报模型、缺资料中小河流水文模型参数确定方法、洪水预报耦合降水预报等方面。对中小河流洪水预报相关研究进展和存在的问题进行了总结,并指出未来在多源信息高效融合、精细化洪水模拟、高精度降水预报等方面还应进行更深入的研究。
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2022,42(4), DOI:
Abstract:
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2020,40(5), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20200048
Abstract:
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。
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2021,41(1), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190431
Abstract:
综合应用多种方法,评估了土地利用与气候变化对密云水库来水量变化的影响。应用Mann-Kendall全时段趋势检验方法检验不同时段降水与径流的变化趋势;结合水文收支平衡方法分析气候与土地利用变化对流域径流的影响;利用双累积曲线方法检测了流域降水-径流关系的突变点,并探讨其原因。结果表明,1960~2016年,密云水库来水量整体呈显著的减少趋势;1980s以后,土地利用变化、人类活动用水量剧增是引起径流减少的重要因素,其中土地利用变化导致蒸散发减少,对径流变化的贡献率达60%。
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2021,41(6), DOI:
Abstract:
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2021,41(3), DOI:
Abstract:
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2020,40(2), DOI:
Abstract:
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2020,40(4), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190052
Abstract:
进入 21 世纪以来,长江干流上游水库群运行和鄱阳湖区采砂等人类活动对鄱阳湖与长江之间水沙交换过程产生了重要影响,加速了江湖关系演变。 主要采用 Mann-Kendall 趋势检验法和其他统计分析法,分析了近 50 年来鄱阳湖水位变化阶段性和趋势性特征,并探讨了长江干流上游水库群调节和湖区采砂活动对鄱阳湖水位变化的影响机制。 结果显示院2000~2014 年鄱阳湖水位分阶段降低,2006~2014 年水位降至最低,比 2000 年前低了 1.08m。 2000 年之后,鄱阳湖全年、汛期和枯季平均水位都有减少趋势,特别是 10 月份平均水位有非常显著的减少趋势;不同季节主湖区与入江水道水位变化趋势不一致。 长江干流上游水库群调节对鄱阳湖水位影响存在时空差异,水库群蓄水期加剧了鄱阳湖水位下降的幅度。人工采砂活动对鄱阳湖水位的影响在枯季尤其是冬季影响更明显。合理调度长江干流上游水库群及湖区采砂活动对维护鄱阳湖和长江关系的健康维持具有重要意义。
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20180443
Abstract:
珠江三角洲冲积平原河网密布,河道及河流的形态和演变影响着人们生活习性与经济发展水平,由于经济社会高速发展下的剧烈人类活动,以及气候、降水等自然环境的变化,导致河床演变加剧。对近 60 年的水文监测成果分析,发现自 1990 年代中期以来的河床演变,导致多种水文要素发生调整,给堤围险段、供水安全和水资源管理带来安全隐患,变化环境下的河流情势改变,是对当下水文工作的新挑战。
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2021,41(1), DOI:
Abstract:
太湖流域快速城镇化、水利工程建设等人类活动对流域水文过程产生了较大影响。基于1981~2018年太湖流域日降雨、太湖水位实测资料,分析了流域降雨与太湖水位涨幅关系,旨在揭示变化环境下该地区降雨与水位关系的变化特征及可能的驱动因素。研究表明,2000年以来太湖水位抬高趋势明显,但同等时段降雨量条件下对应的太湖水位涨幅有所下降,且降雨量越大,太湖水位涨幅减小的越明显;流域各时段降雨与太湖水位涨幅相关关系约0.9,流域10天雨强每增加50mm,太湖水位涨幅约16cm。该研究成果可为太湖水位的中长期预报,尤其是对入汛前、入梅前等关键时间节点的太湖水位调控、雨洪资源利用等流域管理工作提供参考。
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2020,40(3), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852.20190032
Abstract:
西南盆地边缘红层地区用水困难,通过研究重庆綦江地区岩性、地貌、构造、地下水流量等,总结了綦江红层区水文地质特征及地下水富集规律。研究区地层岩性以砂泥岩为主,地下水分为红层风化带裂隙水、红层承压水和红层基岩裂隙水三类,其中红层承压水富水性相对较好。研究区地下水根据不同的供水目标划分为水量丰富、水量中等、水量贫乏、水量较贫乏和水量极贫乏 5 区。总结了不同富水区的水文地质特点。
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2020,40(5), DOI: 10.19797/j.cnki.1000-0852. 20190128
Abstract:
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。