南水北调与水利科技(中英文)
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    2021,19(3):417-426, DOI:
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    基于丹江口水库1956—2016年逐月平均流量资料,采用数理统计手段分析丹江口水库年径流量的周期性和趋势性;从百项气候系统指数集和太阳黑子数中筛选出预测因子,构建月平均流量与预测因子间的多元线性回归模型和随机森林模型,实现丹江口水库月径流预测。结果表明,丹江口水库年径流量呈显著的减小趋势,并伴随有6~8a、18~21a两类尺度的周期振荡特性;以2017年逐月平均流量为例,随机森林模型和多元线性回归模型的预报合格率分别为83.3%、75.0%,预报精度均较好,且随机森林模型的预测精度优于多元线性回归模型,可用于丹江口水库月径流预测。
    2021,19(3):427-436,445, DOI:
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    以趵突泉泉域为例,采用水量均衡法和数值法两种方法,对两种典型边界条件下的水均衡进行计算,结果表明:在对断裂 分水岭边界确定的趵突泉泉域进行数值模拟时,需要充分考虑地表水与地下水之间密切的水力联系以及两者之间的转化关系,对降水入渗补给量进行合理折算,提高水均衡计算的准确性。水量均衡法结果表明断裂边界泉域与断裂 分水岭边界泉域的均衡差分别为3626.0万m3/a和3061.4万m3/a;而利用数值法,均衡差分别为4467.1万m3/a和3699.6万m3/a。研究结果为趵突泉泉域水资源评价工作提供了科学依据。
    2021,19(3):437-445, DOI:
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    针对水资源-能源-粮食耦合系统和谐可持续发展问题,筛选水资源、能源、粮食系统相关指标,并将模糊多属性决策方法与和谐量化方法相结合,[JP]提出基于和谐量化模型的水资源 能源 粮食耦合系统评价指标体系。以河南省2011—2018年水资源[KG-*2]–[KG-*4]能源[KG-*2]–[KG-*4]粮食耦合系统发展水平及其和谐程度为依据,分析各子系统与三者耦合系统的时空变化特征。结果表明:8年间全省水资源 能源 粮食耦合系统和谐程度逐年提高;各子系统发展特征不同,但均呈现上升趋势,水资源子系统和谐度提升幅度最大,粮食子系统次之,能源子系统最小;水资源子系统和谐度波动上升,粮食子系统发展水平较高且表现稳定,能源子系统发展存在波动且稳定性较差。基于模糊多属性决策的和谐量化方法不仅能够解决指标量化中的不确定性问题,而且通过耦合系统和谐评价结果,为水资源、能源、粮食综合管理提供依据。
    2021,19(3):446-458, DOI:
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    基于山美水库流域1991—2010的实测气象数据,选取CMIP5中2个气候模式(HadGEM2-ES、NoerESM1-M)和2种典型浓度路径(RCP4.5、RCP8.5),对21世纪近期(2031—2050年)、中期(2051—2070年)、远期(2071—2090年)3个时期的日降水、气温数据进行统计降尺度处理;在此基础上,利用SWAT模型对山美[JP+1]水库流域基准期和未来3个时期的蓝水、绿水资源的时空分布特征进行模拟,评估流域未来60年气候变化对蓝绿水资源的影响。结果表明:山美水库流域未来60年预估年均降水量变化幅度为-0.43%~7.16%,平均气温增加约1.72~5.43 ℃,相较基准期,未来2个气候模式在2种RCP浓度路径下的蓝水资源量约减少12.81%~[JP]35.28%,绿水资源量上升约28.45%~36.12%;不同气候情景下流域蓝水、绿水资源变化率呈现出一定的相似性,上游地区均大于下游地区;降雨是蓝水资源时空分布的关键,[JP]而农用地分布则直接影响绿水资源的空间分异特征。
    2021,19(3):459-468, DOI:
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    为探究获取高精度土壤湿度变化数据的新方法,选取2005年1月至2012年12月为研究时段,利用GRACE重力卫星反演降尺度得到的空间分辨率为025°×025°的陆地水储量变化数据和GLDAS NOAH陆面模式模拟的地表径流、积雪深以及实测地下水位等数据,基于水量平衡原理估算东部季风区6个主要流域的土壤湿度变化数据,反演深度范围可达0~200 mm。从时空相关性、均方根误差、[JP2]趋势度等方面,与AMSR E、ERA Interim、MERRA2、ASCAT、GLDAS NOAH、GLDAS Mosaic、GLDAS Catchment共7种土壤湿度产品进行对比验证。结果表明:估算的土壤湿度变化数据优势明显,在珠江流域表现最好,与上述产品的皮尔逊相关系数分别为070、079、086、085、081、050和051;与MERRA2、ASCAT、GLDAS Catchment的单变量Moran′s I较为相近,分别为067、080和074,且与其他产品的均方根误差均较小,大部分控制在025~030;各种产品的土壤湿度变化在黄河流域表现一致性较差,皮尔逊相关系数均在041以下,变化趋势也不尽相同。
    2021,19(3):469-476, DOI:
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    针对大渡河流域地形复杂,高差悬殊,气候垂直差异大等特点,构建基于四层嵌套网格的大渡河流域WRF模型:采用四维变分(4DVar)和集合卡曼滤波(EnKF)混合同化技术降低初始场误差,根据统计最优组合方法确定年内不同时期WRF模式参数方案集。将WRF输出作为预见期内新安江模型的输入,构建大渡河流域WRF 新安江来水预报模型。选择2010—2017年汛期的20场、非汛期10场来水过程进行应用研究,结果表明:在预见期延长7 d的情况下,所建模型仍能够保证较高的预报精度。研究成果可为大渡河流域水力发电和防汛决策提供技术支撑,也可为同类研究提供借鉴。
    2021,19(3):477-486,495, DOI:
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    通过构建用水效率引力模型并结合ArcGIS空间相关分析技术,揭示区域用水效率及其关联强度的时空演变特征,进一步采用多元回归分析方法辨识用水效率关联度潜力的主要影响因素,并以广东省2004—2018年21个地级市的面板数据为例进行计算与分析。结果表明:广东省万元GDP用水量与农田灌溉亩均用水量存在较强的空间相关性,珠三角为用水效率高值区,粤北与东西两翼为用水效率低值区;全省用水效率关联度随时间推移呈增强趋势,珠三角用水效率引力值最强,粤东次之,粤北与粤西较弱;研究与试验发展经费对用水效率关联度潜力的影响更为持久,为主要驱动因素。主要从充分发挥珠三角用水效率高值区联动效应和加大水利科技创新投入等方面提出对策建议,可为区域用水效率的空间均衡提供理论依据与参考。
    2021,19(3):487-495, DOI:
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    根据沙颍河流域河南段情况确定各地市水资源可利用量,基于数列的匹配度计算方法,对流域内10个地市2014—2018年水资源利用量与经济发展关系进行研究,分析各地市用水量、水资源可利用量与GDP关联程度。结果表明:由于气候条件等因素差异,水资源可利用量差距较大,其中漯河市和周口市单位面积水资源可利用量较多;在研究年限内,各地市水资源可利用量与用水量匹配情况差异较大;在时间维度上,各地市用水量与GDP匹配程度较好,而在空间维度上,开封市匹配情况最差,漯河等城市较好;各地市水资源可利用量与GDP匹配情况存在明显的时空差异。
    2021,19(3):496-510, DOI:
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    In order to explore the climate change in the Dawen River basin,based on the data of six weather stations in the Dawen River basin from 1966 to 2017,Mann Kendall test and wavelet analysis were used to study the temperature and precipitation trends,mutations and cycles in the region.In addition,based on the three scenarios of RCP2.6,RCP4.5,and RCP8.5 under the CanESM2 model,SDSM was used to compare and analyze the future climate change of the Dawen River basin.The results revealed that:the annual mean temperature of the Dawen River basin had increased significantly since 1966 (p<0.01);in different scenarios,the spatial distribution of the projected maximum temperature,minimum temperature and precipitation will hardly change compared with that in history;the temperature and precipitation in the Dawen River basin will generally increase in the future.The rising trend of maximum and minimum temperature under the three scenarios is in the EP
    2021,19(3):511-519, DOI:
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    基于黄河流域1979—2018年的ERA Interim再分析气候与水文数据,以及CMIP5中10个气候模式下3种典型排放情景(RCP2.6、RCP4.5、RCP8.5)的全球气候变化数据,采用离散数据的处理方法,建立黄河流域贝叶斯网络模型,推断黄河流域近40余年来气候要素对径流的影响概率,预测黄河流域未来径流量。结果表明:1979—2018年黄河天然径流量呈减小趋势,基于贝叶斯网络分区间概率预测预报的径流量也呈减小趋势;黄河流域的不同区间(低、中、高)径流量对气候的敏感程度不同,但径流始终与降水相关性最高;在RCP2.6情景下,黄河流域未来20年、60年的径流量为585.50亿、588.57亿m3;在RCP4.5情景下,其值为585.42亿、587.53亿m3;在RCP8.5情景下,其值为593.50亿、585.11亿m3。
    2021,19(3):520-527, DOI:
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    地基全球定位系统(ground-based global positioning system,GPS)水汽探测是对探空的有效补充,利用青藏高原5个典型GPS和探空站点数据,基于姚宜斌模型分析GPS探测大气可降水量(precipitable water vapor,PWV)的精度及影响因素。结果表明:5个GPS站与临近探空站的探测精度相当,均方根误差在2~3 mm,反演结果可以用于分析代表区域的PWV;基于GPS反演PWV,零时刻(UTC0)探测精度优于十二时(UTC12)的值,冬季的探测精度优于夏季,可能受到地面温度和大气可降水量的影响。未来可以结合探空和GPS资料进行水汽反演,为青藏高原水汽条件和降水预报提供数据支撑。
    2021,19(3):528-538, DOI:
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    为研究宁夏干旱时空变化特征,选取1960—2018年宁夏10个国家级气象站点的气象资料,使用标准降水指数(SPI)、干旱频率、干旱强度和气候倾向率等指标进行分析,结果表明:宁夏1960—2018年降雨呈现出逐年减少趋势,而温度呈现出增加趋势;宁夏干旱持续时间长且较为频繁,年尺度干旱均呈现出减少趋势,而季节尺度上,除北部引黄灌区的夏季、中部干旱带和南部山区的夏秋两季以外,其余各研究区各季皆呈增加趋势。明确宁夏的干旱时空变化特征对该区域的旱情评估、预警及制订抗旱减灾对策具有重要意义。
    2021,19(3):539-550, DOI:
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    基于MODIS(moderate resolution image spectroradiometer) NDVI(normalized difference vegetation index)数据、DEM数据、1∶100万中国植被类型图,运用Mann Kendall趋势及突变点检验法对2001—2018年雅鲁藏布江流域不同海拔梯度和植被类型的NDVI进行提取,分别在时间和空间尺度上分析其年际变化并探究流域NDVI变化与植被类型和气候因子的相关性。结果表明:全流域尺度、不同海拔梯度和不同植被类型近18年的NDVI年际变化均呈增长趋势且在2013年之后呈现明显的增长趋势。在空间尺度上, 80%的流域近18年来NDVI呈增长趋势,植被状况得到较好的改善;流域NDVI在海拔小于等于3 500 m时主要受针叶林和阔叶林的影响,大于3 500 m且小于等于5 000 m主要受灌丛、草原及草甸的影响,大于5 000 m受高山植被和草甸影响较大;流域植被的NDVI受降水和气温的影响较大,其中温度的影响略强于降水;气候变化对流域植被的影响具有滞后效应,在该条件下流域植被的NDVI与气候因子的相关系数由大到小为草原、草甸、灌丛、高山植被、针叶林、其他植被、阔叶林。若一种植被类型受气温的影响大于降水,其对气温变化的响应也会更为敏感;反之,若该植被类型受降水的影响大于气温,则会对降水变化的响应更为敏感。
    2021,19(3):551-560, DOI:
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    为探究新疆昌吉市平原区地下水化学特征及质量时空分布规律,采用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、离子比值法、F值评分法和质量比对等方法对昌吉市平原区2016年42组及2011年9组地下水取样点检测数据进行分析。结果表明:昌吉市平原区潜水水化学类型主要有HCO3·SO4-Na·Ca型和HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型,承压水水化学类型主要有HCO3-Na·Ca型和HCO3·SO4-Na·Ca型;研究区潜水水化学成分主要受蒸发浓缩和岩石风化共同作用的影响,承压水水化学成分主要受岩石风化作用的影响。通过2011年与2016年地下水原位点比对发现,潜水取样点中有3组质量不变、3组质量有所改善、2组质量劣化,承压水取样点1组无变化。影响地下水化学特征和质量时空分布的因素主要是自然因素和人为因素。
    2021,19(3):561-571,589, DOI:
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    为揭示准格尔煤田地区地下水循环特征,运用水化学技术、水汽轨迹模型和环境同位素等方法分析不同水体水化学特征、环境同位素特征、大气降水主要来源、地表水及地下水转化关系。结果表明:地表水矿化度低,呈弱碱 偏碱性,水化学类型以HCO3·SO4·Cl-Ca型水为主;地下水整体矿化度低,偏弱碱性,主要以HCO3-Na·Ca型、Cl-Na型、HCO3-Ca·Mg型、HCO3·Cl-Na型水为主;黄河水δ(D)平均值为-79.6‰、δ(18.O)平均值为-10.47‰,第四系地下水δ(D)平均值为-66.25‰、δ(18.O)平均值为-9.1‰,白垩系地下水δ(D)值为-70.6‰、δ(18.O)值为-9.3‰,石炭-二叠系地下水δ(D)平均值为-77.07‰、δ(18.O)平均值为-9.9‰,寒武-奥陶系地下水δ(D)平均值为-7573‰、δ(18.O)平均值为-10.06‰;大气降水受极地气团和季风影响,主要来源为西风带水汽、地表水和地下水水汽蒸发再循环;断层带、褶皱轴部裂隙带为不同含水层间主要导水通道,大气降水和黄河为地下水主要补给来源;高承压水头寒武 奥陶系岩溶裂隙水越流补给第四系松散孔隙水和砂岩裂隙水,第四系松散孔隙水通过地层间不整合接触面裂隙发育带向下补给石炭-二叠系砂岩裂隙水,黄河水对寒武-奥陶系地下水的补给比例受地质构造发育的影响较大。
    2021,19(3):572-580,605, DOI:
    摘要:
    为探明南水北调东线工程山东段输水期硫酸盐污染的来源,对南四湖及其周边河流的水化学基本性质进行测定,并结合硫、氧同位素技术,分析南四湖和其入湖河流的水化学以及硫酸盐质量浓度分布特征,计算南四湖各直接来源的贡献率并示踪南四湖流域硫酸盐的根本来源。研究结果表明:南四湖及其周边入湖河流水化学类型与地下水化学类型不同,南四湖SO42-质量浓度自南向北逐渐增高,甚至南阳湖(NE)达到631.50 mg/L;蒸发岩溶解硫酸盐对南四湖贡献率最大,达52.18%,南阳湖硫酸盐直接来源主要是入湖河流携带,来自江苏的调水对南四湖硫酸盐贡献率仅5.34%;南四湖周边入湖河道硫酸盐来源各有不同,主要是污水和蒸发岩溶解。
    2021,19(3):581-589, DOI:
    摘要:
    以向家坝水电站过机泥沙为研究对象,采用激光粒度仪分析过机泥沙粒径级配的体积百分比,运用多重分形理论对粒径分布的特征规律进行研究。结果表明:过机泥沙粒径具有良好的多重分形特性,结合多重分形理论,粒径分布整体平均上的不均匀大小为D1(B2)>D1(C1)>D1(C2)>D1(A2)>D1(B1)>D1(A1)>D1(D2)>D1(D1);[JP2]存在某一阈值q,使得当q≥5时,最大子集粒径分布的不均匀大小为D≥5(B2)>D≥5(B1)>D≥5(D2)>D≥5(C2)>D≥5(A2)>D≥5(C1)>D≥5(A1)>D≥5(D1),当q≤-7时,最小子集粒径分布的不均匀大小为D≤-7(C1)>D≤-7(B2)>D≤-7(A1)>D≤-7(D1)>D≤-7(C2)>D≤-7(A2)>D≤-7(D2)>D≤-7(B1)(其中A1、B1、C1、D1为左岸机组过机泥沙样品编号,A2、B2、C2、D2为右岸机组过机泥沙样品编号);多重分形奇异谱谱宽Δα应分为最小子集和最大子集奇异谱谱宽Δα1和Δα2分别计算;结合广义维数谱和多重分形奇异谱,关于粒径分布在局部上的不均匀程度,两者的结论是相同的;结合相关性分析,泥沙细化和最大子集分布不均匀大小呈现良好的负相关性,而泥沙细化和最小子集分布不均匀大小无关。
    2021,19(3):590-597, DOI:
    摘要:
    为实现引江济淮工程(安徽段)江水北送段的高效运行,以引江济淮工程江水北送段输水系统为研究对象,采用基于遗传算法构建的梯级泵站扬程优化分配模型,开展串联梯级泵站扬程优化分配研究。分别对设计和非设计工况下江水北送段输水系统的运行方案进行分析计算。计算结果表明:设计工况下优化后分配方案总效率较设计现状方案提高2.86%,说明模型优化后的方案可进一步提高梯级泵站的输水效率,为实现串联泵站输水系统科学、合理调度提供很好的科学支撑。
    2021,19(3):598-605, DOI:
    摘要:
    基于水库实时防洪调度的操作流程,以最大化实时调洪库容为准则,提出腾库预泄段、过渡维持段、削峰蓄洪段、安全消落段、期末消落段等5阶段划分原则;以最大削峰准则为目标,构建各分段优化出库过程的确定方法,形成低调节性能水库防洪优化调度改进分段试算法。以富春江水库为对象,开展改进分段试算法模拟调度并与原分段试算法进行对比,实例结果表明:改进分段试算法与原分段试算法相比优势明显,克服了原方法调洪计算中频繁突破库容、泄流能力上下限的问题,算法稳定性能良好;减少了闸门操作频次,增强了优化调度方案的可操作性;削峰效果更加显著,同等条件下削峰率提升13.3%。
    2021,19(3):606-613,624, DOI:
    摘要:
    针对波浪作用下沙质底床上普遍存在的沙波现象,从沙波尺度角度出发,采用1957—2018年共385组野外实测资料和水槽试验资料进行拟合分析,得到基于近底波浪水质点运动强度的沙波波高、沙波波长计算公式。结果表明:与Ni81规则波、Ni81不规则波、VR89和GK04等4种典型模型对比,新的沙波波高和沙波波长计算公式具有更高的计算精度且表达形式上更具一般性;利用该沙波形态计算公式可改进床面粗糙度的计算方法,当应用于波浪底摩阻系数的求解时计算结果与实测数据较为吻合,即沙波形态对底边界层有效粗糙度的影响显著;新的沙波波高和沙波波长计算公式可较好地应用于波浪底摩阻系数的计算。
    2021,19(3):614-624, DOI:
    摘要:
    针对基于河岸带生态韧性的防洪堤高程优化过程中存在的不确定性问题,建立一个区间混合整数随机鲁棒优化模型(IMISRO)。该模型不仅能够通过防洪堤高程的优化设计来达到调控河岸带应对洪水的生态韧性的目的,还可以处理防洪堤高程优化设计中以概率分布函数和区间值形式存在的包括洪峰水位、经济成本等参数的不确定性。同时,决策者可以通过在模型中设置不同的风险参数对系统稳定性与经济性进行权衡。将所开发的IMISRO模型应用于城市河道两岸的3个规划区域,在不同的洪峰水位及河岸带生态韧性条件下可得出最优的防洪工程设计。该案例验证了模型能够为决策者提供考虑河岸带生态韧性的防洪优化策略,可为气候变化条件下城市防洪堤安全策略的研究提供借鉴。
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      2017,15(2):1-8, DOI:
      摘要:
      南水北调中线工程具有输水线路长、涉及区域广、参与工程多、调水规模大、输水工况多变等特点,给工程的调度、控制和运行管理带来极大困难。工程上技术的难题在于其背后的科学机理性问题并没有完全揭示和解决,包括变化条件下多水源联合多维均衡调控机制、水量水质多过程耦合机理、多物质突发水污染应急调度模式、多闸门联合运用下的明渠水力学响应机理与控制等。为建立一套完备的技术体系来支撑其调度运行,围绕“预报-调度-模拟-控制-评价”这五个关键环节对现有研究进行分类总结;然后,在综述以往研究不足的基础上,对亟需攻关的关键技术进行了详细阐释,涵盖了水源区与受水区预报调度、总干渠冰水污染多相模拟、总干渠水量水质联合调度、中线全线自动化控制技术、调度评价技术与平台建设等多个方面;最后,文章讨论了实现中线智能调控和应急调度亟待解决的科学问题,并进行了研究总结。
      2015,13(5):980-984, DOI:
      摘要:
      以TOE 理论框架( T echnolog y2Org anization2Enviro nment) 为基础, 结合智慧水务建设的具体情况, 构建了影 响智慧水务建设的TOE 框架, 并分别分析技术维度、组织维度和环境维度下各因素对智慧水务的建设和发展的影 响, 其中技术维度因素包括技术的优越性、复杂性、兼容性、可察性; 组织维度因素包括建设的必要性、需求的迫切 性、建设的可行性; 环境维度因素包括支撑保障体系、标准规范体系、信息安全保障。在此基础上利用层次分析法 ( AHP) 对各影响因素的优先级进行研究, 结果显示: 组织维度因素和技术维度因素对智慧水务建设影响最大的两 个模块, 分别占指标体系49%和31%的权重; 各因素中, 智慧水务建设的必要性所占权重最大( 25%) , 其次是技术 优越性( 16%) 、需求的迫切性( 12%) 和建设的可行性( 12%) 。本研究为智慧水务建设影响因素的定量分析提供了 有效的新途径, 评价结果可为水务部门决策和水务业务发展提供重要参考。
      2013(5):121-123, DOI:
      摘要:
      “内河联网计划(NRLP)”是印度为解决水资源问题而建立的一项大型水利工程计划。本文现阐述了印度内河联网计划的目标规划及进展,介绍了该计划的管理体制与印度水政策。由于该计划规模庞大,涉及南亚半岛诸多河流的水资源调配和开发利用,因此其实施过程中将面临资金压力、国际跨界河流开发以及生态环境等方面问题。
      2014,12(2):20-24, DOI:
      摘要:
      采用敏感性分析方法对复杂模型和系统的输入和输出进行定性和定量的分析,有利于模型结构的诊断、模型参数的识别和模型的应用。本文以桓仁水库流域为例,使用Sobol方法,以确定性系数、总水量误差系数、低水误差系数和高水误差系数作为敏感性分析模型的目标函数,分别对模型单参数和多参数的敏感性进行了评价。结果表明不同目标函数下参数的敏感性不同;Sobol能定量地给出参数的总敏感度和参数间相互作用的敏感度,适合于分析水文模型的参数敏感性。
      2014,12(1):82-87, DOI:
      摘要:
      相对于传统的确定性水文预报,水文集合预报包含了水文预报各个环节的不确定性信息,因此在理论上更加科学,在生产实践中也提高了对暴雨、洪水、干旱等事件的认知和预报能力,为水资源管理和防洪抗旱提供了更精确的实用信息。水文集合预报当前研究的热点是前处理与后处理,以及如何给出业务化的预报。在回顾水文集合预报发展历程的基础上,总结了水文集合预报处理的方法及其应用研究,重点分析了水文集合预报系统中前处理、后处理两大模块,提出了水文集合预报发展面临的问题与挑战。
      2014,12(2):107-110, DOI:
      摘要:
      在污染场地调查中,快速、准确地确定污染物的分布特征是调查工作的重点。作为新兴的污染场地调查技术,直接推进钻探技术可以用来进行包气带和含水层土壤样品采集、地层渗透系数探测,以及直接测定地层中污染物组成,具有快速、准确、不引起交叉污染的优点。该文对直接推进钻探当前研究进展进行介绍,并对技术改进方向进行叙述。
      2013(4):124-127, DOI:
      摘要:
      通过对给水管网实测计量小区(DMA)的夜间流量数据进行解析, 可以及时获得近似的真实漏损数值。利用大频率、高精度的夜间实测流量数据进行分析,发现夜间不同时段DMA流量近似满足正态分布,其最小值近似接近真实漏损。根据某案例凌晨2:00-4:00夜间最小流量数据,采用置信水平95.5%、置信区间 进行了分析。结果表明,利用 表征剔除异常值后的DMA最小流量,可以消除实测数据的误差和干扰影响,来得出小区的真实漏损水量。这种方法可减少对用户夜间用水估计产生的误差,也可便利地通过流量设备进行现场计量,从而快速评估DMA的夜间漏失水平
      2013(4):128-133, DOI:
      摘要:
      干旱指数作为干旱程度的量化指标,在干旱监测、预测和水资源管理中起着重要作用,同时也是水文水资源研究领域的有效工具。近十几年来,对干旱指数的开发和改进取得了重要进展,包括将影响干旱的耗水指标--蒸散引入了指数计算、提高了模型模拟参数的精度、与水文过程模型算法相结合等方面。在干旱指数应用方面的研究,主要包括区域干旱反演与预测、作物产量预测、森林火险检测、古气候重建等。干旱指数的开发及应用为区域干旱监测和水资源管理提供了有效手段,但还需要把定量化和综合评估作为主要发展方向,提高模型监测的精确度和可靠性,从而为快速监测干旱提供新的选择和技术途径。
      2013(5):78-81, DOI:
      摘要:
      静力触探法是工程中广泛使用的一种原位测试方法。通过归纳分析国内外相关资料,概述了静力触探仪器设备发展历程,系统归纳了静力触探在锥头贯入阻力理论研究、模型试验、数值模拟、成果应用等方面的研究进展,总结了不同行业、不同地区利用静力触探成果估算土体参数的经验公式;提出由静力触探成果推求土体参数时,应充分考虑区域性土的工程特性;指出在超孔隙水压力理论分析、柱形孔空间问题解析解和以大变形分析理论为基础的数值模拟等方面需要进一步完善
      2014,12(1):1-6, DOI:
      摘要:
      以海河流域30个气象基准站1956年-2010年气温和降水日值资料为基础,选取12个表征极端气候变化指标,分析了海河该流域极端气温与降水的变化趋势。结果表明:海河流域极端高温的强度、频度和持续时间均有较强的增加趋势,;极端低温的强度、频度显著降低,反映出流域整体增温的气候变化背景。;海河流域短历时极端降水强度有增大趋势,年极端降水的发生频次降低,连续湿日表现出一定的减少趋势,而连续干日在近几十年来有一定的增加趋势,区域呈现弱干化趋势。从年代际变化特征看,20世纪90年代以来,年极端高温事件和短历时强降水事件发生趋于频繁,而长持续性降水事件的降水量减少。海河流域整体的暖干趋势以及降水集中的趋势,将对农业生产、水资源开发利用造成不利影响;,同时,短历时极端强降水事件的增加可能加剧局地的山洪灾害和城市内涝的风险。
      2013(6):144-147, DOI:
      摘要:
      环境库兹涅兹曲线(EKC)假说对于探讨环境保护与经济发展之间的关系,寻求经济与环境协调发展,具有指导意义。在分析EKC假说基本概念的基础上,阐述了EKC影响因素、理论发展及实证研究等各方面的研究进展,探讨了该假说存在的问题。最后提出,发展中国家应借助国际贸易的大环境,积极学习发达国家的清洁型技术、政策改革、公众教育和法律体系,力图降低环境拐点,压扁EKC曲线,建立经济、环境的双赢关系。
      2015,13(6):1025-1030, DOI:
      摘要:
      近几年中尺度数值大气模式WRF 迅速发展, 其应用越来越广。为阐释WRF 模式的机理, 揭示其发展方向, 为相关领域的研究人员提供参考, 介绍了WRF 模式系统构成, 探讨和总结了物理参数化方案、数据同化方法、以及 合理的空间尺度对WRF 模式在水文气象领域的模拟预报效果的影响。相关研究表明: ( 1) 针对不同区域、不同时 段的研究应选取不同的物理参数化方案组合; ( 2) 目前WRF 模式常用的数据同化方法是三维变分数据同化, 混合 数据同化方法是改进WRF 模式模拟预报效果的发展方向; ( 3) 并非水平分辨率越高, 模拟效果越好, 应依据实际情 况选用合理的空间尺度; ( 4)WRF 模式的模拟效果好、预报精度高, 未来有着更加广阔的应用前景。
      2014,12(1):7-11, DOI:
      摘要:
      以渭河上游灞河流域为研究区域,构建了SWAT分布式水文模型并进行水文过程模拟,得到土壤含水量模拟数据,据此计算获取土壤相对湿度。将计算结果作为农业干旱评价指标,对该流域的旱情等级进行评价。结果显示,2001年和2002年灞河流域春旱严重,2003年伏旱明显,这与流域记载的实际旱情描述大致吻合。研究表明,SWAT模型对于土壤墒情资料缺乏地区的农业干旱评价工作,具有一定的适用性。
      2013(5):26-28, DOI:
      摘要:
      大型湿地和大气之间不断地进行着能量和物质交换,即湿地自由水面和茂密植被通过蒸发蒸腾使水汽进入大气,部分水分以降雨的形式返回地表,从而改善当地的湿度和降水量[1-2]。以衡水湖及周边24个雨量站1974~2010年年—2010年的降水资料为基础,分别计算了湖区、10 km半径影响区、10~20 km环形影响区、20~30 km环形影响区的平均降水量,据此对衡水湖湿地的降水影响规律进行了分析,并基于降水形成机理探寻其变化的主要原因。研究结果表明,衡水湖湿地由近及远降水量呈明显递减趋势,反映了衡水湖湿地对周边区域气候具有调节作用。
      2013(1):1-6, DOI:
      摘要:
      洪峰流量是水利工程规划设计、工程建设和运营管理的重要依据,对水利工程的投资规模和安全运行有着重要的意义。西藏地区主要水文测站实测洪峰流量(Instantaneous Peak Flow,简称:IPF)资料稀缺,而按水位计算整编的日径流资料(Mean Daily Flow,简称:MDF)相对较多。本文通过构建实测资料时段的洪峰流量与对应日平均流量间的函数关系,基于长序列的日径流资料估算洪峰流量,延长洪峰流量序列,为设计洪水提供数据支撑。研究结果表明:(1):西藏地区主要水文测站IPF~MDF函数关系稳定,利用这种函数关系由实测MDF推求的IPF误差均在10%以内,且延长后的IPF序列频率分析计算结果更加合理。(2)对于实测MDF序列缺乏的测站,通过气象资料驱动HIMS系统水文模块(Hydro Informatic Modeling Systerm)拓展MDF序列,在此基础上推求IPF序列。基于HIMS 系统水文模块对西藏三条典型河流(年楚河、拉萨河和尼洋河)的日径流序列进行了模拟,结果表明:模型对日径流整体过程与高流量值的模拟效果均良好。进而利用模型延长的MDF序列以及构建的IPF~MDF函数关系拓展了西藏三条典型河流2000~2010年间的IPF序列。
      2015,13(6):1065-1068, DOI:
      摘要:
      利用海河流域 1960年- 2010年 25 个典型气象站点的逐月降雨量资料, 采用线性回归法、 累计距平法分析海 河流域年际降雨特征, 应用皮尔逊 III 型曲线法综合分析降雨量的概率分布, 运用空间插值法分析海河流域降雨的 空间变化特征。结果表明: 海河流域近 51 年来降雨量呈现微弱下降趋势, 且近年来下降趋势稳定。海河流域丰水 年较少, 枯水年较多, 且有加剧的趋势, 年内降雨极不均匀, 季节变化明显, 降雨量空间上由南向北逐渐递减。
      2016,14(2):55-61, DOI:
      摘要:
      利用西安市1951年-2008年的降水和气温资料,采用线性拟合、滑动t检验,有序聚类,曼肯德尔法对西安市近60年的降水量、气温等气象水文要素进行变化趋势及突变分析。首先,采用线性拟合与距平百分率研究了西安市降水量和气温的变化趋势,分析了降水日数和降水量变化特征,最后,采用有序聚类、滑动t检验和曼肯德尔对降水量和气温的突变性进行分析。趋势分析结果表明:西安市年降水量总体呈下降趋势,汛期降水占全年降水的58%,降水量的年内分布很不均匀;年平均气温、极端最低气温呈上升趋势。突变分析结果显示:西安市降水量的突变点出现1958、1975和1980年;年平均气温的突变点发生在1993年-1995年之间。
      2015,13(2):391-394, DOI:
      摘要:
      通过分析国外重大跨流域调水工程的管理与运营过程中涉及的技术、环境、法律以及经济等多学科的问题, 从 立法、水权、水价、水资源统一管理、工程建设的投资管理以及跨流域调水的运营管理模式等/ 软环境0 方面, 总结了 国外跨流域调水工程运营管理的成功经验, 为我国跨流域调水工程的实施提供参考。
      2014,12(1):154-157, DOI:
      摘要:
      某拟建输水隧洞在III类围岩中采用开敞式TBM开挖,喷混凝土作为初期支护,钢筋混凝土管片作为衬砌,承担110 m水头的内水压力和200 m水头的外水压力,水荷载较大。在考虑管片之间及外包结构的接触关系、管片配筋和混凝土联合受力的条件下,采用有限元法模拟分析了管片衬砌在水荷载下的应力和变形特性,认为外水压力是管片衬砌设计的控制性荷载,从而提出了可供结构设计计算参考的管片模型简化处理方式。研究认为,在本文的围岩、支护、水荷载条件下,将钢筋混凝土管片作为隧洞衬砌是可行的。
      2015,13(3):457-462, DOI:
      摘要:
      由于流域人类活动和气候干旱化的影响, 白洋淀水体污染与富营养化日趋严重。通过对白洋淀湖水化学成分 的分析, 并运用与湖泊富营养化关系最为密切的 Chla、 TN、 TP、 COD Mn 和 SD 作为评价参数, 采用综合营养指数法确 定湖水营养类型。湖水水质监测数据分析表明, 白洋淀为重碳酸类钠组ò 型水的偏碱性湖泊, 综合营养指数法确定 湖水为中2富营养级湖泊水体。主成分分析法结果显示, 湖泊污染的主要因子是 T P。借助硅藻及其组合分析了湖 泊富营养化状况, 发现白洋淀硅藻属种以耐营养种梅尼小环藻 Cyclotella meneghiniana( 20. 43%) 和 Cyclostepha2 nos tholif ormis(25. 40%)为组合特征, 表明湖泊水体已处于富营养化状态, 水环境状况堪忧。

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    • 主办单位:河北省水利科学研究院

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