南水北调与水利科技（中英文）
最新录用
录用日期: 2024-04-25
摘要:
在同步调控的基础上,以南水北调中线工程京石段磁河闸~沙河北闸之间的渠池为研究对象,构建一维明渠非恒定渐变流仿真模型,比较分次间歇关闸与一次连续关闸,以及不同闸门间歇方案对闸前壅水峰值、水力振荡稳定时间的影响。研究表明：分次间歇关闸可带来更低的闸前壅水水位和更短的水力振荡稳定时间；将间歇开始时刻设置在上游降水波即将传播至闸前的时刻,可有效降低闸前壅水峰值、缩短稳定时间；设置1次间歇相较于多次间歇可减小闸前壅水峰值；设置间歇时长略小于关闸总时间的二分之一,可有效减小闸前壅水峰值,并且有助于缩短水位的稳定时间。
在同步调控的基础上,以南水北调中线工程京石段磁河闸~沙河北闸之间的渠池为研究对象,构建一维明渠非恒定渐变流仿真模型,比较分次间歇关闸与一次连续关闸,以及不同闸门间歇方案对闸前壅水峰值、水力振荡稳定时间的影响。研究表明：分次间歇关闸可带来更低的闸前壅水水位和更短的水力振荡稳定时间；将间歇开始时刻设置在上游降水波即将传播至闸前的时刻,可有效降低闸前壅水峰值、缩短稳定时间；设置1次间歇相较于多次间歇可减小闸前壅水峰值；设置间歇时长略小于关闸总时间的二分之一,可有效减小闸前壅水峰值,并且有助于缩短水位的稳定时间。
录用日期: 2024-04-23
摘要:
南水北调中线总干渠水位、流量等实时水情数据受外界扰动、测量系统误差等因素影响而产生的病态水情数据将造成调度模型计算失真，甚至导致计算失败，为此，针对上下游流量数据空间上的逻辑错误和水位数据时间序列的跳变，分别建立基于粒子群优化的水量平衡模型和指数加权滑动平均模型，对病态水情数据在空间、时间上实施横向、纵向清洗处理。以穿黄节制闸至漳河节制闸间的渠段为典型研究区间，利用模型自动识别流量倒挂点，并对该渠段涉及的12座节制闸、26处分水点的流量数据进行统一修正，实现了上下游逻辑上的合理性。同时，选取研究渠段内的闫河节制闸为代表，在48h内运行基本稳定状态下，对每2h的闸前水位数据序列进行分析，自动识别出跳变数据，并进行合理修正。结果表明：建立的模型可自动识别病态水情数据，并进行智能清洗，处理后的数据能够较好地满足输水调度分析决策的需要，因此该模型具有推广应用的价值。
南水北调中线总干渠水位、流量等实时水情数据受外界扰动、测量系统误差等因素影响而产生的病态水情数据将造成调度模型计算失真，甚至导致计算失败，为此，针对上下游流量数据空间上的逻辑错误和水位数据时间序列的跳变，分别建立基于粒子群优化的水量平衡模型和指数加权滑动平均模型，对病态水情数据在空间、时间上实施横向、纵向清洗处理。以穿黄节制闸至漳河节制闸间的渠段为典型研究区间，利用模型自动识别流量倒挂点，并对该渠段涉及的12座节制闸、26处分水点的流量数据进行统一修正，实现了上下游逻辑上的合理性。同时，选取研究渠段内的闫河节制闸为代表，在48h内运行基本稳定状态下，对每2h的闸前水位数据序列进行分析，自动识别出跳变数据，并进行合理修正。结果表明：建立的模型可自动识别病态水情数据，并进行智能清洗，处理后的数据能够较好地满足输水调度分析决策的需要，因此该模型具有推广应用的价值。
录用日期: 2024-04-23
摘要:
为了解不同土壤湿度产品在云南省的适用性和可靠性，基于云南省的94个站点数据以及TC(Triple-collocation)方法评估了5种不同土壤湿度数据在云南省的适用性及不同干湿条件下的表现，包括ERA5-Land（?fth generation European Centre for Medium-Range Weather Forecasts reanalysis）、GLDAS（Global Land Data Assimilation System）、SMAP（Soil Moisture Passive and Active）、MERRA-2（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, Version 2）和ESA CCI（European Space Agency Climate Change Initiative）。结果表明：与站点数据相比，5个产品的偏差均为正偏差（0.090~0.122），明显高估了云南省的土壤湿度，但变化趋势与幅度一致，都能捕获到土壤湿度的时间变化。基于站点数据的评估结果显示，在年尺度上，ERA5-Land和SMAP与站点数据吻合程度最高，相关系数（R）分别为0.456和0.454，其次是ESA CCI（0.439）；干湿季的评估结果显示，所有产品相关性均低于年尺度，且湿季高于干季，但湿季表现出更大的正偏差，其中SMAP在干季（0.323）和湿季(0.418)均表现最优。基于TC方法的评估结果显示，ERA5-Land（0.925）和ESA CCI（0.931）相关性最高；其次是GLDAS（0.890）和MERRA-2（0.864）；干湿季的评估结果与站点数据的评估一致，相较于年尺度大部分产品的相关性也呈下降趋势，且干季降幅更大；SMAP干湿季R分别为0.828和0.770，表现最差；MERRA-2湿季的R（0.912）和ESD（error standard deviation）（0.020）优于其年尺度评估结果。综合来看，ESA CCI相关性较高且精度最好，更适用于云南省表层土壤湿度的监测。
为了解不同土壤湿度产品在云南省的适用性和可靠性，基于云南省的94个站点数据以及TC(Triple-collocation)方法评估了5种不同土壤湿度数据在云南省的适用性及不同干湿条件下的表现，包括ERA5-Land（?fth generation European Centre for Medium-Range Weather Forecasts reanalysis）、GLDAS（Global Land Data Assimilation System）、SMAP（Soil Moisture Passive and Active）、MERRA-2（Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Applications, Version 2）和ESA CCI（European Space Agency Climate Change Initiative）。结果表明：与站点数据相比，5个产品的偏差均为正偏差（0.090~0.122），明显高估了云南省的土壤湿度，但变化趋势与幅度一致，都能捕获到土壤湿度的时间变化。基于站点数据的评估结果显示，在年尺度上，ERA5-Land和SMAP与站点数据吻合程度最高，相关系数（R）分别为0.456和0.454，其次是ESA CCI（0.439）；干湿季的评估结果显示，所有产品相关性均低于年尺度，且湿季高于干季，但湿季表现出更大的正偏差，其中SMAP在干季（0.323）和湿季(0.418)均表现最优。基于TC方法的评估结果显示，ERA5-Land（0.925）和ESA CCI（0.931）相关性最高；其次是GLDAS（0.890）和MERRA-2（0.864）；干湿季的评估结果与站点数据的评估一致，相较于年尺度大部分产品的相关性也呈下降趋势，且干季降幅更大；SMAP干湿季R分别为0.828和0.770，表现最差；MERRA-2湿季的R（0.912）和ESD（error standard deviation）（0.020）优于其年尺度评估结果。综合来看，ESA CCI相关性较高且精度最好，更适用于云南省表层土壤湿度的监测。
录用日期: 2024-04-22
摘要:
基于汉江流域的气象水文资料和归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI英文全称，NDVI）资料数据，采用多元线性回归分析方法定量计算了不同因素对汉江流域植被变化的影响程度，然后采用修正后的Budyko方程和弹性系数法定量计算植被变化对径流的变化的影响程度。结果表明：（1）1982~—2015年的年均NDVI呈显著的波动增长趋势（p<0.01），且空间异质性较明显，植被增长明显地区主要分布在中下游区域。（2）；气候条件和人为因素对NDVI的增长都具有积极贡献作用，贡献率分别为99.56%和0.44%，但两个影响因素其贡献率的时空分布存在显著差异。（3）；下垫面参数（ω和）和NDVI之间有较强相关性，表明流域产流能力性能对植被变化具有高度敏感性。（4）；气候因素引起的植被变化和人为因素引起的植被变化对径流量的贡献率分别为62.4428.28%和0.2812%，表明气候因素造成的植被变化是汉江流域径流的主导因素。气候因素导致植被增长是致使汉江流域水资源减少的重要因素之一，因此，应高度重视植被生长导致流域水资源减少这一问题。
基于汉江流域的气象水文资料和归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index，NDVI英文全称，NDVI）资料数据，采用多元线性回归分析方法定量计算了不同因素对汉江流域植被变化的影响程度，然后采用修正后的Budyko方程和弹性系数法定量计算植被变化对径流的变化的影响程度。结果表明：（1）1982~—2015年的年均NDVI呈显著的波动增长趋势（p<0.01），且空间异质性较明显，植被增长明显地区主要分布在中下游区域。（2）；气候条件和人为因素对NDVI的增长都具有积极贡献作用，贡献率分别为99.56%和0.44%，但两个影响因素其贡献率的时空分布存在显著差异。（3）；下垫面参数（ω和）和NDVI之间有较强相关性，表明流域产流能力性能对植被变化具有高度敏感性。（4）；气候因素引起的植被变化和人为因素引起的植被变化对径流量的贡献率分别为62.4428.28%和0.2812%，表明气候因素造成的植被变化是汉江流域径流的主导因素。气候因素导致植被增长是致使汉江流域水资源减少的重要因素之一，因此，应高度重视植被生长导致流域水资源减少这一问题。
录用日期: 2024-04-22
摘要:
核定生态流量是提升水库生态功能、维持河流健康生命的重要措施。针对建设时间早、没有设置生态流量的梯级水库，提出了生态流量核定方法：根据有关规范对生态流量的要求、水库主要影响河段已批复的流量控制指标和水库已有调度任务下泄需求得到生态流量初值，通过梯级水库调度模拟模型和历史长系列实测出库径流过程分析水库对生态流量的保障能力，提出生态流量推荐值。以黄河上游龙羊峡水库和刘家峡水库为研究对象核定生态流量，结果显示：龙羊峡水库生态流量为5—6月400m3/s、其它时段200m3/s，刘家峡水库生态流量为285m3/s，长期保证率均不低于90%。龙羊峡水库和刘家峡水库对生态流量均有较好的保障能力，但是极端枯水下龙羊峡水库敏感期生态流量保障仍面临风险。
核定生态流量是提升水库生态功能、维持河流健康生命的重要措施。针对建设时间早、没有设置生态流量的梯级水库，提出了生态流量核定方法：根据有关规范对生态流量的要求、水库主要影响河段已批复的流量控制指标和水库已有调度任务下泄需求得到生态流量初值，通过梯级水库调度模拟模型和历史长系列实测出库径流过程分析水库对生态流量的保障能力，提出生态流量推荐值。以黄河上游龙羊峡水库和刘家峡水库为研究对象核定生态流量，结果显示：龙羊峡水库生态流量为5—6月400m3/s、其它时段200m3/s，刘家峡水库生态流量为285m3/s，长期保证率均不低于90%。龙羊峡水库和刘家峡水库对生态流量均有较好的保障能力，但是极端枯水下龙羊峡水库敏感期生态流量保障仍面临风险。
录用日期: 2024-04-22
摘要:
这些年关于青藏高原氢氧稳定同位素的研究有了很大的发展，但是研究点存在时间序列不一致和空间分布不均的问题，大气降水线方程有待进一步精确。本研究利用现有的数据对青藏高原不同水体δD和δ18O值的分析，研究δD和δ18O在不同水体中的特征。区域大气降水线方程为δD=8.25δ18O+16.85(R2=0.97 ,n=772)，δ18O值和氘盈余值表现出明显的季节性特征，除北部区域外海拔效应明显。河水受到的蒸发分馏作用较小，湖水表现出蒸发强烈的水体特征，地下水受到大气降水补给和蒸发作用的共同影响。那曲流域和达曲-鲜花河流域河水δ18O值整体上呈沿程先增大后减小的趋势，疏勒河流域和拉萨河流域河水δ18O值整体上呈沿程减小的趋势，岷江流域河水整体上δ18O值呈现沿程增大的趋势，各流域内d-excess的沿程变化趋势与δ18O的沿程变化趋势基本相反。各水体氢氧稳定同位素特征存在差异，河水和地下水受蒸发作用影响最小，水力联系紧密。从整体上看，地下水是河水最主要的补给水源，随着沿程距离的增加，湖水贡献率呈下降趋势。
这些年关于青藏高原氢氧稳定同位素的研究有了很大的发展，但是研究点存在时间序列不一致和空间分布不均的问题，大气降水线方程有待进一步精确。本研究利用现有的数据对青藏高原不同水体δD和δ18O值的分析，研究δD和δ18O在不同水体中的特征。区域大气降水线方程为δD=8.25δ18O+16.85(R2=0.97 ,n=772)，δ18O值和氘盈余值表现出明显的季节性特征，除北部区域外海拔效应明显。河水受到的蒸发分馏作用较小，湖水表现出蒸发强烈的水体特征，地下水受到大气降水补给和蒸发作用的共同影响。那曲流域和达曲-鲜花河流域河水δ18O值整体上呈沿程先增大后减小的趋势，疏勒河流域和拉萨河流域河水δ18O值整体上呈沿程减小的趋势，岷江流域河水整体上δ18O值呈现沿程增大的趋势，各流域内d-excess的沿程变化趋势与δ18O的沿程变化趋势基本相反。各水体氢氧稳定同位素特征存在差异，河水和地下水受蒸发作用影响最小，水力联系紧密。从整体上看，地下水是河水最主要的补给水源，随着沿程距离的增加，湖水贡献率呈下降趋势。
录用日期: 2024-04-15
摘要:
针对洪水标准选用及应对气候变化适应性政策制定问题，本文系统地调研了欧美亚典型发达国家在该领域的研究及应用成果，从工程设计洪水标准和流域洪水管理标准等角度，综述了美国、荷兰、英国和日本洪水标准的制定政策；从气候变化对设计暴雨/洪水的影响角度，分析总结了英国和日本在应对气候变化上的适应性对策。建议在洪水标准及气候适应对策研究中，抛弃单纯依据大坝尺寸确定洪水标准的方式，基于动态发展及整体-局部互馈关联视角，兼顾气候变化对暴雨洪水的影响，从洪水潜在危害及风险角度出发，制定相应的政策规范。本综述可为我国新时期的洪水标准选用规则及适应气候变化策略的制定提供参考。
针对洪水标准选用及应对气候变化适应性政策制定问题，本文系统地调研了欧美亚典型发达国家在该领域的研究及应用成果，从工程设计洪水标准和流域洪水管理标准等角度，综述了美国、荷兰、英国和日本洪水标准的制定政策；从气候变化对设计暴雨/洪水的影响角度，分析总结了英国和日本在应对气候变化上的适应性对策。建议在洪水标准及气候适应对策研究中，抛弃单纯依据大坝尺寸确定洪水标准的方式，基于动态发展及整体-局部互馈关联视角，兼顾气候变化对暴雨洪水的影响，从洪水潜在危害及风险角度出发，制定相应的政策规范。本综述可为我国新时期的洪水标准选用规则及适应气候变化策略的制定提供参考。
录用日期: 2024-04-15
摘要:
基于2022—2023年京杭大运河（小运河、卫运河、南运河、北运河、通惠河）全线贯通补水期间沿线419眼浅井和173眼深井地下水位监测数据，分析实施生态补水后河道的入渗水量以及河道沿线和灌溉水源置换区的地下水位变化。结果表明：相较小运河、北运河、通惠河等衬砌河道，卫运河、南运河渗透性较好，地下水回补效果更为显著；贯通补水后大运河河道周边0~10 km范围内浅层地下水位较去年同期回升0.48 m，3—5月春灌期取水过程中大运河沿线地下水位下降幅度减少了0.19 m，表明生态补水对地下水位恢复具有积极作用；河道周边地下水位对生态补水过程的响应有滞后，表现为距离河道越近，水位下降幅度越小；水源置换能够有效缓解因灌溉取水导致的水位下降，卫运河和南运河段农灌受水区深、浅层地下水位较去年同期分别回升3.17 m和0.27 m。重点对入渗性强、灌溉需水量高的河段持续实施生态补水，保证河道水量，能够更为有效地促进地下水水位回升。
基于2022—2023年京杭大运河（小运河、卫运河、南运河、北运河、通惠河）全线贯通补水期间沿线419眼浅井和173眼深井地下水位监测数据，分析实施生态补水后河道的入渗水量以及河道沿线和灌溉水源置换区的地下水位变化。结果表明：相较小运河、北运河、通惠河等衬砌河道，卫运河、南运河渗透性较好，地下水回补效果更为显著；贯通补水后大运河河道周边0~10 km范围内浅层地下水位较去年同期回升0.48 m，3—5月春灌期取水过程中大运河沿线地下水位下降幅度减少了0.19 m，表明生态补水对地下水位恢复具有积极作用；河道周边地下水位对生态补水过程的响应有滞后，表现为距离河道越近，水位下降幅度越小；水源置换能够有效缓解因灌溉取水导致的水位下降，卫运河和南运河段农灌受水区深、浅层地下水位较去年同期分别回升3.17 m和0.27 m。重点对入渗性强、灌溉需水量高的河段持续实施生态补水，保证河道水量，能够更为有效地促进地下水水位回升。
录用日期: 2024-04-12
摘要:
生态需水量是生态用水控制和区域生态环境恢复的基本依据和关键。为了确保流域生态系统健康发展，实现水资源合理配置，基于青海省水文水资源测报中心实测布哈河口站和刚察站1961～2020年长时间序列数据，径流量通过滑动T检验法和Mann-Kendall检验法进行趋势变化分析和径流突变检验，通过三性审查验证数据符合计算条件。采用Tennant、近10年最枯月平均流量法、90%保证率月平均流量法和年内展布法计算布哈河与沙柳河河道内生态需水量。以改进的Tennant评价标准和满足度对4种方法进行对比分析，计算结果得到年内展布法计算布哈河生态需水量较为合理，90%保证率月平均流量法计算沙柳河生态需水量较为合理，最终布哈河年平均生态需水量为38.4×108m3，沙柳河年平均生态需水量为14.12×108m3。
生态需水量是生态用水控制和区域生态环境恢复的基本依据和关键。为了确保流域生态系统健康发展，实现水资源合理配置，基于青海省水文水资源测报中心实测布哈河口站和刚察站1961～2020年长时间序列数据，径流量通过滑动T检验法和Mann-Kendall检验法进行趋势变化分析和径流突变检验，通过三性审查验证数据符合计算条件。采用Tennant、近10年最枯月平均流量法、90%保证率月平均流量法和年内展布法计算布哈河与沙柳河河道内生态需水量。以改进的Tennant评价标准和满足度对4种方法进行对比分析，计算结果得到年内展布法计算布哈河生态需水量较为合理，90%保证率月平均流量法计算沙柳河生态需水量较为合理，最终布哈河年平均生态需水量为38.4×108m3，沙柳河年平均生态需水量为14.12×108m3。
录用日期: 2024-04-12
摘要:
研究南水北调东线一期工程通水以来受水区生态环境效益的演变态势，对南水北调后续工程高质量建设、加快构建国家水网以及促进工程综合效益发挥有决策参考作用。以定性定量相结合的方式分析东线一期工程在优化水资源配置、保障饮水安全、复苏河湖生态环境和畅通南北经济循环等方面的作用，进而结合层次分析法，从直接效益和间接效益2个角度，筛选构建东线一期工程受水区生态环境效益评价指标体系，主要包括工程年供水量、水质改善度、生态补水量、地下水压采量、地下水水位、水域面积、绿地面积和涵养水源等，并采用VIKOR多准则妥协解排序方法对南水北调东线一期工程通水以来即2013—2022年受水区生态环境效益演变态势进行分析。结果表明：南水北调东线一期工程通水的10年以来，受水区的生态环境整体复苏效果明显，近三年排序值保持在0.8以上；受降水偏枯进而影响地下水开采量和地下水水位等因素影响，2019年间接生态环境效益下降了29.2%，之后迅速恢复并保持稳定。在分析直接效益和间接效益演变的基础上，从工程提质增效、提高工程水质状况以及完善体制机制建设等方面提出东线一期工程进一步促进受水区生态环境持续改善的策略和建议，以期为东线工程及受水区生态环境保护及高质量发展相关研究、决策制定等提供参考。
研究南水北调东线一期工程通水以来受水区生态环境效益的演变态势，对南水北调后续工程高质量建设、加快构建国家水网以及促进工程综合效益发挥有决策参考作用。以定性定量相结合的方式分析东线一期工程在优化水资源配置、保障饮水安全、复苏河湖生态环境和畅通南北经济循环等方面的作用，进而结合层次分析法，从直接效益和间接效益2个角度，筛选构建东线一期工程受水区生态环境效益评价指标体系，主要包括工程年供水量、水质改善度、生态补水量、地下水压采量、地下水水位、水域面积、绿地面积和涵养水源等，并采用VIKOR多准则妥协解排序方法对南水北调东线一期工程通水以来即2013—2022年受水区生态环境效益演变态势进行分析。结果表明：南水北调东线一期工程通水的10年以来，受水区的生态环境整体复苏效果明显，近三年排序值保持在0.8以上；受降水偏枯进而影响地下水开采量和地下水水位等因素影响，2019年间接生态环境效益下降了29.2%，之后迅速恢复并保持稳定。在分析直接效益和间接效益演变的基础上，从工程提质增效、提高工程水质状况以及完善体制机制建设等方面提出东线一期工程进一步促进受水区生态环境持续改善的策略和建议，以期为东线工程及受水区生态环境保护及高质量发展相关研究、决策制定等提供参考。
微信公众号二维码
手机版网站二维码
南水北调与水利科技（中英文） ® 2024 版权所有