南水北调与水利科技

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  • 1  不同潜在蒸散发估算方法在汉江流域中上游地区的适用性研究
    李天生, 夏 军,匡洋,佘敦先,余江游
    2017(6):1-10.
    [摘要](5047) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](184)
    摘要:
    蒸散发是流域能量循环和水文循环的重要变量,准确估算蒸散发具有重要的现实意义。FAO56 Penman-Monteith方法计算潜在蒸散发量时气象资料往往不易满足,同时,在提出形式简单且满足精度要求的其它估算方法时,缺乏足够全面的适用性分析。针对上述问题,本文基于汉江流域中上游地区12个气象站点1961-2013年的逐日气象资料,以FAO56 Penman-Monteith 方法估算的潜在蒸散发量作为参考标准,分别从不同的时间尺度和空间尺度对比分析了1种综合类方法、2种辐射类方法和3种温度类方法在汉江流域的适用性。结果表明,辐射类方法适用性最好,综合类方法次之,温度类方法适用性较差。其中Makkink方法和Priestley-Taylor方法在研究区的适用性最好,计算精度高,McCloud方法在研究区的适用性最差,误差较大。
    2  基于ERA-Interim再分析资料的中国极端气温分析
    高 路 ,Karsten Schulz,陈兴伟 ,林广发
    2014, 12(2):75-78.
    [摘要](4412) [HTML](0) [PDF 778.99 K](2228)
    摘要:
    采用中国陆域1989年-2009年3小时0.71°格点的ERA-Interim地表2 m气温预报数据,运用累积分布函数与分位数对研究区的极端低温和极端高温进行分析。结果表明:东北、青藏高原及西北地区为极端低温的集聚区,极端低温逐步沿西北-东南方向递增;青藏高原为全国极端高温中的唯一冷中心,西北盆地为最热中心;ERA-Interim再分析资料能够较好地反映中国极端低温和极端高温空间分布规律,整体上具有较好的可信度。结合分位数方法定量分析了极端气温的持续时间,为极端气候事件的定量研究提供了方法借鉴。
    3  基于Sobol方法的新安江模型参数敏感性分析
    张小丽 彭 勇 徐 炜 王本德 王海霞
    2014, 12(2):20-24.
    [摘要](4090) [HTML](0) [PDF 1.07 M](3748)
    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。
    4  西藏稀缺资料地区洪峰流量推求
    刘昌明 白鹏 巩同梁 王中根 刘小莽
    2013(1):1-6.
    [摘要](3854) [HTML](0) [PDF 1.35 M](2634)
    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。
    5  河流健康评价指标体系构建及其应用- 以浑太河流域为例
    徐宗学 李艳利
    2016, 14(1):1-9.
    [摘要](3560) [HTML](0) [PDF 898.76 K](1904)
    摘要:
    依据土地利用指数( land use index ) 、栖息地质量指数( QHEI) 和水质参数构建一个综合指数( ILWHQ) , 用于 浑太河流域参照点的定量筛选。结果表明, 太子河流域支流小汤河上游、太子河南支的5 个采样点为参照点 ( ILWH Q [ 2; T13, T15, T16, T17, T 18) 。根据2012 年浑太河流域68 个采样点的鱼类数据, 对35 个候选参数进行 主成分分析、判别能力、逐步回归分析和Pearson 相关性分析, 确定了鲤科鱼类种类数( F5) 、底栖鱼类个体比例 ( F12) 、杂食性鱼类比例( F14) 、耐受性鱼类个体比例( F22) 可以作为基本要素构建F2IBI 指标体系, 即采用比值法统 一各生物参数量纲, 将各个生物参数分值加和得到F2IBI 指数值。利用构建的F2IBI 指数开展浑太河流域河流健康 状况评价。发现太子河流域41 个点位中, 5 个为健康, 11 个为亚健康, 8 个为一般, 9 个为较差, 8 个为极差。浑河 的23 个点位中, 5 个为亚健康, 6 个点位为一般, 6 个为较差, 6 个为极差。太子河流域较差和极差的点位共占 411 5%, 浑河流域较差和极差点位共占521 2%, 说明相比于太子河流域, 浑河流域的健康状况较差。
    6  海河流域潜在蒸散发估算方法及其时空变化特征分析
    赵娜,王治国,张复明,李泽
    2017(6):11-16.
    [摘要](3440) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](176)
    摘要:
    根据1960—2012年海河流域45个站点平均气温、日照时数、相对湿度、风速等气象资料,选取了4个潜在蒸散发计算模型,以Penman—Monteith模型计算结果为依据,采用平均绝对误差和平均相对误差评估模型精确程度,并在此基础上研究海河流域潜在蒸散发的时空变异规律。结果表明:基于能量的模型最适用于估算海河流域的潜在蒸散发;从时间变化来看,海河流域1960—2012年潜在蒸散发总体上呈显著下降趋势,平均下降速率为2.04 mm?a-1,说明海河流域存在蒸发悖论的现象;潜在蒸散发在4个季节均呈现显著减少趋势,其中夏季减少幅度较大,冬季减少幅度最小。从空间分布来看,海河流域潜在蒸散发呈现从西北地区到东南地区阶梯式上升趋势,但大部分地区在1960—2012年时间范围发生潜在蒸散发减少现象,其中山前平原区减少趋势最为明显(<-1 mm/a),可能主要受太阳辐射减少(即全球变暗)的影响;而太行山区北部高海拔地区潜在蒸散发呈现增加的趋势,可能主要受气温升高(即全球变暖)的影响。
    7  智慧化海绵城市的探讨与展望
    李运杰 张 弛 冷祥阳 刘海星
    2016, 14(1):161-164.
    [摘要](3288) [HTML](0) [PDF 826.74 K](1978)
    摘要:
    海绵城市和智慧城市都是新一代的城市管理理念, 都是为了让城市变得更加美好。将智慧城市的智慧化理念 融入到海绵城市之中, 实现海绵城市的智慧化, 对于加快推进海绵城市的建设步伐和更好更高效地发挥海绵城市的 作用, 有很重要的意义。本文首先介绍了海绵城市的智慧化理念, 然后从海绵城市的规划建设、运行管理和绩效评 价三个阶段分别探讨了智慧化理念在海绵城市中的应用, 以期为智慧的海绵城市发展提供一些借鉴和启示。
    8  海河流域1961-2010年极端气温与降水变化趋势分析
    王 刚, 严登华,张冬冬,刘少华
    2014, 12(1):1-6.
    [摘要](3244) [HTML](0) [PDF 1.20 M](2768)
    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。
    9  基于气象水文要素的洪涝灾害损失评估
    胡俊锋,杨月巧
    2014, 12(1):26-31.
    [摘要](3228) [HTML](0) [PDF 781.93 K](2617)
    摘要:
    洪涝灾害损失评估是我国洪涝灾害救助中非常重要的环节,对于灾害科学研究和救灾工作具有重要的理论和实践意义。根据洪涝灾害损失与气象水文要素之间的相关分析,建立了历史气象水文要素和受灾面积、财产之间的关系模型,利用财产损失率和固定资产本底数据,评估洪涝灾害造成的直接经济损失,用于灾前预评估和灾后快速评估。以淮河流域中游安徽段为例,选取2007年淮河洪水进行了分析,评估结果与实际上报数据进行了比对,表明该评估方法可行,评估结果可靠。
    10  1961年-2010年黄淮海地区热带气旋暴雨特征研究
    赵 静,,严登华,鲁 帆,胡 勇
    2014, 12(2):1-5.
    [摘要](3135) [HTML](0) [PDF 974.67 K](2129)
    摘要:
    利用黄淮海地区61个气象站点逐日降水数据及《热带气旋年鉴》等资料,采用回归分析和Arcgis空间分析方法分析研究区域热带气旋及热带气旋暴雨的频次和强度等特征。结果表明:黄淮海地区热带气旋多于8月登陆于浙闽沿海,登陆强度大,以北上类路径类型为主;总体来说,黄淮海地区热带气旋暴雨发生频率小,以非热带气旋暴雨为主,但热带气旋暴雨强度大,平均暴雨量为93.2 mm,接近大暴雨级别;黄淮海地区热带气旋暴雨频次及雨量时空分布不均衡。黄淮海地区热带气旋暴雨频次和暴雨量均有增加趋势,东部沿海及中西部地区受热带气旋影响明显,发生热带气旋暴雨频次高,平均暴雨量较大。此外,热带气旋暴雨频次分布具有自东向西带状递减趋势,而雨量分布的带状特征不明显。
    11  基于非线性系统理论的水-碳耦合模型
    赵玲玲 夏 军
    2015, 13(1):1-5.
    [摘要](3075) [HTML](0) [PDF 858.36 K](1779)
    摘要:
    针对现存水2碳耦合模型中存在机理复杂、结构不平衡、不确定性较大、资料需求难以满足等问题, 根据非线性 水文循环模拟理论的/ 从复杂现象中, 寻找简单规律0 的理念, 基于非线性水文循环理论构建具有一定物理机理和精 度的水2碳耦合模拟方法。采用American2Flux 的Duke 站点和白洋淀上游的崇陵试验流域小区的试验数据, 在点 尺度和小区尺度对构建模型的精度加以验证, 结果显示, 基于非线性理论的耦合模型能够更加合理和准确的模拟水 文循环中蒸散发量和土壤含水量的变化过程; 最后采用该模型估算了温室气体排放量对水文循环要素的影响, 在二 氧化碳浓度加倍情景下, 试验小区径流深增加0. 5%; 平均土壤含水量增加1. 2%; 蒸散发量减少4. 9%。综合表明, 构建模型达到了采用简单方法解决复杂问题的效果。
    12  水利工程对洪水的影响研究
    李成林 薛志春 彭 勇 周惠成 刘媛媛
    2014, 12(1):21-25.
    [摘要](3008) [HTML](0) [PDF 773.19 K](2506)
    摘要:
    水利工程是人类活动对洪水影响极其重要的因子之一,近些年随全国各地水利工程的大规模建设,其影响尤为明显与突出,且在不同地区对不同类型洪水具有不同的效果。通过对第二松花江丰满以上流域内各类型大、中、小、水利工程的基本运行资料进行调查分析,同时在按照《水文情报预报规范》进行洪水分类的基础上,通过统计方法推求出水利工程与不同洪水之间的影响规则,并将其转化为水利工程影响参数,嵌入到新安江模型中进行了场次洪水模拟,在满足预报精度要求的同时得到了水利工程对各类型洪水的影响程度。本研究为进一步探讨人类活动对洪水的影响提供了一个新的思路。
    13  直接推进钻探技术在污染场地调查中的应用进展
    赵 龙 韩占涛 ,孔祥科 ,黄爽兵 ,李玉梅
    2014, 12(2):107-110.
    [摘要](2999) [HTML](0) [PDF 664.50 K](4068)
    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。
    14  北运河(北京段)底泥磷含量及其对上覆水质的影响
    龚艳伟 ,李晓秀,王晓燕,任万平
    2013(6):39-44.
    [摘要](2965) [HTML](0) [PDF 829.67 K](1932)
    摘要:
    采用SMT和Psenner分级提取法分别测定了北运河(北京段)底泥总磷和各结合态磷的含量,结果表明,春季北运河底泥TP平均含量为1 086.29 mg/kg,含量偏高,属严重污染;各结合态磷平均含量顺序为Ca-P>Al-P>Fe-P>NH4Cl-P> Res-P>Org-P,相同结合态磷的含量在不同采样点存在明显差异。通过对各结合态磷与上覆水质的相关性分析发现,北运河(北京段)底泥TP含量主要受NH4Cl-P、Fe-P、Al-P和Res-P影响,其中Al-P的影响最大;NH4Cl-P、Fe-P、Al-P和Res-P均与上覆水含磷量显著相关,其中BAP(BAP≈NH4Cl-P+Fe-P+Al-P)平均含量达到TP的48.63%,且与上覆水含磷量极显著相关,说明底泥磷特别是BAP的转化释放是引起上覆水体富营养化的重要因素。
    15  人类活动对流域洪水过程的影响分析
    薛志春 ?李成林 ?彭勇?周惠成刘媛媛
    2013(6):5-9.
    [摘要](2911) [HTML](0) [PDF 907.35 K](2235)
    摘要:
    流域洪水过程受降雨、流域下垫面等多种因素的综合影响,其中人类活动对流域出口洪水过程的影响在近些年越来越明显。选择第二松花江丰满水库以上为典型流域,在调查资料整理和分析的基础上,利用三水源新安江模型,结合人类活动对洪水的主要影响方式,建立了人类活动与模型参数之间的相关关系,依据参数物理意义对WM,B进行改进,并进行场次洪水模拟。通过结果对比分析可知,该方法模拟精度较高,模拟结果能合理反映人类活动对实际洪水过程的影响,可以为该流域水利工程建设与洪水预报提供参考,对其他流域洪水的研究也具有借鉴意义。
    16  有压隧洞管片衬砌在高水头荷载下的应力变形分析
    赵春荣,崔 炜
    2014, 12(1):154-157.
    [摘要](2866) [HTML](0) [PDF 810.77 K](2691)
    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。
    17  基于TIGGE数据的中期降水预报在江苏省的应用效果评估
    杜雅玲 ,陆桂华 ,吴志勇 ,何 海
    2017(6):17-25.
    [摘要](2824) [HTML](0) [PDF 0.00 Byte](175)
    摘要:
    预见期长达14天的中期降水预报对于旱涝预测与水资源调度管理等具有重要的意义,全球多模式集合预报(TIGGE)资料为区域中期降水预报提供了新基础。基于2008年-2013年江苏省实测降水数据,采用TS 、BS评分、平均偏差和均方根误差等评估指标,重点评估了CMA、CMC、ECMWF、JMA和NCEP这五个TIGGE代表模式在江苏省的中期预报效果。结果表明:整个预见期内各模式对于中小雨的预报评分都较高,小雨的TS评分值最高多在0.5左右,中雨以上等级降水存在较明显的漏报。预见期长达15天的日累积降水量预报只存在三天的衰减期,之后各项误差指标值能维持稳定,3天以上预见期的误差主要为预报值偏大。同时,5天以上累积降水量预报也较实际偏大,且冬季预报效果最好夏季最差,苏北地区好于苏南地区。就各代表模式而言,ECMWF与JMA模式分别在降水分级预报和日累积降水量预报中表现最好。
    18  中国2001年—2010年水资源量变化及其影响分析
    陈华鑫,许新宜,汪党献,王红瑞
    2013(6):1-4.
    [摘要](2801) [HTML](0) [PDF 845.11 K](2106)
    摘要:
    本文根据2001年—2010年《中国水资源公报》的水资源量与第二次水资源调查评价的45年系列成果,分析了中国近10年水资源的变化情况,认为:通过论证全国一级区的45年的天然径流量及其延长系列,表明45年系列成果仍具有一定的代表性;从全国水资源一级区上看,大部分区域偏枯,仅有淮河区和西北诸河区偏丰,地表水资源量的丰枯分布情况决定了水资源总量的丰枯分布;近10年,气候变化和人类活动使北方地区水资源情势进一步恶化,枯水时段进一步延长,北少南多的水资源分布格局进一步加剧。
    19  中国东部季风区夏季降水的时空分布特征
    刘 笑a 邵晓华a 王 涛b
    2013(6):10-15.
    [摘要](2785) [HTML](0) [PDF 1.07 M](2318)
    摘要:
    采用EOF法对中国东部季风区夏季(6月-8月)降水场进行分解,得到三种主要的降水空间分布型,即“总体一致型”、“南北涝(旱)中间旱(涝)型”以及“南涝(旱)北旱(涝)型”。利用Mann-Kendall检验和功率谱对时间系数做进一步处理,分析各空间分布型的时间演变特征,结果表明:第一、第二时间系数均未检测出突变的发生,第三时间系数存在一次突变,时间开始于20世纪70年代初期,由之前的“南旱北涝型”转变为“南涝北旱型”;第一时间系数存在50年左右的显著周期,第二时间系数存在2年左右的显著周期,第三时间系数存在50年左右的主周期和2~3 a左右的次周期。对季风指数和时间系数进行相关分析,发现第二时间系数与东亚、南海季风指数存在正相关关系,揭示了季风强弱对夏季主要降水场的指示作用。
    20  河北省中小河流防洪现状及减灾对策分析
    吴现兵,程伍群,孟 霄,郭文颢,王丽丽
    2013(6):35-38.
    [摘要](2770) [HTML](0) [PDF 801.25 K](2184)
    摘要:
    河北省境内中小河流众多,洪水灾害是制约区域社会经济快速发展和威胁人民生命财产安全的最主要自然灾害之一。通过分析水汽来源、天气系统、地形等因素对暴雨形成的影响,以及河北省暴雨洪水特性,对境内中小河流防洪现状存在问题进行了初步探讨。研究认为,与自然因素相比,人类活动才是影响河道防洪主要因素。基于上述认识,针对中小河流防洪减灾对策,提出了应通过制定防洪规划和治导线规划等工作尽快划定河道行洪范围,逐步修建工程措施提高沿河保护区的防洪标准,同时采取多项非工程措施来加强管理、限制人类活动、规范水事秩序等,使各中小河流防洪体系逐步完善,为保护河道沿岸经济发展的成果和人们稳步进入小康社会提供保障。

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