基于混合模型的河网输水能力计算

河网水动力数值模拟广泛应用于平原河网的防洪排涝计算,水流主要由支流向主河道汇集.而河网输水则是主河道向支流扩散的非恒定流动,需考虑支流蓄水作用对河网整体输水能力的影响.在平原河网水动力混合模型的基础上提出了一种河网输水能力计算方法.基于数字化河网划分骨干河道和蓄水支流,通过时变侧向出流形式来考虑引水时骨干河道向支流扩散的水量,从而将圣维南方程中的侧向出流项由以往的常数改进为时变流量过程,以提高河网非恒定流数值计算精度.将该方法运用到某引水工程输水计算中,有效地解决了复杂河网跨流域输水时的水量分配问题.     

论江汉平原内涝灾害及减灾措施

分析地势低洼的江汉平原内涝灾害的成因,提出对其进行综合治理的5条减灾措施:开挖合标准的深沟大渠,继续建立电排站骨干工程,留湖挖深,周围山丘修建中小水库群,绿化周围山丘地带等。     

滩地植被对河道水流影响

该文结合实例河道运用环境流体力学代码(EFDC)模型研究滩地植被对河道水流的影响。模型通过建立植被阻力的经验公式,求解准三维水动力学方程,得到河道水流的水动力特征。通过模拟6组不同密度和高度的植被,并对流速和水位进行对比分析,结果表明:有植被存在时滩地水流显著减小。当植被密度600株/m2、高度为20cm时,滩地流速约为0.2m/s,此时河道水位相比无植被抬高0.2m左右;当植被高于1.0m时河道水位增加0.45m左右。研究结果对河道防洪和生态修复管理等有借鉴作用。     

防洪堤对洪水的归槽影响研究

基于河道洪水演算原理,建立符合河流水力特性及其变化规律的流量和水位演算模型,利用实测洪水和防洪堤资料进行洪水演算,经洪水水文要素变化变化规律及其合理性的综合分析,确定防洪堤对洪水的归槽影响。应用实例的多方案演算成果表明:保护区滞洪容积占次洪水总量最大比重为9.50%的浔江防洪堤对西江中下游洪水过程的归槽影响大于对洪峰的归槽影响,而且洪水类型和干支流组合不同,影响程度也不相同:对流量过程、洪峰流量影响的最大归槽流量、最大归槽流量比重为36 200 m3/s、9.50%,2 600 m3/s、5.78%,对水位过程、洪峰水位影响的最大水位变幅为0.58 m、0.21 m;洪水归槽并未显著改变西江中下游洪水特性,干支流洪水遭遇、区间降雨和雨洪重叠仍然是形成西江中下游大洪水的主要因素;多方案演算成果相互参证,可减少误差、提高成果精度。大江大河洪水频繁并非归槽影响的结果,应结合气候和土地利用及覆被变化对水文循环影响的研究,探索流域变化环境下的洪水形成机理和演变规律。     

太湖水网地区河网调蓄能力分析

平原地区一般河网密度高,河道比降小,水流流泄不畅,极易造成内涝灾害.但由于河流众多,水面面积大,河网的调蓄能力也相当可观.以太湖流域1991年特大洪涝灾害为例,采用河道非恒定流的计算方法,分析太湖河网的调蓄水量.经计算表明,太湖流域的河网调蓄水量约为太湖调蓄水量的50%,对缓解太湖洪涝灾害起着重大的作用     

黄河下游洪水调控指标研究

依据200余场次洪水观测资料,应用统计分析、实体模型试验和数学模型计算等方法,对洪水按漫滩程度、水流含沙量高低、流量过程线形态特征和洪峰与沙峰相位差进行了分类;分析了塑造主槽的洪水关键因子;研究了黄河下游洪水过程调控关键技术指标。研究表明,黄河下游河槽高效输沙和塑造主槽作用较大的平滩流量约为4000m3/s,流量为4000m3/s条件下的洪水输送的临界含沙量为50kg/m3;对于不漫滩洪水,首选方案应按当时主槽的平滩流量控制,且平滩流量下的洪水流量过程以接近矩形波过程较好,峰前水量占洪水总水量的25%以上,洪水历时不小于7d;对于漫滩洪水,应控制洪峰流量大于平滩流量的1.5倍且大于洪水平均流量的1.2倍,同时应尽量控制洪水涨水期水量与洪水总水量之比不小于0.5,并保持洪峰与沙峰同步运行,洪水历时不小于7d;洪水调控分组含沙量大小主要取决于悬沙及床沙的级配;洪水来沙系数的调控指标视洪水类型而异,不漫滩洪水为0.012kg·s/m6,漫滩洪水为0.015kg·s/m6,同时还应控制分组泥沙的来沙系数。     

上海市主要河流调水方案的水质影响分析

针对上海市平原感潮河网的特点,对全市河网的水流、水质调度情况进行了详细分析,并利用MIKE11建立了上海市平原感潮河网的水动力和水质模型,同时数值模拟和分析了全市主要河流调水方案对水质的影响.结果表明,通过水利工程的合理、科学调度运行,全市骨干河流的水质可以得到一定程度的改善,部分河段的水质甚至可以提高1~2个水质等级.     

淡水豚的现状与保护对策

研究表明约在公元2～3 千万年海水渐渐退出大陆架前缘,淡水豚率先在旧大陆河流中定居.这些河流,在雨季周期作用下,依托纵横交错的支流和星罗棋布的湖泊,将各种营养元素和无数个生命输送到陆地每个角落,大河流域成为迄今世界上生物多样性最为丰富的地方,也是人类文明的福址.由于人类经济活动日益扩张,拓荒建坝,任意改变河流自然属性,使河流生境严重退化,淡水豚数量急剧下降.因此,重建江湖联系,恢复渔业资源,建立自然保护区是保护淡水豚主要措施之一.     

近50年来珠江河网区水动力对地形的响应

自20世纪50年代以来,珠江三角洲发生的河道采沙、航道整治等人类活动对河网区河床形态的自然演变过程产生了较大影响,引起河网区水动力产生相应的调整。根据平原感潮河网水力特性建立一维河网模型,并对50年代和90年代珠江河网区水动力过程进行了模拟,同时结合数值试验探讨了珠江河网水动力对地形变化的响应。结果表明,河床形态变化导致西、北江干流洪季水位及水位梯度较50年代明显下降,西江水位梯度由7.2 cm/km下降至4.1 cm/km,北江水位梯度的下降主要集中在上游地区,其中三水至三围由9.3 cm/km降至5.0 cm/km,而三围至口门变化不大,两个年代分别为4.9和4.8 cm/km,北江干流平均水位梯度由7.1 cm/km下降至4.9 cm/km。两个年代枯季水位梯度变化不明显,不同区域日均水位有升有降。数值试验结果同时表明,地形变化导致各主要节点分流比也产生不同程度调整,三水-马口、天河-南华等地形变化显著的区域分流比变化较大。     

江西赣江下游中支现代网状河流沉积

赣江下游中支网状河位于赣江现代三角洲平原上 ,它们具有重复分叉合并、快速加积、低坡降、低弯度等特点 ,其河道具有较高的侧向稳定性 ,并且发育天然堤、决口扇、废弃河道、河间漫滩、湖泊、沼泽和江心洲等地貌单元。网状河道的沉积物多以沙砾石和中细沙为主 ,概率累积曲线多为三段式 ,并以跳跃组分为主。砂体内部主要发育槽状交错层理。河道间其他地貌单元 (如河漫滩、湖泊和沼泽等 )以细粒沉积物为主。河口盆地的上升、三角洲地带水流的扩散、长江倒灌水流的顶托、坡降很低以及江心洲稳定等是赣江网状河形成的主要因素     

黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的遥感估算及其动态研究

利用多源遥感数据,采用基于归一化植被指数的像元二分模型反演出1980、1998、2010、2014年4个时期的植被盖度,在此基础上分析并揭示黄河十大孔兑流域林草植被覆盖度的时空变化规律.结果表明:1)1980—2014年间,十大孔兑流域林草植被覆盖度呈现持续增加趋势,由1980年的9.29%提高至2014年的37.80%.1998年后,全流域林草植被盖度增加速率显著加快,林草植被盖度恢复主要表现为中等覆盖度的面积比例增加.2)近35年来,十大孔兑流域植被变化以稳定和完全恢复类型为主.研究区内完全恢复、恢复和轻微恢复3种植被变化类型占总面积的73.09%,严重退化、退化和轻微退化3种类型占总面积的2.72%.3)1980—2014年间,十大孔兑各个典型地理单元内林草植被盖度均呈增加趋势,除下游地区外均表现为1998年后林草植被盖度增加更为迅速.1980年,十大孔兑流域典型地理单元林草植被盖度由大到小排序为:上游西部、上游东部、下游、中游东部、中游西部.1998—2014年间典型地理单元林草植被盖度由大到小排序变化为:中游东部、上游东部、上游西部、中游西部、下游.1998年后实施的退耕还林(草)等工程是该地区植被覆盖度增加的主要原因.     

基于GF-2影像的苏州市区水质遥感监测

城市水体水质遥感监测是治理城市水体水质遥感监测是治理城市水环境污染的重要基础,也是城市生态系统建设的重要组成部分。本文基于GF-2影像,建立城市水体水质参数反演模型,对2015年-2017年苏州市区水体的叶绿素a浓度、悬浮物浓度、透明度三种水质参数进行遥感监测,分析了苏州市城市水体水质参数的时空变化特征并且对苏州市水环境进行了评价。结果表明,苏州市区水体叶绿素a浓度整体偏高,但平均水平逐年降低。各个市辖区城市河道平均叶绿素a浓度相差不大。大型河流湖泊中,虎丘湿地叶绿素a的平均含量在2015年-2017年间均处于最高水平。三年间市区城市河道的平均悬浮物浓度降低明显,悬浮物浓度较高的河道均主要集中在虎丘区。大型湖泊的悬浮物浓度不高,逐年降低明显。盛泽湖的平均悬浮物浓度最低,透明度最高。京杭运河的悬浮物浓度一直保持在最高水平,且变化不大,吴淞江汇入京杭运河部分水体悬浮物浓度偏高。2016年元河塘悬浮物浓度突然增高并在2017年有所降低,但仍高于2015年。透明度的分布变化趋势与悬浮物浓度相反,符合常规规律。苏州市区水质逐年改善,但仍水质情况仍不容乐观。京杭运河、元河塘、虎丘湿地由于人为活动导致水质较差,今后需进行重点监测与治理。其余河流湖泊水质均逐年改善,盛泽湖的水质处于最优水平。根据相关资料查阅,遥感监测苏州市区水体水质情况符合实际情况,GF-2影像能有效地反演城市水体的水质参数信息并显示其分布变化规律。     

Episodic sediment accumulation on Amazonian flood plains influenced by El Niño/Southern Oscillation

Continental-scale rivers with a sandy bed sequester a significant proportion of their sediment load in flood plains. The spatial extent and depths of such deposits have been described, and flood-plain accumulation has been determined at decadal timescales, but it has not been possible to identify discrete events or to resolve deposition on near-annual timescales. Here we analyse (210)Pb activity profiles from sediment cores taken in the pristine Beni and Mamore river basins, which together comprise 720,000 km2 of the Amazon basin, to investigate sediment accumulation patterns in the Andean-Amazonian foreland. We find that in most locations, sediment stratigraphy is dominated by discrete packages of sediments of uniform age, which are typically 20-80 cm thick, with system-wide recurrence intervals of about 8 yr, indicating relatively rare episodic deposition events. Ocean temperature and stream flow records link these episodic events to rapidly rising floods associated with La Ni?a events, which debouch extraordinary volumes of sediments from the Andes. We conclude that transient processes driven by the El Ni?o/Southern Oscillation cycle control the formation of the Bolivian flood plains and modulate downstream delivery of sediments as well as associated carbon, nutrients and pollutants to the Amazon main stem.     

平原河流水沙动力学若干研究进展与工程治理实践

综述了河海大学在平原河流水沙动力学问题及河道整治技术创新与实践方面的研究成果,包括含植物水流、沙波床面水沙运动、潜流交换、河网交汇流、桥墩防冲、闸下防淤等基础理论、复杂河网水沙运动模拟与多目标水力调控技术,以及上述理论方法在解决长江、淮河、珠江等流域多个大中型复杂河网防洪、排涝、水运、环境等诸多实际问题中的应用,展望了我国平原河流治理今后需重点关注的问题。     

No upward trends in the occurrence of extreme floods in central Europe

Extreme river floods have been a substantial natural hazard in Europe over the past centuries, and radiative effects of recent anthropogenic changes in atmospheric composition are expected to cause climate changes, especially enhancement of the hydrological cycle, leading to an increased flood risk. For the past few decades, however, observations from Europe do not show a clear increase in flood occurrence rate. Here we present longer-term records of winter and summer floods in two of the largest rivers in central Europe, the Elbe and Oder rivers. For the past 80 to 150 yr, we find a decrease in winter flood occurrence in both rivers, while summer floods show no trend, consistent with trends in extreme precipitation occurrence. The reduction in winter flood occurrence can partly be attributed to fewer events of strong freezing-following such events, breaking river ice at the end of the winter may function as a water barrier and enhance floods severely. Additionally, we detect significant long-term changes in flood occurrence rates in the sixteenth to nineteenth centuries, and conclude that reductions in river length, construction of reservoirs and deforestation have had minor effects on flood frequency.     

洛阳二里头遗址南沉积剖面的粒度和磁化率分析

洛阳盆地内二里头遗址南沉积剖面位于遗址所在二级阶地的前缘,属于河流堆积。对剖面的沉积物样品做了光释光测年及磁化率、粒度分析。结果表明:剖面沉积年代大致在2000~5000 aBP之间。剖面下部(113~123 cm)沉积物粒度较细,磁化率偏高,粒度曲线反映水流较弱的泛滥平原沉积环境,属河漫滩堆积;中部(90~113 cm)粒度较粗,磁化率较低,粒度曲线反映水动力较强的边滩–漫滩沉积环境,属河床边滩堆积;上部(0~90 cm)粒度变细,磁化率升高,粒度曲线反映水动力条件较弱的泛滥平原沉积环境,属河漫滩堆积。其中沿水平方向可见剖面中部的河床边滩堆积直接覆盖在二级阶地顶面的龙山时期灰坑之上,由此可以确认剖面中部地层记录了一场漫上了河流阶地的特大洪水事件,这一记录与孢粉分析得到的气候变化过程具有明显的相关性。4000 aBP前后异常洪水的出现和大洪水前后河流过程的变化,可能是对4200 aBP全球性气候异常事件的区域响应,对我国最早的都邑——二里头城址的选址有重要的影响。     

基于亚米级遥感影像的辽河流域片枯水期河流干涸断流分布特征

“水十条”指出要维持河湖基本生态用水需求,重点保障枯水期生态基流. 为了掌握辽河流域片枯水期河流水资源状况,本文利用亚米级高分辨率遥感影像,获取了辽河流域片2018年枯水期河流干涸断流位置、干涸长度和干涸比等信息,并从空间分布、河流级别、国考断面、干涸原因等方面进行了分析. 结果表明:辽河流域片枯水期河流干涸断流情况较严重,区域上呈现自东向西逐渐加重的分布特点,中小河流干涸断流问题比较突出,部分国考断面处河流干涸断流;气候因素和人类活动共同作用导致河流干涸断流问题严重. 建议加强水资源调度管理,利用卫星遥感等先进科技手段开展监测监管,保障河流生态流量,维护水生态环境健康.      

GIS支持下辉发河流域遥感洪水监测与预报系统研究

利用了先进的卫星遥感技术,计算机技术,地理信息系统技术,采用洪水监测与预报相结合,提出了暴雨预报模型,通过卫星遥感和常规手段相结合,修订了新安江产汇流模型,附之于建立的流域和河漫滩GIS的支持,使之从降雨,洪水预报到灾情评估构成了一个完整的洪水监测和预报系统,具有一定的科学性,实用性。     

洞庭湖区季节性河流浅滩航道整治方法初探--以安乡至茅草街航线七星堆滩整治为例

安乡至茅草街航线位于洞庭湖区长江分洪道凇滋河与虎渡河会流后的尾闾段,该航线为季节性河流．此类河流浅滩来水来沙条件及演变规律均与一般平原河流浅滩明显不同．涨水期河段输沙顺畅时,浅滩主流以冲刷为主;周边河流涨水及洞庭湖水位普遍抬高的滞水期,浅滩发生淤积．以七星堆滩为典型,归纳了针对该类浅滩在挖横布置及整治建筑物方面的设计原理,总结了该类滩险航道整治的设计思路、整治原则和方法．     

长江中游洪水调度研究（Ⅰ）：洪水调度的水文-水力学耦合模型

根据长江中游的实际特点,选择汊点分组解法求解河网矩阵方程,克服大型复杂区域内模型计算速度和整体性之间的矛盾。选择水文学-水力学模拟技术相耦合的集成措施,解决洪水调度中下边界难以确定的困难,在此基础上建立了洪水调度数学模型。模型在不同来水条件下均能取得较好的洪水调度模拟效果,能够根据调度原则,给出任意位置水位流量、蓄洪区进出洪量等详细信息,为防洪决策提供参考。