黄河北干流水沙时空变化特征及协调性分析

为了解黄河北干流河段径流和输沙的时空变化规律及趋势,基于2002—2021年黄河北干流水沙数据,采用Mann-Kendall检验、突变点检验、小波分析、水沙关系协调性分析等方法,对黄河北干流河段的头道拐、龙门、潼关3个水文站2002—2021年的水沙时空变化特征进行了分析。结果表明:黄河北干流河段的输沙年内不均匀程度和集中度均大于径流,并且年内特征变化更加显著;各站径流集中期主要出现在9月,而输沙集中期主要在8月和9月;流域内水沙变化的显著突变年份多发生在2005年和2017年,可能与近年大型水利工程的调控影响相关;3个水文站水沙序列主要时间尺度对应的周期分别为13、10、9 a;黄河北干流的水沙不协调性在2008年之前主要表现为水少沙多,而在2008年之后则表现为水多沙少,其中头道拐的来沙系数始终小于0.009,一直处于水多沙少的状态。总体上,研究期内黄河北干流河段径流量在不断上升,而输沙量明显减少,且随着时间的推移水多沙少的趋势愈发显著。     

塔里木河干流年径流量变化的人类活动和气候变化因子甄别

如何区分人类活动和气候变化对径流的影响,一直以来受到研究者的广泛关注．文中以塔里木河流域近50年来实测径流资料以及塔里木河干流区气象资料为研究对象,采用非参数的Spearman秩次检验和Mann-Kendall检验对干流径流和气象因子时间序列变化趋势进行分析,并在此基础上对二者的突变点进行检验．结果表明,在人类活动影响下干流阿拉尔、新渠满、英巴扎和卡拉水文站年径流量发生突变的年份分别为1970,1972,1974和1974年;而气候变化发生突变的年份则为1993年．人类活动对塔里木河干流（以卡拉水文站计）年径流量减少的影响在20世纪70—90年代和2000—2005年分别为41.96％,74.73％,76.45％和67.18％;气候变化对干流年径流量减少的影响在20世纪90年代和2000—2005年分别为1.67％和2.95％．人类活动是影响干流径流变化的最主要因子．     

长江干流径流同位素同步监测

基于2003年1月长江干流径流同位素同步监测资料,分析了径流同位素与大气降水同位素18O和D相对丰度之间的关系,探讨了18O相对丰度和氘盈余(Ed)的空间变化规律.分析结果表明:长江干流径流同位素时程变化主要受降水同位素季节变化的影响;区域降水同位素场是长江干流径流同位素18O和D相对丰度空间变化的主要影响因素;长江流域湖泊或水库蒸发效应是导致长江干流径流重同位素沿程富集的主要因素之一;监测期间长江流域上中游蒸发较为强烈,中游区蒸发最强烈,下游区蒸发变化剧烈.     

天然河流水温变化规律的原型观测研究

为了探求天然河流水温沿程变化规律以及水电站运行对河道水温的影响,作者选取某河干流及主要支流,依托现有水文水位站开展了水文水温同步原型观测.观测结果表明,该河干流水温变化从上游至下游每100km升温0.85℃,并且随高程每降低100m升温0.27℃.作者分析认为,水电站运行方式是影响下游河道水温变化的重要因素.     

松花江干流中游段径流年内分配变化规律

为了研究松花江干流中游段的径流年内分配变化规律,以哈尔滨站和佳木斯站1954—1987年、2001—2007年的逐日流量资料为基础,对径流年内分配的不均匀性、集中程度和变化幅度等指标进行了分析计算.结果表明:(a)松花江干流中游段在20世纪70年代径流年内分配较为均匀,80年代最不均匀;哈尔滨站的径流年内分配不均匀性和集中度通常要小于佳木斯站;最大径流出现的时间哈尔滨站滞后于佳木斯站.(b)2个站径流年内分配不均匀系数、完全调节系数、集中度和集中期的变化过程是同步的,且前3个指标之间具有较大的相关关系.     

软土地基水泥土搅拌桩施工扰动情况现场测试及分析

基于某软土路基水泥土搅拌桩加固工程,设计并进行现场试验来研究水泥土搅拌桩施工过程中对周围土体的影响,测量了施工过程中,周围土体中孔隙水压力和土体位移的变化情况.结果表明:水泥土搅拌桩周围土体的扰动情况与离桩距离、桩到达深度有关;大面积水泥土搅拌桩施工时,孔隙水压力和土体位移都会不断累积增加;泥土搅拌桩由近及远施工比由远及近施工,对周围土体的扰动小;得到最大孔隙水压力增量与打桩点距离之间的拟合关系式.上述结论为软土地区的水泥土搅拌桩的设计和施工优化提供了指导性的意见.     

南水北调西线工程对长江上游径流的影响

根据流域河道汇流和水库调度模型,对调整后的南水北调西线工程和水库群影响下的长江上游径流变化作了分析,全面考虑了长江上游流域内80座主要水库.结果表明调水使受影响水系径流明显减少,雅砻江受影响最大;受水库调节影响,不调水的月份径流也明显减少,且距引水点越远径流受影响越小;龙头水库的运行状况对其水系径流的影响显著,调水后汛末不能蓄满时其径流调节能力大减,导致水系非汛期径流减幅大于汛期;调水使水库入流减少,调节幅度加大,延长了水库汛期向汛限水位运行的过程,使汛期径流减少;所有规划水库建设后,长江上游调水170×108m3,对三峡枢纽运行影响不大,宜昌站4月份径流减少最多,约10%,汛期径流有所减少,一般在6%以下.     

近50年渭河关中地区地表径流变化及其归因分析?

采用流域水文过程模拟和水文气象统计学相结合的方法,归因分析了近50a来渭河关中地区地表径流的变化.通过对关中地区1958—2008年水文气象要素进行趋势检验分析,发现近50a来该区域地表径流量呈现显著下降趋势,而降雨量和潜在蒸散发量没有明显的变化,说明径流的变化主要受人类活动的影响,并用Mann-Kendall法检验出1990年为径流过程的突变点.基于此,构建SIMHYD月降雨—径流水文模型,以1958—1989年为模拟预处理期,1990—2008年为模拟检测期,通过模拟分析获得气候变化和人类活动对径流影响的归因分析结果.同时采用改进的气候弹性系数法对上述径流变化归因分析进行验证,也得到了近似的结果.结果表明,气候变化对径流减少的影响程度为18%~22%,而人类活动为78%~82%.     

东江源寻乌水流域径流变化特征及其原因分析

东江源水资源安全影响着珠三角社会经济发展和香港繁荣稳定,径流是水资源安全评价的重要水文要素.该文收集东江源区干流寻乌水1980-2016年逐日水文气象数据、6期土地利用及土地耕作属性等数据,采用IHACRES水文模型和统计分析等方法,分析寻乌水径流变化特征及其影响因素.结果表明:在模型基准期(1980-1992)和变化期(2009-2016)中,径流年际变化模拟效果评价指标R²、N_S和P_BIAS的值分别为0.99、0.99、0.37和0.8     

人类活动对老哈河流域近50年径流变化影响的定量评估

以中国北方典型的半干旱区老哈河流域为研究区,基于分布在流域内的53个雨量站、10个径流站和4个气象站数据研究老哈河10个子流域近50年来关键水文要素的时空变化规律。利用MK检验及Pettitt突变点检验,分析降水与径流的变化趋势和显著性水平,并计算其突变点。采用半分布式可变下渗能力(variable infiltration capacity,VIC)模型对10个子流域基准期的降雨径流过程进行模拟。基于率定后的模型参数,对变化期自然径流进行重建,从而定量分割出气候变化和人类活动对该流域径流急剧下降的影响。结果表明:自1980年以来,老哈河流域90%的径流下降是由人类活动引起的,而仅有10%归因于气候变化;就人类活动而言,特别是中下游地区大面积的农业灌溉用水是整个老哈河流域地表径流急剧下降的根本原因。此外,研究还发现人类活动对径流下降的贡献率随流域干湿变化而不同,在枯水年人类活动影响所占比重较大,而在丰水年人类活动的影响相对较小。     

上游水电站调蓄下施工导流风险效益分摊模型

为有效地均衡上、下游水电站与调峰电站之间的风险并合理分摊合作效益,将上游水电站汛期调蓄过程对导流系统和调峰电站引起的成本收益看作一种合作性的风险效益,运用合作博弈中的最小核心法建立梯级水电站建设条件下的导流风险效益分摊最小核心模型,求解梯级水电站建设条件下施工导流风险效益的分摊额度。实例计算结果表明：由于下游水电站施工导流系统和抽水蓄能电站受惠于上游水电站的调蓄作用,其分摊结果为负值,需支付上游水电站补偿金;不同的导流标准使分摊额度在梯级水电站群与调峰电站之间转移。     

三峡大坝建设前后对长江上游径流联合分布影响的分析

以三峡工程蓄水运行的 2003 年为分界点，利用长江上游流域寸滩、武隆、宜昌3站1951—2016 年的月径流资料，利用Copula函数，定量分析了三峡水库蓄水前后对长江上游多站径流的联合分布的影响. 研究结果表明:1）三峡水库建设前后，无论2个还是3个站的径流联合分布均发生了变化. 其中，寸滩–宜昌2站联合分布没有变化，但分布函数的参数略有减小；武隆–宜昌的联合分布从Gaussian Copula转变为Gumble Copula型；寸滩–武隆–宜昌的3站联合分布由Gumble Copula变成Gaussian Copula型. 2）三峡建库后，在相同的概率水平下，3站对应的径流量均比建库前明显减少；在相同重现期下，3站对应的径流量同样比建库前明显减少，其中，宜昌站径流减小率最大，寸滩次之，武隆最小. 这表明三峡建库后，对坝下宜昌站径流的影响高于三峡大坝上游的寸滩、武隆2站.      

1955—2012年韩江入海径流量和输沙量多尺度变化特征

基于韩江流域 12个气象台站1955—2012年降水量、潮安站径流量和输沙量资料,采用Mann-Kendall非参数秩次检验及小波分析方法研究韩江流域入海径流量和输沙量的多尺度变化特征. 结果表明:1955—2012年韩江入海径流输沙量总体没有出现明显变化,1982年以来径流量未发生显著变化,但输沙量呈现显著减少;流域径流量、输沙量存在明显的25~30、9~14、3~8 a时间尺度变化周期,其中25~30 a震荡周期最为明显,具有全域性. 流域入海输沙量和径流量周期规律基本一致,但输沙量周期略滞后径流量周期;在4 a时间尺度上正负相交替频繁,变化剧烈,突变点较多,而12 a与30 a时间尺度正负相交替正常,表明短时间尺度受人类活动影响较大. 近年来修建大量水电站,森林草地覆被率的提高,以及用水量的增加是韩江流域近几十年来径流量和输沙量变化的主要因素.     

三峡梯级短期优化调度大系统分解协调法的应用

针对梯级间流量传播对梯级水电站短期优化调度影响的问题,采用实测资料率定梯级间流量传播系数,构建了计算梯级间下游水电站入库流量的变系数线性回归方程,建立了"以水定电"模式下考虑流量传播影响的梯级水电站群短期优化调度系统分解协调模型.三峡梯级应用实例表明,当上游水库出库流量较小时,流量传播对梯级短期优化调度结果影响较大,且分解协调算法较轮库迭代法可有效减少解算时间,提高模型运算效率.     

苗尾水电站上游围堰三维渗流场分析及基础防渗方案研究

苗尾水电站上游围堰具有堰高、心墙土工膜承受的水头高及地质条件较为复杂等特点.采用非均质土统一的饱和-非饱和土渗流控制方程,对苗尾水电站上游围堰进行了渗流场三维有限元分析,并对不同基础渗控方案进行了对比;同时针对复合土工膜与防渗墙连接处应变集中拉脱以及防渗墙可能出现的施工缺陷等极端情况进行了分析.得出了不同基础帷幕灌浆深度及防渗体缺陷条件下各关键性的渗透指标,为围堰的技术经济设计决策及基坑抽排方案选定提供了参考.     

基于LMBP算法的崇阳溪流域降雨径流预报模型研究

采用泰森多边形法对流域进行划分,分别确定崇阳溪上游流域6个雨量站控制子流域的面积权重.选择1997至2014年的14场流域降雨径流过程为训练样本,以上游6个雨量站的时段雨量和武夷山水文站前期流量为输入,武夷山水文站相应流量为输出,采用3层网络,其中隐含层节点数采用试算法确定,建立崇阳溪上游流域LMBP神经网络降雨径流预报模型.利用余下的7场降雨径流过程对模型进行检验,结果表明,模型运算速度快、时效性好,预报精度符合要求,可以用于流域的降雨径流预报.     

基于样本熵理论的长江干流径流序列复杂性分析

基于样本熵理论,选取宜昌站、汉口站和大通站为长江干流主要水文控制站,对3站的径流序列进行分析,研究长江干流径流序列复杂性的空间分布及动态变化特征。结果表明:长江干流径流序列复杂性具有明显的空间差异性,从上游到下游总体上呈现增加趋势。各站的样本熵值与年径流量均呈现负相关关系。宜昌站和大通站径流序列复杂性处于不断增加趋势,汉口站21世纪以来呈现增加趋势。     

水库并联供水方式水电站大波动水力过渡过程工况的拟定

基于工况拟定的目的，以及常规供水方式水电站工况拟定的一般原则，通过对二个水库并联供水方式水电站的特殊性的研究，得出了拟定二水库并联供水方式水电站大波动水力过渡过程工况的程序和方法。     

基于改进粒子群算法的梯级水风光短期调峰优化调度

针对大规模风电、光电直接并入电网对系统调峰带来的负面影响,同时伴随高弃风、高弃光率的问题,本文提出通过利用水电输出通道将湖北一梯级水电站与附近风电场、光电场并入电网联合调峰的解决办法。首先分析了梯级水电站、风电和光电联合调度的必要性和可行性,提出了梯级水-风-光联合调峰策略,构建了以系统余留负荷均方差最小为目标函数的短期调度模型,最后利用收缩因子和改进粒子群算法求解。通过算例仿真得到,风光与梯级水电站共同参与系统调峰,调峰效果更好,改进后的PSO有更好的寻优精度和收敛速度。给未来实施梯级水电站与周围风、光电场联合调峰策略提供了参照。     

某水电站导流洞控制段三维有限元分析

某水电站导流洞进口控制段过水断面较大,封堵门设计水头达到75．52m,以结构力学方法计算,难以反映结构实际受力情况且配筋量较大．为反映结构应力应变实际情况,利用ANSYS有限元分析软件,建立某水电站导流洞控制段三维模型进行有限元计算,重点分析闸门颈口,边墩,中墩,顶板和底板等部位应力应变情况,为结构设计及结构配筋优化提供依据,也为今后的实际工程提供了有意义的参考．