河流断面演变关键影响因子遥感统计分析与识别

选取人类活动影响较小的三江源地区,利用多源遥感数据,结合最小二乘法与模糊聚类法开展大数据统计分析,探索自然因素对河流断面形状空间变异的影响.结果表明:在所有影响因素中,流域面积是驱动河流断面形状变化最主要的影响因素,随着断面控制流域面积的增加,上游"窄-深"型河道渐变为下游"宽-浅"型河道;土壤孔隙高、粉粒含量大、断面位置坡度高、植被盖度低的地理环境更利于抛物线型河流断面的形成;断面形状拟合参数(a)、控制流域面积(S)与宽深比(RWD)的关系函数均为指数型函数(a=c1ed1s,RWD=c2ed2S).以上结论适用于受人类活动影响小、资料缺乏的山区自然河道,可准确、高效、安全地获取河流断面形状,为河流水质评价、生态流量计算、河流健康保护、水土保持措施配置研究等奠定坚实的方法和数据基础,助力我国生态文明重大方略的实施.     

生态水文学兴起:学科理论与实践问题的评述

生态水文学是20世纪后半叶发展起来的新兴水科学研究领域的交叉综合学科，基于习近平总书记的“生态优先、绿色发展”理念和实现我国生态文明建设目标，其研究成为我国新时期水科学理论与实践的新目标与新挑战，为“绿色-高质量-可持续”发展提供强大动力．本文简述了生态水文学国内外发展历程和动向，深入评述了生态水文研究的几个基础理论问题，主要包括:人-水-生态系统关系认知与协同变化的和谐内涵、四大平衡的协同内涵及Budyko水-热平衡联系方程、绿水在生态系统中的重要内容和面向全球变化的生态水文宏微观尺度研究，并着重阐述了生态系统的需水与用水；针对生态水文的实践应用，阐述了水-碳循环耦合机制研究能够有效服务国家“双碳”计划，分析了南水北调工程和黄河流域生态环境治理中生态水文问题，提出了南水北调西线工程是构建国家水网、缓解黄河流域水资源短缺的重要举措；基于生态水文研究现状和国家发展需求，对生态水文研究提出展望，如生态系统对人类活动和气候变化响应机制研究、水土保持与生态建设综合技术体系、多源信息融合新技术、加强与社会科学的交叉融合研究和生态水文系统研究等．      

淮河流域典型闸坝断面的生态综合评价

为分析淮河流域的闸、坝等水利设施对水生态环境的影响,采用多种生物指数法对淮河流域典型闸坝断面的生态系统现状进行了综合评价。结果表明,大多数水库处在生态稳定的健康状态;64%的所调查评价的河流生态系统处在不健康或亚健康状态。淮河干流水生态与水环境优劣的突变点在临淮岗,临淮岗以上的河段污染较轻;临淮岗以下河段污染较重。建议统筹考虑流域闸坝间水量联合调度与水污染源控制的共同作用,以使淮河流域水生态尽快得到恢复改善。     

水电站入库流量的灰色自记忆预测方法研究

运用灰色系统理论与数据序列自记忆性原理相结合的方法,提出了数据序列预测的灰色自记忆模型,并应用于年径流量及汛期来水预测.山西沁河曹河水电站年径流及汛期径流预测的实例表明,该模型能处理非平稳数据序列并反映动态数据序列的极值趋势,可提高预测精度.     

耦合多物种生态流速的生态需水计算方法

河流生态恢复是经济可持续发展的关键,生态需水满足是河流生态系统稳定的前提.生态需水研究是目前生态学和水文学、水资源学研究的热点,国内外学者从不同角度出发提出了多种计算生态需水的方法,并基于这些方法对不同尺度研究区进行了生态需水量的研究计算.但在现有计算方法中缺乏针对多个物种流速需求耦合的研究,会对计算结果的准确性产生影响,继而影响流域水资源调控.本文针对此问题引入优势度指数建立多物种生态流速耦合模型,为生态需水的计算提供契合生态系统整体需求的解决方案.该方法不受地域因素影响,具有较广的适用性.应用于小清河流域3个典型断面——黄台桥、岔河、石村,结果显示:黄台桥断面生态需水为12.33m~3·s~(-1);岔河断面生态需水为4.40m~3·s~(-1);石村断面生态需水为14.53m~3·s~(-1).与Tennant法对比,本研究方法计算结果合理,且更能反映鱼类种群,而非单一物种对水量的实际需求.     

雅江流域多源遥感驱动的SRM模型精度影响因子研究

利用多源遥感数据驱动SRM模型模拟雅鲁藏布江4个不同水文站控制流域的融雪过程,分析流域特征(面积、地形地貌因子、植被类型)、模型输入变量(气温、降水、积雪覆盖率)对遥感驱动SRM模型模拟精度的影响.研究表明:遥感驱动的SRM模型在雅鲁藏布江研究区域模拟精度较高,NSE系数达到0.83以上;但其精度受流域面积大小的影响,具有尺度阈,在一定面积尺度上模拟精度最大,流域地形越复杂,其模拟效果越差;植被覆盖类型影响融雪径流过程的模拟,进而影响模拟结果;模型3个主要输入变量气温、降水、积雪覆盖率对遥感驱动的SRM模型的模拟精度同样有很大程度的影响.研究结果对资料匮乏的高海拔地区水资源利用具有重要意义,同时可为遥感驱动的SRM模型的推广应用提供有效支撑.     

数值算法在水库防洪调算中的应用

将数值算法应用于水库防洪调算，提出一种适宜计算机程序设计的调洪演算新方法－－数值迭代法．在淄博市太河、田庄两大型水库洪水预报调度工作中进行实际应用．