黄河下游河道输沙用水量研究

从上游来水来沙状态、下游河道输沙目标、下游河道水流输沙能力和水利枢纽调控调度4个层次分析了黄河下游河道输沙用水效率。根据1950－1997年期间的实测资料，分别讨论了黄河下游不同河段在自然、受控、复杂和异常状态下的输沙用水量。在各种状态下根据河道和输沙特性的差异，分别按照均衡和平衡输沙目标计算了下游河道输沙用水量。在设定输沙目标下，以年内不同时段水流挟沙能力为依据，对比了可能提高输沙用水效率的不同调控方案，例如在汛期或7－8月输送全年泥沙的方案等，以便减少黄河下游输沙用水量并缓解黄河水资源的紧张趋势。这些方案有可能通过水利工程枢纽的调控来实现，为此中给出了不同状态下均衡、平均输沙用水量可调控的阈值。     

淮河中游造床流量计算

根据1950~2007年实测水文资料,分别采用马卡维也夫法和平滩流量法对淮河中游干流河道造床流量进行计算.通过对2种方法计算结果的综合分析,推荐了淮河中游各站及相应河段造床流量值,并通过回归分析建立了造床流量与多年平均流量以及多年汛期平均流量的经验公式.     

张家界地区溇水流域洪水特征分析

以张家界地区主要水系溇水流域为研究对象,利用长潭河站1966年以来有记录的水文泥沙资料(25a),分析溇水流域不同阶段洪水发生频率、洪峰规模、洪水输沙能力及水沙关系特征的变化规律.通过有序聚类方法将溇水流域洪水变化过程划分为1966—1969年、1970—1985年和2007—2011年3个阶段.研究结果表明:溇水流域以夏季洪水为主,发生频率约占56%.25a间,洪峰流量主要集中在500~1 000m3/s,大于1 000m3/s的洪水发生频率在不同时段分布规律不尽相同,最高洪峰流量可达到7 000m3/s.洪水对溇水流域输沙量的贡献远大于水量的贡献,最大洪水事件对溇水流域输沙过程起主导作用,其最大贡献率可达73%(1966年).3个阶段"流量-含沙量"呈幂函数关系,其系数变化特征表明溇水流域洪水输沙来源相对不充足.1970—1985年间洪水输沙能量有所增加,而2007年后输沙能量有所降低.不同阶段"流量-含沙量"滞后环特征变化在一定程度上表明溇水流域悬移质输沙来源从河道向坡面或上游较远的地方转移.     

动床沙粒阻力与底沙输移

本文在输沙实验的基础上,从研究水流结构着手,分析了水流和泥沙之间的相互作用关系,讨论了动床沙粒阻力和底沙输移规律.结果表明,动床沙粒阻力与输沙有关.本文还导得动平床情况下的流速分布公式、阻力公式和输沙率公式,使动床的水流运动和输沙过程得以联解.通过295组水槽实测资料详尽的验证,证明本文结果与实测资料是一致的.     

分布式小流域侵蚀模型及应用

针对黄土高原水土流失严重问题,基于分布式水文模型的基础上,建立了小流域侵蚀产沙输沙模型.产沙模型采用USLE模型,并结合黄土高原侵蚀的特色进行改进,考虑了降雨、土壤、植被、水保等因素对侵蚀的影响.输沙模型结合分布式水文模型的河网汇流,制定了一套简单的输沙方案.岔巴沟流域的实测资料验证该模型简单可行.能够模拟出流域的实际侵蚀图,为流域侵蚀的预报及水保工程的规划提供科学依据.     

汾河灌区土壤墒情预报经验模型

根据汾河灌区各测站多年实测的土壤含水量资料以及多年的气象资料,分析了该灌区土壤水分变化的规律,建立了土壤墒情顸扳的经验模型,为灌区管理部门用水调度和流域配水提供了依据,为实现适时适量灌溉、充分发挥水资源和灌溉工程的效益、有效调控土壤水分,节水增产、增效益的目的,并为了解和预测灌区旱情分布提供了参考。     

南阳市河流泥沙特性分析

河川径流所挟带泥沙数量的多少是反映流域水土流失程度的重要指标。本文分析了南阳市境内主要河道多年平均含沙量、输沙模数的分部及变化规律，为研究南阳市水土流失特征、河湖地表水资源的开发利用、各种水利工程的管理运行及工程安全分析提供技术支持。     

延安市河流系统生态环境需水量测评与分析

根据延安市主要水文站点近50 a的径流量、输沙量等实测资料和各污染站点近10 a的水质分析资料,以区域河流系统为研究对象,提出了基于GIS空间分析的河流生态环境需水量的测算方法,定量对比分析区域河流系统的生态环境需水量及其时空分布特征,明确主要流域生态需水和经济用水的理论阈值,为区域河流系统各项生态环境需水的平衡以及生态用水和经济用水的优化配置提供科学有据的参考.研究结果表明:延安市主要河流系统的生态环境需水总量为10.619亿m3,建议地表水的经济取用总量为2.445亿m3;河流系统的输沙需水量决定了综合生态环境需水总量,汛期输沙需水量显著高于基本生态需水量和自净需水量,占到全年需水总量的80%以上;20世纪50-70年代主要河流的输沙需水量相对偏高,20世纪80-90年代,输沙需水量整体呈明显下降趋势.     

螺旋流输沙相似律探讨

本文从分析螺旋流流态入手，考虑泥沙的运动状态相似，讨论了螺旋流中均匀泥沙在有效重力和绕流阻力作用下成为悬移质的相似律，以及泥沙的起动相似和悬移相似的同一性问题；分析了螺旋流输沙过程中沿程阻力损失。它为螺旋流输沙的试验研究提供了可靠的理论依据。     

澜沧江上游流域暴雨特性分析

澜沧江是云南省6大水系之一,也是一条国际河流,纵跨13个纬度,流域内自然地理条件差异较大。其中以溜筒江水文站为界的澜沧江上游流域,地处青藏高原东部腹地的高海拔地区,气候高寒,低温少雨。该文以澜沧江上游古水水电站可能最大洪水专题研究项目为依托,根据澜沧江上游流域内外43个水文气象站点的资料,通过对多年平均降水量、最大1日、3日暴雨量以及大雨、中雨发生频次的分析,总结得到澜沧江上游流域的暴雨季节特征和地区分布特征。     

近51年海河流域气候变化特征分析

在全球变暖的背景下,海河流域作为我国重要工农业生产地,气候正在发生重大变化.利用1960年-2010年海河流域30个气象站点的气温和降水资料,将每个站点的气温和降水量展布到全流域,采用线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和小波分析等方法分析海河流域气候的变化特征.结果表明：海河流域气温呈明显上升趋势,其中西部和东部明显高于南部和北部,年平均气温在1988年发生突变,气温变化存在7a和10～15a2个周期;整个流域的降水量呈下降趋势,其中北部的内蒙古地区和河南的北部地区降水减少趋势最为明显,降水量在1997年发生突变,降水变化存在5～7 a和10～15 a 2个周期.     

山东省农业气象自动站土壤分布状况研究

 为了解山东省各农业气象自动站的土壤分布状况,对山东省各气象台站为安装农业气象自动站所进行测定的土壤质地资料,采用气象归类法进行分析评估.结果表明：①22种土壤,壤土类达131个台站次,黏土类达56个台站次,砂土类达25个台站次;②0～30cm均为壤土类的台站达90个,〖JP2〗占到120个台站的75%,均为黏土类的台站为16个,占13.3%,均为砂土类的台站为1个,占0.8%,混合类土壤达13个台站,占10.8%.     

长江流域年降水量的空间特征和演变规律分析

为获取长江流域年降水量的时空变化特征,对长江流域年降水量进行了空间分区和时间演变分析.根据长江流域146个气象站点1960~2005年的逐年降水量资料,采用经验正交函数和旋转经验正交函数对长江流域年降水量的空间变化特征进行分析,并计算了1960~2005年年降水量的线性演变规律,利用奇异谱分析方法来检测区域降水量发生突变的情况.结果表明,长江流域年降水量主要有3种空间分布型、8个降水变化敏感区域.8个敏感区域中,汉江流域、岷江-嘉陵江源区、乌江流域南部年降水量呈减少趋势,其中岷江-嘉陵江源区减少最为显著,年降水量每10年减少27.1 mm;洞庭湖-鄱阳湖地区、鄱阳湖流域南部、太湖流域、金沙江流域中部、云南地区年降水量呈增加趋势,其中金沙江流域中部年降水量显著增加,年降水量每10年增加17.7 mm.存在降水突变的地区有5个,下游的太湖流域发生最早,时间为1977年,上游云南地区最晚,为1998年.长江流域年降水量有比较明显的空间区域特征,各个区域年降水量的时间演变规律也不一致.     

基于无线传感网络的三峡流域水环境监测系统

为解决长江三峡库区流域因幅员辽阔、地形复杂难以实施大范围水质监控,设计了一种基于无线传感网络的水环境监测系统.该系统采用无人值守的无线传感网络架构,借助分布式数据采集方式,基于GPRS通过无线网络实现鉴定检测数据的传输,提高了监测精确度,降低了对单个节点传感器的精度要求;大量冗余节点的存在,使得系统具有很强的容错性能;密集分布的节点增大了覆盖的监测区域,减少了洞穴或者盲区.讨论了环境监测系统的结构,设计了监测设备的软硬件系统,基于搭建的系统在线测试环境,给出了主要的实际水环境检测参数的测量数据.测试数据分析结果表明,所设计的系统可以满足三峡库区对水环境参数监测的需要.     

路堤高度和边坡对沙漠公路输沙效应的影响

长期以来,风积沙对沙漠公路一直有着特殊的影响,作为解决这一问题的基础研究--输沙效应分析也就引起了人们的足够重视.公路设计者们正逐渐把分析问题的角度从公路两边的防沙、固沙转移到对公路本身的结构设计上.结合G315线若羌-且末沙漠公路的现状调查,从路堤高度和坡度对输沙的效应进行了分析,提出了在不同的路段上,应设计合理的路堤高度和坡度.     

近48年长江源区降水时空变化特征分析

基于1966～2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明：(1) 长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;(2) 近48年来长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;(3) 长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;(4) 长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;(5) 长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

河西走廊内陆河流域极端降水特征分析

水资源是维持内陆河流域复合生态系统的重要纽带.大气降水作为流域水资源的重要来源,其时空分布及强度变化会对流域生态水文过程有着重要影响.本文以河西走廊内陆河流域19个气象站1960—2012年逐日降水资料为基础,构建了最大1d降水量、最大连续5d降水量和非常湿天降水总量等极端降水指标,通过采用多种极值概率分布模型探讨研究区极端降水指标在频次、强度和贡献率方面的变化,从而为分析极端降水对流域生态水文过程的影响提供科学依据.结果表明,基于GEV最优概率分布模型,得出研究区超过5年一遇的最大1d降水量、最大连续5d降水量、非常湿天降水总量近年来发生次数有所增加,尤其是2000年以后增加更为明显;研究区极端降水强度在2000年以后也明显增强;在极端降水量对年降水总量的贡献率方面,近年来石羊河流域总体呈现增加趋势,黑河流域上游呈现增加趋势、中游和下游以下降趋势为主,疏勒河流域上游和下游呈现增加趋势,中游则以下降趋势为主.     

基于多目标准则的流域站网优化

对于流域站网空间布局不合理(含有大量冗余站点及监测空白区等)的问题,基于美国伊利洛伊斯河下游流域27个站点4年的日均径流量数据,以站网中联合熵最大、冗余度最小且数据波动最小3个准则,构建了联合熵比、冗余度比和纳什效率系数(NSE) 3个目标函数对站网的信息量进行定量评估。约简流域冗余站点构成初步优化站点组合,并根据出水口得到的潜在站点确定流域需要新增的站点。结果表明:在原站网的基础上选出11个站点构成初步优化站点组合,其联合熵与原站网相等,冗余度减少74. 2%;在初步优化站点组合基础上新增3个站点,联合熵和冗余度分别增加37. 1%和22. 3%;与原站网相比,优化后的站点数量为14个,联合熵增加了37. 1%,冗余度减少了68. 5%。     

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。     

Debris Flow Monitoring System and Observed Event in Taiwan： A Case Study at Aiyuzi River

Since 2002,the Soil and Water Conservation Bureau,which is responsible for the conservation and administrative man-agement of hillside in Taiwan,has been cooperating with Feng Chia University. Together,they have successfully carried out the establishment and maintenance of 13 fixed debris flow monitoring stations over the island and 2 mobile debris flow monitoring sta-tions. During July 2004,a powerful southwest air current brought by Mindulle Typhoon caused serious flood in central and southern Taiwan. This paper aims to describe the establishment of debris flow monitoring systems in Taiwan and the observation of the debris flow event during Mindulle Typhoon at Aiyuzi River in Shenmu Village,Nantou County by the monitoring station.