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三峡水库干流含沙量对不同形态磷浓度的影响分析

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人民长江 2024年

作者：王文静赵旻赵起超长江水利委员会水文局

磷是我国水环境质量评价和污染控制考核的重要指标，其在天然水体中以溶解态、颗粒态等形态存在。研究水中含沙量的改变对不同形态磷浓度的影响，对磷污染控制有着重要意义。本文选取三峡水库干流为研究对象，采用Mann-Kendall非参数检... 详细信息

磷是我国水环境质量评价和污染控制考核的重要指标，其在天然水体中以溶解态、颗粒态等形态存在。研究水中含沙量的改变对不同形态磷浓度的影响，对磷污染控制有着重要意义。本文选取三峡水库干流为研究对象，采用Mann-Kendall非参数检验法和Pearson相关系数分析了该河段含沙量对总磷、溶解磷、颗粒磷等不同形态磷浓度的影响。结果表明：2003至2019年三峡水库干流的平均流量无明显变化，含沙量则明显减少。总磷浓度在2003至2012年间波动缓慢上升，2013至2019年则持续下降；溶解磷浓度呈先上升后下降趋势，各断面峰值出现在2013、2014年；颗粒态磷浓度呈波动下降趋势。与2003至2012年浓度均值相比，2013至2019年浑浊水样磷浓度、沉降水样磷浓度以及颗粒磷浓度分别下降了40%、25%和65%；溶解磷浓度则出现明显上升，库尾朱沱断面、变动回水区寸滩断面上升约60%，常年回水区清溪场和万县断面分别上升约20%、12%；溶解磷/沉降水样磷的比值快速上升，2013至2019年溶解磷/沉降水样磷均达到68%以上。在新水沙条件影响下，三峡水库干流不同形态磷浓度已发生明显改变，最易被浮游生物进行利用的溶解磷已成为三峡库区干流磷的主要存在形式。本研究可为三峡库区营养盐控制和治理提供科学依据。

关键词：总磷溶解磷颗粒磷 Mann-Kendall非参数检验三峡水库

汉江中下游干流水温时空分布特征及多时间尺度分析

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水文 2024年

作者：刘秀林李雨曾凌长江水利委员会水文局

基于黄家港等5个水文站长序列年均水温及月均水温资料，采用数理统计及复Morlet小波函数，对汉江中下游干流河流水温的年内、年际变化时间序列进行了全面系统的分析，量化评估了丹江口水库建设、加高运用以来下游河道水温的变化程度，... 详细信息

基于黄家港等5个水文站长序列年均水温及月均水温资料，采用数理统计及复Morlet小波函数，对汉江中下游干流河流水温的年内、年际变化时间序列进行了全面系统的分析，量化评估了丹江口水库建设、加高运用以来下游河道水温的变化程度，揭示了水温变化的多时间尺度的复杂结构，同时对水华易发期及鱼类产卵期水温特征进行分析。结果表明：（1）水温情势的改变程度与距离相关，丹江口坝下黄家港水文站在水库低温水下泄的影响下各特征值已显著改变，年均温呈下降趋势，距坝109 km的襄阳站在夏、冬两季受一定影响，皇庄站以下河道水温在沿程气候作用下恢复至天然情势。（2）黄家港站年水温存在25～28年、15～19年、9～11年时间尺度的周期变化，不同时期尺度特征不同，水温变化的阶段性特征明显；襄阳、皇庄、仙桃3个站点年水温主周期集中在5～7年、9～11年尺度，与黄家港站天然水温序列周期性变化的特征尺度一致。（3）丹江口大坝加高后，坝下至襄阳站水温进一步迟滞化，襄阳站日均水温18 ℃达到时间约有2旬的延迟；水华易发期1—3月水温增幅在0.9～1.5 ℃之间，温度的上升将在一定程度上增加水华爆发的频率。

关键词：丹江口水库汉江中下游水温时空分布特征时间尺度

三峡水库干流含沙量对不同形态磷浓度的影响分析

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人民长江 2024年第10期 68-76页

作者：王文静赵旻赵起超长江水利委员会水文局

磷是水环境质量评价和污染控制考核的重要指标，其在天然水体中以溶解态、颗粒态等形态存在。研究水中含沙量的改变对不同形态磷浓度的影响，对磷污染控制有着重要意义。选取三峡水库干流为研究对象，采用Mann-Kendall非参数检验法和Pea... 详细信息

磷是水环境质量评价和污染控制考核的重要指标，其在天然水体中以溶解态、颗粒态等形态存在。研究水中含沙量的改变对不同形态磷浓度的影响，对磷污染控制有着重要意义。选取三峡水库干流为研究对象，采用Mann-Kendall非参数检验法和Pearson相关系数分析了该河段含沙量变化对总磷、溶解磷、颗粒磷等不同形态磷浓度的影响。结果表明：(1) 2003～2019年三峡水库干流的平均流量无明显变化，含沙量则明显减少。(2)总磷浓度在2003～2012年间起伏波动、缓慢上升，2013～2019年则持续下降；溶解磷浓度呈先上升后下降的趋势，各断面峰值出现在2013、2014年；颗粒态磷浓度呈波动下降趋势。(3)与2003～2012年浓度均值相比，2013～2019年浑浊水样磷浓度、沉降水样磷浓度以及颗粒磷浓度分别下降了40%,25%和65%;溶解磷浓度则出现明显上升，库尾朱沱断面、变动回水区寸滩断面上升约60%,常年回水区清溪场和万县断面分别上升约20%和12%;溶解磷/沉降水样磷的比值快速上升，2013～2019年溶解磷/沉降水样磷均达到68%以上。(4)在新水沙条件影响下，三峡水库干流不同形态磷浓度已发生明显改变，最易被浮游生物利用的溶解磷已成为三峡水库干流磷的主要存在形式。研究成果可为三峡库区营养盐控制和治理提供科学依据。

关键词：总磷溶解磷颗粒磷含沙量 Mann-Kendall非参数检验三峡水库

1970～2022年金沙江上中游河段径流演变规律研究

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人民长江 2024年第10期 119-125页

作者：汪琳周波郭卫朱迪卜慧左建长江水利委员会水文局

金沙江上中游河段是中国规划建设的重要水电能源基地，探究变化环境下金沙江上中游河川径流演变规律对于促进流域水资源高效利用与管理具有重要意义。采用非参数检验、滑动t检验法、小波功率法系统研究了金沙江上中游河段的径流演变规... 详细信息

金沙江上中游河段是中国规划建设的重要水电能源基地，探究变化环境下金沙江上中游河川径流演变规律对于促进流域水资源高效利用与管理具有重要意义。采用非参数检验、滑动t检验法、小波功率法系统研究了金沙江上中游河段的径流演变规律，并结合不均匀系数、完全调节系数、集中度和基尼系数等指标综合分析了梯级水库建设运行对金沙江中游河段径流的影响。结果表明：1970～2022年间，金沙江上中游流域的年均流量呈现出不显著上升趋势；流域径流从上游到中游增加幅度越来越大，中游河段的多年平均流量相较上游增加了24.5%,而径流的突变点越来越滞后，且从上游到中游的径流变化周期显著性降低；梯级水库的投运与水库的蓄洪补枯调节作用不仅使得中游河段来水量更加均匀，波动性减小，且河段径流在丰水期水量下降，而枯水期水量增加，最小月均流量出现时间提前。研究成果可为金沙江流域水资源优化配置提供理论支撑。

关键词：河川径流演变规律水库运行金沙江

金沙江上中游河段近53年河川径流演变规律研究

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人民长江 2024年

作者：汪琳周波郭卫朱迪卜慧左建长江水利委员会水文局

金沙江中游河段是我国规划建设的重要的水电能源基地，探究变化环境下金沙江中游河川径流演变规律对于促进流域水资源高效利用与管理具有重要意义。本研究采用非参数检验、滑动T检验法、小波功率法系统研究了金沙江中游河段的径流演变... 详细信息

金沙江中游河段是我国规划建设的重要的水电能源基地，探究变化环境下金沙江中游河川径流演变规律对于促进流域水资源高效利用与管理具有重要意义。本研究采用非参数检验、滑动T检验法、小波功率法系统研究了金沙江中游河段的径流演变规律，并结合不均匀系数、完全调节系数、集中度和基尼系数等指标综合分析了梯级水库建设运行对金沙江中游河段径流的影响。结果表明：1970-2022年间，金沙江上中游流域的年径流量呈现出不显著上升趋势，且发生了由丰水期向偏枯水期的转变；流域径流从上游到中游增加幅度越来越大，中游河段的多年平均流量相较上游增加了24.5%，而径流的突变点越来越滞后，且从上游到中游的径流变化周期显著性降低；梯级水库的投运与水库的蓄洪补枯调节作用不仅使得中游河段来水量更加均匀，波动性减小，且河段径流在丰水期水量下降，而枯水期水量增加，月最大流量出现时间滞后，月最小流量出现时间提前。

关键词：金沙江河川径流演变规律水库运行

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2024年长江暴雨洪水特点与启示

人民长江 2024年第10期 1-6+47页

作者：官学文张潇长江水利委员会水文局长江水利委员会水旱灾害防御创新团队

2024年主汛期，长江干流接连发生3次编号洪水，部分支流发生特大洪水，中下游干流城陵矶以下河段及两湖湖区全线超警，主要控制站洪峰水位居有实测记录以来第7～9位，其中汉口站最高水位为21世纪以来第3位(仅次于2020年和2016年)。2024... 详细信息

2024年主汛期，长江干流接连发生3次编号洪水，部分支流发生特大洪水，中下游干流城陵矶以下河段及两湖湖区全线超警，主要控制站洪峰水位居有实测记录以来第7～9位，其中汉口站最高水位为21世纪以来第3位(仅次于2020年和2016年)。2024年长江暴雨洪水受梅雨、台风等影响成因复杂，为深入分析洪水特点，系统梳理了暴雨洪水发展过程，详细分析了洪水特点与成因，并以长江流域水模拟体系为基础对洪水进行了还原和定性分析。结果表明：2024年长江暴雨洪水具有降雨总量大、强度大、洪水编号早、超警河流多、洪水涨势猛等特点。从成因上看，主要是暴雨叠加效应突出、极端性强，台风影响恶劣，同时两湖洪水严重遭遇，洪水顶托宣泄不畅，沿江排涝影响突出。通过还原分析表明，2024年长江洪水定性为中下游型区域性大洪水。通过总结此次洪水特点，初步探讨了当前极端天气事件多发、散发、重发的背景下，长江流域防洪面临的新情况与新问题，以期为未来一段时间长江流域洪水防御工作提供参考。

关键词： 2024年长江洪水暴雨洪水洪水特点洪水成因区域性大洪水

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单一地貌的地面激光多站配准方法研究

测绘通报 2024年第S2期 197-200页

作者：李俊曹磊孙振勇刘世振马耀昌长江水利委员会长江上游水文水资源勘测局长江水利委员会水文局

针对旭龙电站坝址高峡陡峭、单一地貌等复杂特性，本文采用地面三维激光扫描系统进行坝区地形扫测，提出了单一地貌的地面激光多站配准方法进行点云配准处理。根据重合点云的法向量夹角特征筛选关键点，通过关键点间距和共面曲率完成点... 详细信息

针对旭龙电站坝址高峡陡峭、单一地貌等复杂特性，本文采用地面三维激光扫描系统进行坝区地形扫测，提出了单一地貌的地面激光多站配准方法进行点云配准处理。根据重合点云的法向量夹角特征筛选关键点，通过关键点间距和共面曲率完成点云初拼和坐标转换。应用表明，该方法拼接效率有效提高，在单一山地地貌的复杂场景下具有明显优势。

关键词：地面激光扫描单一地貌点云配准法向量坐标变换

递增式连续降雨条件下典型山区坡面径流产沙水动力学特征

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农业工程学报 2024年第9期40卷 88-97页

作者：童晓霞崔远来邵东国李建明张冠华路良伟刘纪根武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室武汉430072 长江水利委员会长江科学院武汉430010 水利部山洪地质灾害防治工程技术研究中心武汉430010 长江水利委员会水旱灾害防御创新团队武汉430010

山区复杂的下垫面条件导致了山区小流域水文响应过程的复杂性,山区坡面作为山区小流域水文响应的基本单元,研究其不同下垫面条件下径流产沙水动力特征具有重要意义。为明晰山区坡面不同下垫面条件下径流水沙水动力特征,该研究选用官山... 详细信息

山区复杂的下垫面条件导致了山区小流域水文响应过程的复杂性,山区坡面作为山区小流域水文响应的基本单元,研究其不同下垫面条件下径流产沙水动力特征具有重要意义。为明晰山区坡面不同下垫面条件下径流水沙水动力特征,该研究选用官山河小流域作为研究对象,基于室内模拟递增式连续降雨试验方法,研究了坡度、土层厚度分布和土层底部透水性等山区坡面下垫面特性共同作用下的坡面径流产沙水动力学特征。结果表明:1)连续降雨条件下,雷诺数、水流剪切力和径流功率随着产流时间和雨强增加呈现增加趋势,Darcy-Weisbach阻力系数呈降低趋势。2)雨强增加使雷诺数均值和径流功率均值显著增加(P<0.05),设计雨强60、90、120 mm/h时的雷诺数均值、径流功率均值分别比30 mm/h的雷诺数均值、径流功率均值增加了130%、276%、366%和171%、328%、435%;坡度增加使水流剪切力均值和径流功率均值显著增加(P<0.05),坡度15°、25°的水流剪切力均值分别比坡度5°的增加了135%和187%,坡度15°、25°的径流功率均值分别比坡度5°的均值增加了224%和357%;土层厚度分布对阻力系数均值和土层底部透水的雷诺数均值、径流功率均值有显著影响(P<0.05),土层底部透水性仅对土层厚度分布为上薄下厚的雷诺数均值和水流剪切力均值有显著影响(P<0.05)。3)雨强是影响坡面产流产沙水动力特征的主导因素,对雷诺数的方差贡献率高达83.11%,水流剪切力主要受到雨强和坡度的影响,累计贡献率达67.64%,径流功率主要受到雨强和坡度的影响,累计贡献率达80.58%。在单一雨强条件下,坡度和土层厚度分布是影响水动力参数的主要因素,土层厚度分布和坡度的交互作用、土层底部透水性和土层厚度分布的交互作用对水动力参数也有一定影响。因此,在研究坡面产流产沙规律时,除考虑雨强和坡度外,还应兼顾考虑土层厚度分布和土层底部透水性及其交互作用的影响。该研究结果可为山区坡面复杂下垫面条件下的坡面产流产沙机理提供一定的理论支撑,并为改进山区小流域水文过程分布式模拟提供参数率定依据。

关键词：降雨坡度侵蚀土层厚度分布土层底部透水性径流产沙水动力参数

三峡库区水陆水面蒸发量差异特性及其原因探讨

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水科学进展 2024年第3期35卷 387-399页

作者：程海云冯宝飞张俊王乐秦淑静王琨王正华长江水利委员会水文局湖北武汉430010 武汉大学水资源工程与调度全国重点实验室湖北武汉430072 长江水利委员会流域水模拟与预报调度智能技术创新中心湖北武汉430010

三峡水库是中国最大的人工水资源调蓄中心,其库区蒸发深刻影响着地表生态水文过程,研究三峡库区漂浮水面蒸发和陆上水面蒸发变化差异及其原因,对于理解区域水文循环和气候变化具有重要意义。基于三峡库区巴东水面漂浮站和相邻陆面站的... 详细信息

三峡水库是中国最大的人工水资源调蓄中心,其库区蒸发深刻影响着地表生态水文过程,研究三峡库区漂浮水面蒸发和陆上水面蒸发变化差异及其原因,对于理解区域水文循环和气候变化具有重要意义。基于三峡库区巴东水面漂浮站和相邻陆面站的多年蒸发观测资料,分析库区水陆水面蒸发的季节差异;结合ERA5辐射资料,分析水陆水面蒸发能量平衡的各组分季节变化特征,探究水陆水面蒸发差异的主控因子。结果表明:(1)水陆水面蒸发存在显著的季节变化差异,其中陆面站水面蒸发峰值通常出现在8月,而漂浮站水面蒸发峰值通常出现在12月;(2)能量平衡分析表明,三峡库区水体在夏半年蓄热,在冬半年则释放热量显著增加表层水体可利用能量,进而增加潜热效能,导致漂浮站蒸发峰值出现的时间较陆面站平均滞后约4个月;(3)主控因素分析表明,水陆水面蒸发及热力性质差异受多种微气象因素非线性综合影响,其中在水体蓄热阶段(3—9月),主控因素为气温和饱和水汽压,在水体放热阶段(10月至翌年2月),主控因素为水温和水气温差。

关键词：水面蒸发水陆蒸发差异微气象因素季节变异三峡水库