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不同水文年型下水肥调控对水稻生长的影响规律

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长江科学院院报 2024年第8期41卷 73-81,112页

作者：王妍孙光宝刘红奎罗文兵肖新杨子荣长江大学资源与环境学院武汉430100 长江水利委员会水文局荆江水文水资源勘测局湖北荆州434020 湖北省襄阳市水文水资源勘测局湖北襄阳441003 长江科学院农业水利研究所武汉430010

为揭示不同水文年型下水肥调控对水稻生长及需水规律的影响,于2020—2022年在江西省灌溉试验中心站开展田间小区水肥调控试验。结果表明:①不同水文年型下间歇灌溉下的稻田灌水量、排水量、渗漏量、蒸散发量总体小于淹水灌溉,平均分别减... 详细信息

为揭示不同水文年型下水肥调控对水稻生长及需水规律的影响,于2020—2022年在江西省灌溉试验中心站开展田间小区水肥调控试验。结果表明:①不同水文年型下间歇灌溉下的稻田灌水量、排水量、渗漏量、蒸散发量总体小于淹水灌溉,平均分别减少20.82%、3.93%、16.68%、6.77%;分蘖后期和拔节孕穗期蒸散发较大,占全生育期蒸散发的40.2%。②不同水文年型下水稻株高、分蘖数、叶面积指数(LAI)、干物质累积动态变化规律一致,施肥处理均大于不施肥处理,且施肥水平对产量有显著影响。③干旱年间歇灌溉下的水稻产量小于淹水灌溉,且水稻株高、分蘖数、LAI、干物质累积、水稻产量和蒸散发均受到了抑制。④干旱年平均灌水量大于丰水年和平水年,平均排水量、渗漏量、株高都小于丰水年和平水年,平均蒸散发量表现为2020年>2022年>2021年,平均分蘖数、叶面积指数、干物质累积、产量表现为2021年>2022年>2020年。

关键词：水稻生长干旱水肥调控水稻产量蒸散发

基于VMD-LSTM模型的三峡水库水面蒸发量预测研究

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人民长江 2024年第10期 110-118页

作者：彭玉洁张冬冬徐高洪王卫光郭卫林涛涛长江水利委员会水文局河海大学水文水资源学院长江水利委员会水文局长江三峡水文水资源勘测局

为减少水面蒸发非线性、复杂性和不稳定性等特征带来的预测误差，基于“分解-预测-重构”的策略，提出VMD-LSTM水面蒸发预测模型。该模型耦合长短期记忆神经网络(LSTM)与变分模态分解法(VMD),利用变分模态分解将水面蒸发及其主要影响因... 详细信息

为减少水面蒸发非线性、复杂性和不稳定性等特征带来的预测误差，基于“分解-预测-重构”的策略，提出VMD-LSTM水面蒸发预测模型。该模型耦合长短期记忆神经网络(LSTM)与变分模态分解法(VMD),利用变分模态分解将水面蒸发及其主要影响因素分解为相同数量的子模态分量以降低数据的非平稳性，将对应子模态分量作为长短期记忆神经网络的输入，构建VMD-LSTM深度神经网络混合模型，并应用于三峡水库巴东站的月水面蒸发量预测。结果表明：VMD-LSTM模型较其他模型具有预测精度更高、峰谷值拟合更优的特点，与单一LSTM模型相比，率定期均方根误差(RMSE)、平均绝对百分比误差(MAPE)分别下降了54%和48%,而纳什效率系数(NSE)提升了11%。随着预见期的增加，模型的预测精度会逐渐降低但预测效果保持良好，当预见期从1个月增至7个月时，率定期NSE由0.97降至0.84。研究成果可为三峡水库水资源合理利用与科学管理提供理论支撑。

关键词：水面蒸发预测变分模态分解长短期记忆神经网络三峡水库

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水工建筑物多波束水下监测技术研究

人民长江 2024年

作者：王宝成许怡长江水利委员会水文局长江三峡水文水资源勘测局

为改善多波束常规安装方式受其波束开角的限制，浅水区域水工建筑物数据采集难度大，且边缘波束精度可靠性逐渐下降等问题，本文结合多波束测深系统的工作原理及特性，提出了一种多波束倾斜安装方案，即通过制作一个转换法兰盘，上端与... 详细信息

为改善多波束常规安装方式受其波束开角的限制，浅水区域水工建筑物数据采集难度大，且边缘波束精度可靠性逐渐下降等问题，本文结合多波束测深系统的工作原理及特性，提出了一种多波束倾斜安装方案，即通过制作一个转换法兰盘，上端与安装杆平行安装，下端倾斜与换能器对接。并且选择三峡大坝坝前泄洪孔、纵向围堰及二者交界区域进行试验性研究，对垂直安装常规测量、垂直安装高密度测量、倾斜安装常规测量、倾斜安装高密度测量四种模式下数据采集精度进行统计与分析。在与被扫测水工建筑物保持相同距离的条件下，换能器倾斜安装方法在高密度测量模式下的绝对精度、相对精度、相对点云密度、相对最浅水深分别为：0.092m、0.068m、9.56个/m2、2.41m。结果表明，在保证测量精度的前提下，倾斜安装能够获得更全面的扫测数据，在一定程度上消除了垂直安装时必须尽量靠近水工建筑物以获得更加详细扫测数据的弊端，能够极大的保障人员、船舶、设备的安全，且高密度测量模式能更有效地提高测量点位密度，成果精度更加可靠。

关键词：倾斜安装边缘波束多波束测深系统水工建筑物水下监测技术

基于分布式水文水动力耦合模型的秦淮河流域洪水模拟

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河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：王雨洁李致家姚成牛颢然河海大学水文水资源学院

秦淮河流域位于长江下游南京段南岸，上游主要为山地，下游为感潮河段，受上游洪水及下游潮位、闸坝调度影响，导致该区域水力状况复杂。以往研究通常依赖于单一水文模型和一维河道模型，这种方法在模拟复杂洪水动态过程时存在局限性。... 详细信息

秦淮河流域位于长江下游南京段南岸，上游主要为山地，下游为感潮河段，受上游洪水及下游潮位、闸坝调度影响，导致该区域水力状况复杂。以往研究通常依赖于单一水文模型和一维河道模型，这种方法在模拟复杂洪水动态过程时存在局限性。为了更准确地模拟洪水演进情况，开创性地在秦淮河构建分布式水文模型与一维、二维水动力模型耦合模型。上游采用网格新安江模型，下游则结合一维与二维水动力模型模拟复杂水流动态，在河道采用一维模型，在主要城区引入二维模型进行大尺度、高分辨率淹没模拟。采用松散耦合方法，将水文过程与一二维水动力过程集成，形成全流域模型。研究结果显示，所建立模型对2015年至2020年五场洪水的模拟平均确定性系数达93.38%，显示出高精度与可靠性。针对20200713号洪水，模拟了下游南京市城区的淹没情况，为秦淮河陆域的防洪工作与城市抗洪排涝体系建设提供了的重要参考。

关键词：秦淮河流域水文水动力耦合模型洪水淹没模拟网格新安江模型

两种沉水植物对聚乳酸微塑料胁迫的生长和生理响应

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环境科学学报 2024年

作者：陆灿姜翠玲冯亚坤蒋雷孙磊河海大学水文水资源学院

为揭示可生物降解微塑料对不同沉水植物产生的生理生化影响,选择聚乳酸微塑料（PLA-MPs）为供试材料,以轮叶黑藻和苦草为供试沉水植物,深入探究不同暴露浓度下(5、20、50、100 mg·L-1)PLA-MPs对两种沉水植物株高、生物量、叶绿素含量... 详细信息

为揭示可生物降解微塑料对不同沉水植物产生的生理生化影响,选择聚乳酸微塑料（PLA-MPs）为供试材料,以轮叶黑藻和苦草为供试沉水植物,深入探究不同暴露浓度下(5、20、50、100 mg·L-1)PLA-MPs对两种沉水植物株高、生物量、叶绿素含量和抗氧化酶活性方面的影响及其差异.结果表明:PLA-MPs对轮叶黑藻和苦草的鲜重、叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素含量存在抑制作用,且100mg·L-1PLA-MPs的抑制作用更显著.PLA-MPs显著影响两种沉水植物的抗氧化酶系统,两种沉水植物过氧化物酶（POD）活性和轮叶黑藻超氧化物歧化酶（SOD）活性在5 mg·L-1PLA-MPs胁迫下表现出激活效应;当浓度增加到20 mg·L-1时二者抗氧化酶活性开始降低.PLA-MPs在100 mg·L-1浓度下对两种植物产生的生理生化影响最显著.苦草抗氧化系统对高浓度PLA-MPs的响应能力强于轮叶黑藻,推测苦草更能适应PLA-MPs污染水域.

关键词：微塑料沉水植物生理响应叶绿素抗氧化酶

不同误差校正方法在衢江流域洪水预报的应用研究

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河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：杨雨蒙石朋瞿思敏吴洪石孙逸群樊鑫洋河海大学水文水资源学院

以钱塘江衢江流域为研究对象，采用新安江模型进行洪水过程模拟，基于Nash效率系数（NSE）、洪峰相对误差（RE）、峰现时间误差（△T）等指标分别评估了实时校正量法、反馈模拟实时校正法、误差自回归（AR）、随机森林（RF）、K最邻近... 详细信息

以钱塘江衢江流域为研究对象，采用新安江模型进行洪水过程模拟，基于Nash效率系数（NSE）、洪峰相对误差（RE）、峰现时间误差（△T）等指标分别评估了实时校正量法、反馈模拟实时校正法、误差自回归（AR）、随机森林（RF）、K最邻近算法（KNN）和人工神经网络（ANN）共六种实时校正方法对研究区洪水预报结果的校正效果。结果表明：六种校正方法均能减少洪峰相对误差，其中，随机森林最优，实时校正量法和反馈法次之；对于Nash效率系数而言，ANN和AR表现较好，在起始预报时刻距离洪峰较远时，ANN的效果更好；对于峰现时间而言，随机森林的校正效果最好，其次是ANN；各方法综合比较而言，ANN的表现最好，可以在一定程度上提高洪水预报的精度，为研究区域的防洪减灾等工作提供一定的参考价值。

关键词：洪水预报实时校正误差自回归反馈模拟实时校正法机器学习新安江模型

黄河流域未来气象水文干旱传播的气候变化响应研究

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河海大学学报(自然科学版) 2024年

作者：谢灵枫杨肖丽吴凡叶周兵罗定河海大学水文水资源学院

黄河流域水资源供需矛盾突出，干旱灾害频发，造成了巨大的经济损失，亟需厘清干旱特征及其传播过程，为干旱预警提供指导作用。本文基于VIC模型模拟了黄河流域历史时期（1961-2014年）与未来时期（2015-2100年）的水文过程，构建了基... 详细信息

黄河流域水资源供需矛盾突出，干旱灾害频发，造成了巨大的经济损失，亟需厘清干旱特征及其传播过程，为干旱预警提供指导作用。本文基于VIC模型模拟了黄河流域历史时期（1961-2014年）与未来时期（2015-2100年）的水文过程，构建了基于干旱事件匹配的干旱强度传播指数与干旱历时传播指数，预估未来时期黄河流域干旱特征传播较历史时期的变化。结果表明：①气候变化使黄河流域干旱传播时间多有缩短；②未来情景下气象干旱传播率与水文干旱敏感性较历史时期更高，气象干旱更容易向水文干旱传播；③未来时期干旱强度传播的强度基本保持不变；④ 未来时期干旱历时传播的强度将大幅下降。

关键词：气象干旱水文干旱干旱传播黄河流域 VIC模型干旱特征

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考虑水库泄水影响的逐网格汇流演算方法

河海大学学报（自然科学版） 2024年第3期52卷 34-41页

作者：韩文彪姚成李致家张锦堂李京兵河海大学水文水资源学院江苏南京210098 安徽省水文局安徽合肥230022

为将网格新安江(Grid-XAJ)模型更好地应用于受水库泄水影响地区的洪水模拟及预报,以横排头流域为研究区域,基于水库真实地理位置,利用分段马斯京根(MK)法、逐网格MK法、逐网格Muskingum-Cunge-Todini(MCT)法对比分析水库泄水对模型汇流... 详细信息

为将网格新安江(Grid-XAJ)模型更好地应用于受水库泄水影响地区的洪水模拟及预报,以横排头流域为研究区域,基于水库真实地理位置,利用分段马斯京根(MK)法、逐网格MK法、逐网格Muskingum-Cunge-Todini(MCT)法对比分析水库泄水对模型汇流计算的影响。结果表明:3种方法对洪峰的模拟情况均较好,率定期与验证期全部洪水的平均合格率均为100%;逐网格MK法与分段MK法全部洪水的平均径流深合格率均为76.9%,小于逐网格MCT法(84.6%);与分段MK法相比,逐网格MCT法与逐网格MK法可以反映上游水库泄水对汇流过程中流量在流域中时空分布的影响;逐网格MCT法在逐网格MK法的基础上进一步考虑了下垫面河道的真实情况;总体而言,逐网格MCT法对于受水库泄水影响流域的洪水预报具有较强的适应性和可靠性。

关键词：网格新安江模型水库蓄泄马斯京根法 Muskingum-Cunge-Todini法横排头流域

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2024年洞庭湖团洲垸溃堤过程及洪水演进模拟

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人民长江 2024年第10期 7-14页

作者：刘鑫官学文张俊罗兴张馨月童冰星长江水利委员会水文局长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局长江水利委员会水文局长江三峡水文水资源勘测局

蓄滞洪区是长江中下游防洪工程体系中的重要一环，研究蓄滞洪区溃堤洪水演进模拟，对于防洪减灾具有重要意义。收集了2024年洞庭湖团洲垸溃堤时实测口门宽度及流量数据，分析计算了溃口流量过程，采用平面二维水动力学模型计算了溃口过... 详细信息

蓄滞洪区是长江中下游防洪工程体系中的重要一环，研究蓄滞洪区溃堤洪水演进模拟，对于防洪减灾具有重要意义。收集了2024年洞庭湖团洲垸溃堤时实测口门宽度及流量数据，分析计算了溃口流量过程，采用平面二维水动力学模型计算了溃口过程中团洲垸内的洪水演进过程，分析了垸内淹没水深、流速等致灾要素的时空变化。结果表明：（1）溃口发展包括下挫冲槽、横向展宽和稳定泄流3个阶段，基于流量过程推求了进入团洲垸的总水量为2.53亿m3,与基于库容曲线反算的水量（2.63亿m3）基本相当；（2）验证了溃口附近流量和水位过程与实测过程基本相符，团洲垸内最高水位为31.955 m,与实测水位（31.960 m）基本一致；（3）模型计算的淹没范围与基于遥感影像提取的范围基本一致，在计算时段末，92.7%的区域处于重度淹没状态（淹没水深超过1.5 m）,最大淹没水深约为8.2 m,垸内流速均呈先增大后减小的变化趋势，各时刻（t=4 h、t=10 h、t=15 h和t=20 h）平均流速分别为0.37,0.43,0.22 m/s和0.05 m/s。研究成果可为溃堤洪水风险评估、堤防守护等提供技术支撑。

关键词：堤坝溃决洪水演进水动力学模型团洲垸洞庭湖蓄滞洪区