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1981—2021年中国季节性干旱与骤发干旱的时空响应关系评估

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水资源保护 2025年

作者：武传号黎梓涛王赛赛逯家宝河海大学水灾害防御全国重点实验室河海大学长江保护与绿色发展研究院暨南大学环境与气候学院

以中国及九大流域为研究对象，利用标准化蒸发胁迫比和标准化降水蒸散指数，在网格尺度上识别了1981-2021年的季节性干旱（简称“季旱”）和骤发干旱（简称“骤旱”），基于非线性模型构建了季旱对骤旱的响应关系模型，评估了季旱与骤... 详细信息

以中国及九大流域为研究对象，利用标准化蒸发胁迫比和标准化降水蒸散指数，在网格尺度上识别了1981-2021年的季节性干旱（简称“季旱”）和骤发干旱（简称“骤旱”），基于非线性模型构建了季旱对骤旱的响应关系模型，评估了季旱与骤旱的时空响应关系。研究表明：①季旱期间的骤旱频次明显高于季旱发生前后，但其他骤旱特征在季旱发生前后的变化较小，较大的骤旱历时和强度主要分散在西北地区，而峰值则在西南、东北和华东等地区较高。②骤旱发生前后季旱特征的空间变化相对较小，季旱频次在东北和华南等地区偏高，强度和峰值在西北地区更大。③季旱对骤旱的响应在不同流域差异较大，其中东南诸河、黄河和松辽河流域骤旱强度越大所触发的季旱强度越大，松辽河、西南诸河和珠江流域骤旱峰值越大所触发的季旱峰值越大。

关键词：骤发干旱季节性干旱 SPEI SESR 响应关系

金沙江上游降雨-融雪径流模拟与洪水风险评估

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水资源保护 2025年

作者：罗煜宁张珂王宇昊蒋飞卿河海大学水灾害防御全国重点实验室河海大学水文水资源学院河海大学长江保护与绿色发展研究院中国气象局水文气象重点开放实验室水利部水利大数据重点实验室水利部南京水利水文自动化研究所

针对在寒区大尺度流域难以开展同位素示踪法进行水源解析，以及降雨-融雪径流模拟精度低和洪水遭遇风险难以量化的问题，构建分布式水文模型iRainSnowHydro进行水源分割和径流模拟。基于降雨、融雪水解析结果，结合实测流量数据，运用Co... 详细信息

针对在寒区大尺度流域难以开展同位素示踪法进行水源解析，以及降雨-融雪径流模拟精度低和洪水遭遇风险难以量化的问题，构建分布式水文模型iRainSnowHydro进行水源分割和径流模拟。基于降雨、融雪水解析结果，结合实测流量数据，运用Copula函数分别构建二维和三维联合分布，分别计算“雨、雪、洪”组合事件的丰枯遭遇并开展风险评估。实例结果表明，iRainSnowHydro模型对金沙江上游的日径流模拟效果较好，纳什效率系数达0.8以上；流域水源组成季节性差异显著，春季融雪径流占比高且稳定在27%±6%；在二维分布中，降雨和洪量的丰枯同步遭遇风险最大，为56.34%；在三维分布中，雨-雪-洪丰枯同步遭遇风险为15.39%，出现“雨、雪、洪”三碰头的极端天气事件概率为2.55%，该结果可为流域防灾预警工作提供参考。

关键词：寒区降雨-融雪径流水源组成 Copula函数丰枯遭遇

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八堡双线船闸引航道通航水流条件观测研究

水运工程 2025年

作者：胡天娅严秀俊李海健孔增增南京水利科学研究院通航建筑物建设技术交通行业重点实验室水灾害防御全国重点实验室杭州交投建设工程有限公司

八堡双线船闸为京杭运河沟通钱塘江第二通道的关键性节点工程,其上下游引航道均采用共用引航道的布置形式。为保障双线船闸运行时的船舶过闸安全,通过实船试验及水力学观测对引航道水流条件及船舶停泊条件等参数进行测量,并对船闸通航... 详细信息

八堡双线船闸为京杭运河沟通钱塘江第二通道的关键性节点工程,其上下游引航道均采用共用引航道的布置形式。为保障双线船闸运行时的船舶过闸安全,通过实船试验及水力学观测对引航道水流条件及船舶停泊条件等参数进行测量,并对船闸通航安全进行分析。结果表明:引航道水面波动在-0.29～0.38 m,不会导致船舶擦底现象发生;双线船闸同时充泄水时,引航道内的最大流速为0.44 m∕s,船闸人字门处最大瞬时反向水头为0.143 m,船舶最大系缆力为5.74 kN,均满足规范要求;船闸单线运行时,对另一侧船闸的船舶进出闸不造成影响。

关键词：八堡船闸通航条件双线船闸原型观测

引水式电站对下游水动力与鱼类洄游适宜度的影响及其优化研究

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水资源保护 2025年

作者：贺蔚王海洋李国岭徐江涛周武熊强水灾害防御全国重点实验室河海大学水利水电学院水安全与水科学协同创新中心中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司国电大渡河流域水电开发有限公司

水电站运行会改变下游河道的水动力条件，影响洄游性鱼类的上溯路径。我国大渡河某引水式水电站采用干流取水、下游支流泄水的特殊布置形式，其对下游支流水动力和鱼类洄游的影响亟待明确。本文构建了水电站下游干支流三维水动力和鱼类... 详细信息

水电站运行会改变下游河道的水动力条件，影响洄游性鱼类的上溯路径。我国大渡河某引水式水电站采用干流取水、下游支流泄水的特殊布置形式，其对下游支流水动力和鱼类洄游的影响亟待明确。本文构建了水电站下游干支流三维水动力和鱼类洄游适宜度模型，并采用物理模型进行率定，解析了电站泄水时的干支流水力特性和洄游适宜度，探明了不同来流流量和发电流量的影响效应；并进一步针对支流洄游适宜度较差的区域，评估了不同导流墙布置方式对鱼类洄游适宜度的改善效果。结果表明：①水电站支流泄水会显著影响水动力条件，下游较大区域的流速和水深随之增加，鱼类洄游适宜度总体减小。随着支流来流流量和发电流量的增加，上述影响进一步扩大。②干支流交汇口水动力条件受电站运行的影响最大，支流来流459 m3/s、电站发电流量535 m3/s时（常规运行C3工况），汇口附近距左岸1/6河宽区域洄游适宜度仅为0.11。③按方案7设置导流墙，可使得整体流速更加均匀、高流速和回流区减小；例如C3工况，可使汇口附近平均洄游适宜度从0.11增至0.61，鱼类洄游条件明显改善。研究结果可为水电站运行调度和下游河道整治提供技术支撑，有助于提高鱼类洄游适宜度。

关键词：引水式电站河道干支流水动力鱼类洄游适宜度数值模拟物理模型试验

2020年鄱阳湖单退圩分洪效果及其方案优选

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湖泊科学 2024年第6期36卷 1888-1899页

作者：温天福雷声牛娇贾磊袁晓峰王志超张磊熊斌张阳江西省水利科学院南昌330029 水旱灾害防御江西省重点实验室南昌330029 江西省建洪水利咨询有限公司南昌330029 水利部长江中下游河湖治理与防洪重点实验室武汉430010 南昌工程学院水利工程学院南昌330031 江西省水文监测中心南昌330002

单退圩是鄱阳湖防洪体系的重要组成部分,能否将其科学运用直接影响着湖滨地区的防洪安全与蓄滞洪区的运行管理。2020年鄱阳湖单退圩首次全面启用,本文结合实际情况系统模拟了圩堤分洪过程并分析分洪效果,进一步运用模糊优选方法从降低... 详细信息

单退圩是鄱阳湖防洪体系的重要组成部分,能否将其科学运用直接影响着湖滨地区的防洪安全与蓄滞洪区的运行管理。2020年鄱阳湖单退圩首次全面启用,本文结合实际情况系统模拟了圩堤分洪过程并分析分洪效果,进一步运用模糊优选方法从降低水位、启用频率和年均损失等方面筛选启用方案,最后讨论单退圩体制机制及运行管理存在的问题。结果表明,2020年鄱阳湖单退圩累积分洪量为24.7亿m^(3),24 h降低水位最大达0.236 m,分洪时段集中在7月8日至17日,启用分洪48 h圩堤总分洪量占总分洪容量的40.3%,圩堤分洪效率有待进一步提高。单退圩启用与洪水过程存在一定关系,根据保护面积设置圩堤启用方案,湖口水位21.50 m(保护面积万亩以下,1万亩=6.67 km^(2))和21.68 m(保护面积万亩以上)为优选方案对应的水位,相应地分洪48 h最大降低水位、启用频率和年均损失分别为0.621 m、9.80%和2.516亿元。单退圩相关法律法规不完善,管理体制机制不健全直接影响圩堤分洪能力,地方发展导致分洪容量减少约2.0亿m^(3),且大部分圩堤分洪设施不能满足分洪效率要求。为了提升鄱阳湖单退圩的分洪能力,有效发挥其分洪缓冲作用,建议根据实际情况统一调整圩堤系统的分洪布局,同时建立协同运行调度决策机制,以应对未来鄱阳湖可能遭受的超标准洪水。

关键词：单退圩分洪过程降低水位方案优选鄱阳湖

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土地利用变化和水库调控对洪水过程的影响——以赣江上游平江流域为例

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湖泊科学 2024年

作者：陈峻琳温天福李国芳肖勇张静文鲁翔宇江西省水利科学院河海大学水文水资源学院水旱灾害防御江西省重点实验室南昌工程学院水利工程学院

1980s以来土地利用变化及水库调控作用对赣江上游洪水形成过程产生了较大影响，解析洪水过程对下垫面变化的响应对防洪减灾意义重大。本文以赣江上游平江流域为例，将1981-2021年划分为1981—1992年、2000—2010年、2011—2021年三个时... 详细信息

1980s以来土地利用变化及水库调控作用对赣江上游洪水形成过程产生了较大影响，解析洪水过程对下垫面变化的响应对防洪减灾意义重大。本文以赣江上游平江流域为例，将1981-2021年划分为1981—1992年、2000—2010年、2011—2021年三个时期，分别记为1985时期、2005时期及2020时期，采用情景分析法设置不同时期土地利用和水库调控情景，通过构建MIKE SHE模型并模拟各种情景下的洪水过程，进一步分离土地利用变化及水库调控对洪水洪峰、洪量及峰现时间的影响程度。结果表明：1985时期至2020时期，平江流域草地、耕地分别减少3.49%和1.72%，林地、建设用地分别增加3.98%和1.41%。受土地利用变化的影响，2020时期对比1985时期洪水过程洪峰减少6.14%、洪量减少7.03%，峰现时间延后1.5 h，其在下垫面变化的影响中分别占48%、50%及51%；水库调控对洪水过程发挥削峰错峰作用，洪峰降低6.60%，洪量减少5.72%，峰现时间增加12.29%，在洪峰、洪量及峰现时间变化中贡献度分别为52%、50%及49%。结果表明土地利用变化一定程度上降低洪峰和洪量，而峰现时间延迟程度存在明显差异，其中大洪水、中洪水响应程度低于小洪水，也与土地利用类型空间分布有关；在水库调控影响下，大洪水洪峰和洪量敏感性最强，中洪水次之，小洪水相对弱，大、中、小洪水峰现时间都有延迟但相差不大。本研究分析了水库调控与土地利用变化对洪水过程的影响程度，可为流域洪水预报提供科学参考。

关键词：土地利用变化水库调控洪水过程 MIKE SHE 平江流域

基于盲数—可拓模型的河流健康评价方法应用研究

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水生态学杂志 2024年

作者：张振宇裴青宝简鸿福戴霖刘世思孙晓初刘伟佳江西省水利科学院水旱灾害防御江西省重点实验室南昌工程学院水利部鄱阳湖流域水资源高效利用野外科学观测研究站

将盲数理论与物元可拓模型相结合应用于河流健康评价，可弥补单独应用模型的局限性，为复杂河流生态系统的健康评价提供强有力的数学支撑。2023年在肖江流域肖江（XJ）、澧江（LJ）、三城河（SCH）和萧江水（XJS）4条典型河流13个采样... 详细信息

将盲数理论与物元可拓模型相结合应用于河流健康评价，可弥补单独应用模型的局限性，为复杂河流生态系统的健康评价提供强有力的数学支撑。2023年在肖江流域肖江（XJ）、澧江（LJ）、三城河（SCH）和萧江水（XJS）4条典型河流13个采样点进行水体样品和生物样品采集和分析，从水文水资源、生境结构、水环境、水生物、社会服务功能5个方面选取14个指标构建肖江流域河流健康评价体系，并将评价结果与传统物元可拓模型和综合评价模型评价结果进行比较分析。结果表明：肖江流域内肖江、澧江、三城河和萧江水均处于非常健康状态至健康状态，流域整体健康情况较好，但有着恶化的趋势；从准则层来看，4条代表性河流的水环境指标均处于亚健康甚至不健康的状况，水体富营养化与溶解氧含量偏低为影响河流健康的重要因素。研究结果与专家现场考察情况高度一致，表明此方法在实际应用中具有可靠性，可为肖江流域健康评价与治理提供技术支撑。

关键词：河流健康可拓模型盲数理论肖江流域

鄱阳湖汇流顶托对长江汉口水位影响的量化分析

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湖泊科学 2022年第5期34卷 1712-1722页

作者：张明月邓鹏鑫王磊之邴建平张冬冬程小翠南京水利科学研究院水利部水旱灾害防御重点实验室南京210029 长江水利委员会水文局武汉430010 湖北省水文水资源应急监测中心武汉430000

为定量评估汇流顶托对水位变化的影响,本文从水文过程仿真及顶托响应评价入手,提出了一种汇流顶托对水位影响的量化分析方法,并以长江汉口江段为例,开展了鄱阳湖汇流顶托对长江汉口江段水位影响的量化评价,结果表明:改进提出的长江汉口... 详细信息

为定量评估汇流顶托对水位变化的影响,本文从水文过程仿真及顶托响应评价入手,提出了一种汇流顶托对水位影响的量化分析方法,并以长江汉口江段为例,开展了鄱阳湖汇流顶托对长江汉口江段水位影响的量化评价,结果表明:改进提出的长江汉口江段水文仿真模型,经参数优选后确定性系数可达0.98以上,总量相对误差绝对值在3%以内,较好地再现了水文变化过程;通过响应指数定义及水文过程模拟,研制了汉口多值型水位流量关系响应特征曲线,揭示了鄱阳湖与长江水位变化的关联性机制;经2016和2020年洪水实例分析,汉口江段长历时高洪水位主要受长江来水及鄱阳湖汇流顶托共同驱动,二者合力贡献可达83.3%以上,其中鄱阳湖汇流顶托贡献率在35%左右.其余因素(如区间洪水、沿江排涝等)亦助推高洪水位形成,部分时段贡献可达近34.4%.本文提出的顶托量化分析方法,可定量评估因顶托效应引起的水位变化,为解析河段高洪水位成因机制提供了有效的技术支撑.

关键词：水位变化汇流顶托水位流量关系量化分析长江中游鄱阳湖

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南方平原河网区城市内涝的全过程监测与特征分析

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水利学报 2022年第7期53卷 845-853页

作者：李小宁俞悦王船海郑世威李伶杰陈钢河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学水文水资源学院江苏南京210098 南京水利科学研究院水利部水旱灾害防御重点实验室江苏南京210029

南方平原河网区中普遍存在由堤防、闸坝以及泵站形成的高度城镇化圩区,圩区内受降雨过程和泵站启闭影响的城市内涝特征和模拟方法仍有待探索。本文以常州市城市产汇流与内涝实验基地为对象进行了降雨、管道及河道水位流量等全过程长期监... 详细信息

南方平原河网区中普遍存在由堤防、闸坝以及泵站形成的高度城镇化圩区,圩区内受降雨过程和泵站启闭影响的城市内涝特征和模拟方法仍有待探索。本文以常州市城市产汇流与内涝实验基地为对象进行了降雨、管道及河道水位流量等全过程长期监测,并通过布设水位计和视频监控设备进行城市内涝积水深度和范围自动监测。监测数据表明圩区内管网和河道流动性很差,管网长期处于淹没状态,监测期间管道水深有75%时间大于0.76 m;在检查井未发生溢流冒水现象时,仍然会发生内涝积水且主要集中在雨篦子周围道路低洼处,其深度和范围主要受到降雨过程、地形、雨篦子收水能力和泵站启闭的影响;开启泵站在增大管网排水能力的同时也在一定程度上削减了内涝积水范围。因此,根据降雨预报与内涝积水实时监测信息及时调控圩区水位可以有效缓解内涝积水情况,在模拟城市内涝时也不应忽略雨篦子收水能力和泵站启闭对内涝过程的影响;本研究可为构建城市内涝全过程在线监测平台提供参考,也能为城市内涝过程的概化模拟方法提供依据。

关键词：城市内涝机理分析全过程监测野外实验