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苏南山丘区典型实验小流域产汇流研究

水文 2024年

作者：尤征懿朱前维吴朝明陈娟朱骊江苏省水文水资源勘测局无锡分局

《江苏省暴雨洪水图集》（以下简称《84图集》）是江苏省水文工作的重要参考文件，被广泛应用于防洪规划、径流预报等工作。然而，在气候变化和人类活动影响下，《84图集》已无法满足现状条件下的流域产汇流预报需求。为修订《84图集》... 详细信息

《江苏省暴雨洪水图集》（以下简称《84图集》）是江苏省水文工作的重要参考文件，被广泛应用于防洪规划、径流预报等工作。然而，在气候变化和人类活动影响下，《84图集》已无法满足现状条件下的流域产汇流预报需求。为修订《84图集》中苏南山丘区的产汇流参数，论文以典型实验小流域——大港河上游流域（楚山桥）为研究对象，通过分析场次洪水资料，研究流域产汇流特性，建立优化参数的流域产流计算方案，并设置不同的汇流参数优化方案，通过2020—2023年洪水资料进行对比研究，结果表明：（1）优化参数后的产流计算方案2021年和2023年洪水径流深误差均在25%以内，平均径流深误差为12.3%，产流计算精度达甲级。（2）优化参数后的汇流计算方案较原始《84图集》方法的汇流计算精度均有不同程度的提升。其中，同时优化瞬时单位线两个参数的方案精度最高，平均纳什效率系数为0.73、洪峰误差合格率为62%，汇流预报精度达丙级。由此可见，参数优化可有效地提高产汇流计算精度。研究成果不仅可为江苏省的《84图集》修订提供借鉴，同时也对山丘区小流域的产汇流规律研究具有指导意义。

关键词：苏南山丘区产汇流参数优化降雨径流退水曲线

水资源承载力评价关键因子与高效评价方法研究

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人民长江 2024年

作者：辛朋磊单婷婷江苏省水文水资源勘测局南通分局

适宜的评价指标和评价方法是确保水资源承载力评价科学、客观的关键。为识别影响水资源承载力评价的关键因子，并探索高效的评价方法，论文以2020年中国各地区指标数据为基础，结合水资源承载力的内涵，从经济、人口、环境三个维度构建... 详细信息

适宜的评价指标和评价方法是确保水资源承载力评价科学、客观的关键。为识别影响水资源承载力评价的关键因子，并探索高效的评价方法，论文以2020年中国各地区指标数据为基础，结合水资源承载力的内涵，从经济、人口、环境三个维度构建了水资源承载力评价指标体系，采用障碍度模型从定性和定量两方面筛选关键指标，对4种单一评价方法（熵权—TOPSIS、熵权—线性加权、模糊综合评价和因子分析法）和3种组合评价方法（模糊Borda法、漂移度组合法、离差最大化组合法）开展比较研究，并基于研究结果对2004—2022年中国水资源承载力演变趋势开展测度分析。结果表明：影响中国水资源承载力的关键因子是人均水资源占有量，其障碍度指数高达0.556，其次是生态环境用水比例（障碍度指数0.181）和农村生活污水处理率（障碍度指数0.057）等指标；组合评价法在稳定性和趋势性方面的表现优于单一评价法，但其计算过程较为复杂；单一评价法中，熵权—线性加权法表现最优，平均误差为4.30%；组合评价法中，离差最大化组合法表现最优，平均误差仅为1.56%；2004－2022 年中国水资源承载力指数从2004年的0.115增长至2022年的0.867，主要得益于政府在推动节约用水和生态环境改善方面发挥的关键作用。

关键词：水资源承载力评价指标单一评价法组合评价法

阳澄湖入湖河道分类、污染特征分析及治理策略

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湖泊科学 2024年第3期36卷 741-755页

作者：刘帅谢茂嵘吕文宋娜杨惠杨文晶姜宇白瑞泉沈逸史书杨金艳江苏省水文水资源勘测局苏州分局苏州215011 中国科学院南京地理与湖泊研究所南京210008

为进一步揭示阳澄湖入湖河道的污染物来源,提出相应的治理对策,以2017—2021年阳澄湖入湖河道水质监测数据为基础进行分析讨论。依据入湖水量选取10条主要入湖河道进行分析,其中位于阳澄湖东岸的白曲港在七浦塘拓浚工程建成之前主导流... 详细信息

为进一步揭示阳澄湖入湖河道的污染物来源,提出相应的治理对策,以2017—2021年阳澄湖入湖河道水质监测数据为基础进行分析讨论。依据入湖水量选取10条主要入湖河道进行分析,其中位于阳澄湖东岸的白曲港在七浦塘拓浚工程建成之前主导流向为出湖,工程建成后,通过Pearson相关分析证实了其流向与七浦塘引水时的水力关系,因此白曲港被选为主要入湖河道。采用距平系数法、系统聚类法和物元分析法将阳澄湖主要入湖河道分为3个类别:第1类别包括白荡、蠡塘河、北河泾、永昌泾4条河道,第2类别包括渭泾塘、界泾和施家斗港3条河道,第3类别包括南消泾、七浦塘和白曲港3条河道。使用因子分析法进行因子分析,第1类别河道的因子为高锰酸盐指数(COD_(Mn))、氨氮(NH_(3)-N)、溶解氧(DO)和总磷(TP),第2类别河道的污染因子为NH_(3)-N、总氮(TN)、pH、TP和DO,第3类别河道的污染因子为pH、TP、TN和DO。通过对上游河道水质情况分析、文件研究以及实地调查等方式得出第1类别河道区域的污染源主要为工业污染源和生活污染源,第2类别河道区域污染源主要为工业污染源与种植业污染源,第3类别河道污染源主要为陆地水产养殖污染源与种植业污染源。针对总体污染源情况,建议通过控制点源污染、削减面源污染、增强上游河道治理、开展生态治理修复以及加强巡查监管等方式对各类别河道区域进行针对性治理,以提高入湖河道水质,为阳澄湖的系统性和整体性治理打好基础。

关键词：阳澄湖入湖河道系统聚类物元分析因子分析污染源河道治理

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2023年里下河地区暴雨洪水分析

水电能源科学 2024年第5期42卷 11-13,33页

作者：单帅刘融融薛海峰江苏省水文水资源勘测局盐城分局江苏盐城224000

里下河地区地势平缓,河网错综复杂,水势传播较慢,易发生超警戒洪水过程。为研究里下河地区梅雨期降雨特点,采用皮尔逊Ⅲ型频率曲线法、距平分析法和降雨水位逐时过程图法,针对里下河地区2023年梅雨期暴雨洪水过程,通过与历史梅雨期降雨... 详细信息

里下河地区地势平缓,河网错综复杂,水势传播较慢,易发生超警戒洪水过程。为研究里下河地区梅雨期降雨特点,采用皮尔逊Ⅲ型频率曲线法、距平分析法和降雨水位逐时过程图法,针对里下河地区2023年梅雨期暴雨洪水过程,通过与历史梅雨期降雨进行对比,全面分析了里下河地区梅雨期暴雨洪水特征。结果表明,里下河局部地区无降雨与极端降雨情况并存,在最大1天降雨中存在特大暴雨,最大3天降雨中出现特大暴雨的地方占8.4%。短时间强降雨加上里下河地区河网地势特征是发生超警戒洪水过程的主要原因。洪水过程下沿江抽排及五大港抢排对里下河地区水位变化有较明显影响。

关键词：里下河地区梅雨期暴雨洪水 P-Ⅲ曲线距平分析笼罩面积

违背不相关性假设对Triple Collocation方法精度的影响

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地球信息科学学报 2024年第3期26卷 591-603页

作者：谈松林王洁季静静刘美丽湛忠宇刘淼王丽荣胡晓东南京信息工程大学南京210044 水利部水文气象灾害机理与预警重点实验室南京210044 江苏省水文水资源勘测局南京分局南京210008 江苏省水文水资源勘测局南京210029 河北省气象灾害防御和环境气象中心石家庄050022 江苏省水利科学研究院南京210017

Triple Collocation(TC)方法是一种可以在未知真值情况下评估3个独立观测样本各自不确定性的方法,该方法使用的前提是误差形式假设与2组不相关性假设,但在实际使用中,这3条假设难以完全满足。其中2组不相关性假设经常面临较大的违背,并... 详细信息

Triple Collocation(TC)方法是一种可以在未知真值情况下评估3个独立观测样本各自不确定性的方法,该方法使用的前提是误差形式假设与2组不相关性假设,但在实际使用中,这3条假设难以完全满足。其中2组不相关性假设经常面临较大的违背,并且无法得知这种假设违背对结果误差的影响。本文通过虚拟样本实验生成了多组不同程度违背不相关性假设的样本,以定量评估不同程度假设违背对结果误差的影响。结果表明,一般情况下,某一条不相关性假设的违背程度增加时,方法的结果误差会相应地呈线性或平方倍数增加;但当不相关性假设的违背处于某个特定关系时,TC方法结果的误差会突然大幅度增加,这种现象在以往的研究中并没有得到重视,后文将该现象简称为异常点。为了探求异常点出现的原因,本文从理论上推导出了违反不相关性假设与结果误差之间的关系,这种关系呈现为分式结构,而异常点的出现正是这种分式结构所致。异常点的存在影响了方法的稳定性。从差值形式的TC方法的角度来看,抑制异常点的关键在于如何更好地设计缩放系数。本文给出了2种抑制异常点的方法:(1)忽略加性偏差系数,使得缩放系数不受两组不相关性假设的影响;(2)限制缩放系数的上下限。根据实际数据分析,第2种改进方法优于第1种。第2种方法不仅保留了TC方法的准确性,而且有效地避免了异常点的出现。值得注意的是,在实际数据中,部分异常点会以负值形式出现并因计算结果不能为负而被剔除。在使用TC方法进行计算时,重复次数较少的情况下,可以不考虑异常点的影响。

关键词： Triple collocation 假设违背异常点遥感数据同化数据评估数据不确定性分析无实测数据

基于机器学习模型的平原水网区H-ADCP流量测算精度比较研究

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水利水电快报 2024年

作者：潘道宏辛朋磊夏飞王琪李昂查红 1.江苏省水文水资源勘测局盐城分局 2.江苏省水文水资源勘测局南通分局江苏省水文水资源勘测局南通分局江苏省水文水资源勘测局盐城分局

Due to the small river flow speed and navigation reasons， H-ADCP has not been able to be used well in the plain water network area. In this paper， taking the Taidong River Dongtai (Tai) hydrological station in the Taihe River basin as an example， 39 sets of full-section flow velocity measurement data were selected from the cable and fixed H-ADCP in 2022-2023， and the six machine learning models: multi-layer perceptron (MLP)， support vector regression machine (SVR)， least squares linear regression (LR)， ridge regression model (RG)， bagging method (BAG)， and random forest algorithm (RF) were used to fit the cross-sectional flow based on Python software. The flow calculation accuracy of the six models was compared and analyzed. The results show that the random forest integrated learning model has a higher accuracy than other models， and the system error， random uncertainty， symbol test， fitting test， and numerical test can all meet the three-class accuracy requirements of the hydrological data compilation standards.

关键词：机器学习模型 H-ADCP 平原水网区资料整编

水资源污染综合治理措施及其防治效果评估研究

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环境科学与管理 2024年第2期49卷 189-194页

作者：蔡文生王伟任中杰江苏省水文水资源勘测局徐州分局江苏徐州221018

长期的水污染会破坏水环境,造成生态系统的破坏和失衡,影响人类的生产和生活。为此,研究水资源污染综合治理措施并评估防治效果。在分析了水资源污染物的4种主要类型后,从工业生产、市政管理以及工程保障3方面提出相应的治理措施,并使... 详细信息

长期的水污染会破坏水环境,造成生态系统的破坏和失衡,影响人类的生产和生活。为此,研究水资源污染综合治理措施并评估防治效果。在分析了水资源污染物的4种主要类型后,从工业生产、市政管理以及工程保障3方面提出相应的治理措施,并使用模糊综合评价法对治理后的效果评价,将评价结果分为5个等级,利用加权平均原则对评价结果定量计算。将所提治理措施应用在某市生态公园调节塘内,经一段时间后检验该塘水质有了明显改善,防治效果评估结果为优秀,证明所提方法在水资源污染治理方面具有可行性。

关键词：水资源污染防治效果评估综合治理措施控制废水排放模糊综合评价法

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生态补水对孝妇河湿地水华的预防效果模拟

中国环境科学 2024年第1期44卷 121-131页

作者：贾瑞鹏李桂秋窦明王偲李佳郑州大学水利与交通学院河南郑州450001 郑州大学生态与环境学院河南郑州450001 江苏省水文水资源勘测局南通分局江苏南通226000

基于二维水环境数学模型理论,构建了考虑生态补水扰动下的孝妇河湿地水域富营养化模型,采用决定系数判断模型的可行性,通过水华危害指数H评估不同生态补水方案下的水华预防效果.设定8种不同的生态补水情景,分析了湖泊水动力、水质的演... 详细信息

基于二维水环境数学模型理论,构建了考虑生态补水扰动下的孝妇河湿地水域富营养化模型,采用决定系数判断模型的可行性,通过水华危害指数H评估不同生态补水方案下的水华预防效果.设定8种不同的生态补水情景,分析了湖泊水动力、水质的演化特征.结果表明:二维水环境数学模型模拟误差低于20%,COD、氨氮、总磷、总氮四种污染物决定系数大于0.8,分别为0.95,0.94,0.87,0.81.在相同补水量条件下,短时长的补水措施效果更佳;在不同补水量的条件下,大流量的补水效果更佳;同等补水条件下,多点位补水效果更佳.研究优选出最佳生态补水方案为方案B8:上下游同时补水,补水总量200万m^(3),分20次间断补给.

关键词：生态补水孝妇河湿地数值模拟 MIKE21

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BP神经网络在城市湖泊水深反演中的应用

水资源开发与管理 2024年第7期10卷 75-78页

作者：任中杰曹久立万永智江苏省水文水资源勘测局徐州分局江苏徐州221000

水深遥感反演广泛应用于湖泊和近海水体的水深监测,其中统计回归法是较为常用的一种方法。但水深数据与光谱信息并非单一的线性关系,因此限制了模型的反演精度。本文基于LANDSAT9影像,利用SFIM融合算法提升了影像空间分辨率后,进而建立B... 详细信息

水深遥感反演广泛应用于湖泊和近海水体的水深监测,其中统计回归法是较为常用的一种方法。但水深数据与光谱信息并非单一的线性关系,因此限制了模型的反演精度。本文基于LANDSAT9影像,利用SFIM融合算法提升了影像空间分辨率后,进而建立BP神经网络模型对水深进行反演,并与多元线性回归模型进行对比。结果表明,BP神经网络在城市湖泊水深反演过程中,精度显著优于多元线性回归模型,在一定程度上能应用于实际。

关键词： BP神经网络 LANDSAT9 SFIM 水深遥感反演