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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

沙颍河干流河南段河道生态基流价值估算与分析

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水土保持研究 2024年

作者：王国重李中原杨丹张武云卢圆章徐志国邵全忠黄河水文水资源科学研究院河南省水利移民事务中心河南省周口水文水资源测报分中心河南省南阳水文水资源测报分中心河南省水文水资源测报中心

[目的]为使人们认识河道生态基流的重要性,对其价值进行量化,以便推动生态基流保障补偿工作的开展。[方法]以沙颍河干流河南段为例,基于生态基流功能分析,将生态基流价值划分为维持河道连通、局地气候调节、泥沙输送、维系河滩湿地、生... 详细信息

[目的]为使人们认识河道生态基流的重要性,对其价值进行量化,以便推动生态基流保障补偿工作的开展。[方法]以沙颍河干流河南段为例,基于生态基流功能分析,将生态基流价值划分为维持河道连通、局地气候调节、泥沙输送、维系河滩湿地、生物多样性维护、净化水质、水产品生产、科研与文化娱乐等;河道气候调节价值的计算采用水体蒸发的吸热量与释放相同热量的标煤用量构建的估算模型,其他价值的测算则是基于资源环境经济学算法。[结果] 2021年河南段气候调节价值为6.459亿元、泥沙输送价值5.056亿元、维持河滩湿地价值0.96亿元、生态多样性维护价值0.22亿元、水质净化价值10.28亿元、水产品生产价值10.092亿元、文化娱乐价值57.38亿元,则沙颍河干流2021年河南段生态基流总价值90.447亿元。[结论]各河段因所处位置、流域面积、区间长度等情况不同,生态基流价值差异较大,各河段生态基流价值占当地GDP比例均在1%以内,说明计算结果的合理性,也便于今后流域水土流失治理、生态保护与保障补偿工作的推进。

关键词：生态基流价值沙颍河干流河南段保障补偿

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伊河源区小流域水沙污协同治理程度分析

武汉大学学报（工学版） 2024年第1期57卷 11-16页

作者：王国重李中原张继宇杨丹卢圆章程焕玲黄河水文水资源科学研究院河南郑州450004 河南省水文水资源局河南郑州450003 河南黄河河务局河南郑州450003 河南省周口水文水资源勘测局河南周口466000 河南省水土保持监测总站河南郑州450008

基于协同治理理论,建立了伊河源区小流域水源管护、泥沙与水土流失治理、面源污染防治子系统间的评估指标体系。采用耦合协调度模型分析其2006、2009、2012、2015、2018年间水、沙、污3个子系统的协同程度。结果表明:子系统内各指标对... 详细信息

基于协同治理理论,建立了伊河源区小流域水源管护、泥沙与水土流失治理、面源污染防治子系统间的评估指标体系。采用耦合协调度模型分析其2006、2009、2012、2015、2018年间水、沙、污3个子系统的协同程度。结果表明:子系统内各指标对耦合系统的影响程度差异显著;各子系统间存在着相互制约、相互影响的耦合关系,使耦合系统的综合评估指数呈“缓慢上升-缓慢下降-明显上升”变化趋势;小流域各子系统的耦合度呈“上升-上升-下降-上升”趋势变化,耦合协调度则是由中等缓慢上升到高等、再快速达到优等。这充分说明小流域生态清洁治理的深入开展促进了3个子系统间的协同。

关键词：协同治理耦合度协调度伊河

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

河南卫辉市“2021.7”特大暴雨洪水分析

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中国防汛抗旱 2024年第5期34卷 82-86页

作者：张春芳杨展飞岳海涛河南省焦作水文水资源勘测局焦作454150 河南省新乡水文水资源勘测局新乡453000

2021年7月17-23日,河南卫辉市发生特大暴雨,位于卫辉市的共产主义渠黄土岗站发生建站以来第3大洪水,汲县站发生建站以来最大洪水。对本次暴雨成因、暴雨时空分布、暴雨特征进行分析,了解极端天气暴雨特性;对洪水来源和组成、洪水过程、... 详细信息

2021年7月17-23日,河南卫辉市发生特大暴雨,位于卫辉市的共产主义渠黄土岗站发生建站以来第3大洪水,汲县站发生建站以来最大洪水。对本次暴雨成因、暴雨时空分布、暴雨特征进行分析,了解极端天气暴雨特性;对洪水来源和组成、洪水过程、洪水特点、洪水重现期进行分析,认识卫河流域的洪水特性。本次暴雨洪水特性分析对卫辉市卫河流域的规划设计、洪水预报和防洪工作具有参考价值。

关键词：特大暴雨洪水卫河流域河南卫辉市

水闸运行对河流中氮污染物迁移转化与降解机制的影响

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节水灌溉 2024年第7期 75-79,87页

作者：程启亮刘娜栗泽超任焕莲王洪浩晋华长治市水文水资源勘测站山西长治046011 山西省水文水资源勘测局太原030001 太原理工大学水利科学与工程学院太原030024

近年来,氮素超标严重影响了河流水环境质量,造成水质恶化与水体富营养化,已经成为我国河流的主要水污染问题。水闸升降引起的河流水动力条件变化会对河流中不同形态氮素的迁移转化产生影响,进而影响不同形态氮素的降解系数。以山西省丹... 详细信息

近年来,氮素超标严重影响了河流水环境质量,造成水质恶化与水体富营养化,已经成为我国河流的主要水污染问题。水闸升降引起的河流水动力条件变化会对河流中不同形态氮素的迁移转化产生影响,进而影响不同形态氮素的降解系数。以山西省丹河为研究对象,探究水闸运行下氮污染物的迁移转化与降解机制。研究成果表明,NH_(4)^(+)-N降解系数与河流流速相关性显著,线性回归方程为:K(NH_(4)^(+)-N)=5.894 v-1.753(R=0.867,p<0.001);NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和TN的降解系数均与河流流速的相关性不显著。顺直河段开闸放水期间,NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N和TN的降解系数比闸门关闭期间高出0.37 d^(-1)、0.43 d^(-1)、0.24 d^(-1)、0.72 d^(-1);弯曲河段开闸放水期间,NH_(4)^(+)-N的降解系数比闸门关闭期间减少0.4 d^(-1),NO_(3)^(-)-N、NO_(2)^(-)-N、TN的降解系数比闸门关闭期间高出0.67 d^(-1)、0.42 d^(-1)、0.87 d^(-1)。开闸放水和闸门关闭时,NH_(4)^(+)-N浓度在河流行进过程中表现为在顺直河段减小,弯曲河段增大;NO_(3)^(-)-N浓度和总无机氮浓度则在顺直和弯曲河段都不断减少;开闸放水较水闸关闭状态,河流在行进过程中总无机氮浓度下降更快,有利于无机氮的去除。研究成果有助于揭示水闸运行下河流的脱氮机理,可以通过优化水闸运行,提高河流氮污染物降解系数。

关键词：水闸运行降解系数氮顺直河段弯曲河段河流流速

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基于流域储水量精细化模拟的干旱指数构建及应用

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水资源保护 2024年第05期40卷 29-38页

作者：何海白博宇刘杨合李曈徐健李源吴志勇河海大学水文水资源学院黄河水利委员会河南水文水资源局中国长江电力股份有限公司河南水利投资集团有限公司

为构建一种客观反映河道槽蓄量、水库蓄水量和土壤含水量联合亏缺的干旱指数，以秦淮河流域为研究区，基于500 m×500 m分辨率的VIC-FLASH模型，通过精细化模拟流域河道、水库和土壤中存储水量的变化过程，构建了标准化流域储水指数(SWS... 详细信息

为构建一种客观反映河道槽蓄量、水库蓄水量和土壤含水量联合亏缺的干旱指数，以秦淮河流域为研究区，基于500 m×500 m分辨率的VIC-FLASH模型，通过精细化模拟流域河道、水库和土壤中存储水量的变化过程，构建了标准化流域储水指数(SWSI),并应用SWSI对1980—2019年秦淮河流域历史干旱事件和干旱特征进行分析，验证了其可靠性和应用优势。结果表明：高分辨率VIC-FLASH模型可以较好地模拟流域储水量时空分布，流量过程模拟结果平均相对误差为10.6%,流域内6座水库实测与模拟蓄水量相关系数为0.53～0.86;SWSI可以准确识别干旱事件和反映区域干旱严重程度，干旱烈度与实际受旱面积的相关系数为0.88;1980—2019年逐日SWSI与标准化径流指数和土壤含水量距平指数的相关系数分别为0.89和0.98;SWSI不仅可以定量反映流域储水量的亏缺状态，而且可以更加客观地反映旱情时空演变过程。

关键词：干旱指数河道槽蓄量水库蓄水量土壤含水量 VIC-FLASH模型秦淮河流域

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重庆市长寿湖水库表层水体重金属时空分布及风险评价

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环境科学 2024年第3期45卷 1428-1438页

作者：张瑞溪刘娅君罗泳楠李杰芹李彩霞李佳佳张成西南大学资源环境学院重庆400715 黄河水利委员会河南水文水资源局郑州450008

为了解重庆市长寿湖水体污染状况和环境风险,采集并分析了不同季节的表层水体重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb)浓度,探究长寿湖重金属时空变化和分布特征,进一步评估其污染水平和健康风险.结果表明,6种重金属均低于《地表水环境质量标准... 详细信息

为了解重庆市长寿湖水体污染状况和环境风险,采集并分析了不同季节的表层水体重金属(Cr、Cu、Zn、As、Cd和Pb)浓度,探究长寿湖重金属时空变化和分布特征,进一步评估其污染水平和健康风险.结果表明,6种重金属均低于《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)Ⅰ类标准,但近年来呈现增加趋势,Cu、As和Pb增加趋势显著(P水资源.

关键词：长寿湖重金属时空分布风险评价

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