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近10年长江中游重点险工段近岸河床冲淤演变特点分析

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长江科学院院报 2024年第6期41卷 187-192页

作者：邹红梅杨成刚袁晶董炳江长江水利委员会水文局武汉430010

险工段是河道岸坡易崩段,是长江防洪体系的薄弱环节,险工段近岸河床演变直接关乎沿江堤防稳定和防洪安全。根据近10 a来长江中游重点险工段观测成果,研究了险工段近岸河床冲淤演变特点及水沙条件、整治工程、土体组成等对险工段河床演... 详细信息

险工段是河道岸坡易崩段,是长江防洪体系的薄弱环节,险工段近岸河床演变直接关乎沿江堤防稳定和防洪安全。根据近10 a来长江中游重点险工段观测成果,研究了险工段近岸河床冲淤演变特点及水沙条件、整治工程、土体组成等对险工段河床演变的影响。结果表明,整治工程实施对保障险工段近岸河床稳定具有显著作用,岸坡趋于稳定是长江中游重点险工段演变的总体规律。受局部河势调整影响,仍有1/3左右的险工段近岸河床存在冲刷趋陡的现象,需加强观测并采取相应守护措施。研究成果对研判长江中游重点险工段岸坡稳定发展趋势、优化险工段观测位置布设具有重要意义。

关键词：长江中游险工段岸坡稳定水沙条件冲淤演变

2022年“汛期反枯”对三峡库区泥沙冲淤的影响

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长江科学院院报 2024年第7期41卷 190-195,202页

作者：邹红梅陈芳杨成刚长江水利委员会水文局武汉430010

为深入分析2022年“汛期反枯”这一水文情势对三峡库区泥沙冲淤的影响,采用输沙量法评估三峡库区泥沙淤积总量变化,以断面法分析水库淤积的沿程分布情况。2022年汛期三峡水库入库径流量的大幅减少,致使库区的泥沙淤积规律较往年发生较... 详细信息

为深入分析2022年“汛期反枯”这一水文情势对三峡库区泥沙冲淤的影响,采用输沙量法评估三峡库区泥沙淤积总量变化,以断面法分析水库淤积的沿程分布情况。2022年汛期三峡水库入库径流量的大幅减少,致使库区的泥沙淤积规律较往年发生较大变化,主要表现为库区干流泥沙淤积量显著减少,仅淤积1097万t,为蓄水运用以来最低值。断面法计算结果表明库区河床冲刷0.157亿m^(3),且变动回水区和常年回水区均冲刷明显,出现“伪冲刷”现象。分析发现,汛期来沙大幅减少,无法补足淤积泥沙密实沉降造成的河床断面变化是造成库区出现“伪冲刷”的主要原因。建议加强库区淤积泥沙密实规律及影响机制研究,关注特殊水情下库区河床冲淤演变规律,以支撑三峡工程科学调度需要。

关键词：泥沙淤积汛期反枯输沙量径流三峡库区

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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

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

基于多维Copula函数的澜沧江-湄公河流域气象干旱特征分析

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水资源保护 2024年第1期40卷 52-59页

作者：李琼芳方凯悦韩幸烨邹振华陈启慧尹瑞琪林雍权河海大学水文水资源学院江苏南京210098 河海大学长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098 长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局湖北武汉430012

为全面揭示变化环境下澜湄流域多维气象干旱特征,采用标准化降水蒸散指数SPEI表征流域气象干旱,基于游程理论分别提取澜沧江段和湄公河段上、中、下游流域1901—1960年和1961—2021年两个时段的干旱事件,利用Copula函数分别构建两个时... 详细信息

为全面揭示变化环境下澜湄流域多维气象干旱特征,采用标准化降水蒸散指数SPEI表征流域气象干旱,基于游程理论分别提取澜沧江段和湄公河段上、中、下游流域1901—1960年和1961—2021年两个时段的干旱事件,利用Copula函数分别构建两个时段不同子流域二维和三维干旱特征变量联合分布,计算不同干旱特征变量组合条件下的干旱联合发生概率,对比分析不同子流域多维气象干旱特征的时空变化。结果表明:时间上,1961—2021年各子流域平均干旱程度均较1901—1960年更严峻,尤其是极端干旱事件(单变量累积频率为25%、50%)的多维干旱联合发生概率增幅最大;空间上,1961—2021年,随着干旱历时、烈度和烈度峰值的增加,“或”情况下多维干旱联合发生概率最高值区自北向南转移,“且”情况下多维干旱联合发生概率最高值区自南向北转移。

关键词：气象干旱游程理论联合发生概率 Copula函数澜沧江-湄公河流域

黄河兰州以上区域草地覆盖变化对水源涵养的定量影响分析

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水科学进展 2024年

作者：朱求安吴晓丽于冬雪江善虎方秀琴颜亦琪任立良河海大学水文水资源学院黄河水利委员会水文局

为厘清黄河兰州以上区域草地变化对水源涵养的影响，利用动态全球植被模型，结合逐年土地利用变化数据，通过不同的情景模拟，定量分析了1980—2020年黄河兰州以上地区水源涵养量的变化趋势和响应特征。结果表明：该区域年均水源涵养总... 详细信息

为厘清黄河兰州以上区域草地变化对水源涵养的影响，利用动态全球植被模型，结合逐年土地利用变化数据，通过不同的情景模拟，定量分析了1980—2020年黄河兰州以上地区水源涵养量的变化趋势和响应特征。结果表明：该区域年均水源涵养总量约242.1亿m3，其中草地生态系统的贡献量约为202.8亿m3，占比83.8%，并且在2002年前后分别呈下降(-5.1亿m3/a)和上升(3.5亿m3/a)趋势；黄河兰州以上地区1980—2020年草地变化对该区域水源涵养具有不显著的负向效应，2015—2020年间年均减少了6.7亿m3，整体上并未显示出明显的区域差异；不同草地退化程度情景下的模拟表明，虽然轻度退化带来的草地蒸散分量变化使得区域水源涵养量略有提升，但随着退化程度的加剧区域水源涵养量显著减少。

关键词：水源涵养草地覆盖变化动态全球植被模型黄河上游

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丹江口水库入库流量平滑修正方法研究

人民长江 2024年第2期55卷 93-100页

作者：曾凡林牛文静张成孝严方家邢雯慧汉江水利水电(集团)有限责任公司湖北武汉430048 长江水利委员会水文局湖北武汉430010 长江水利委员会水文局汉江水文水资源勘测局湖北襄阳441022

准确的入库流量计算是科学开展水库调度的重要基础。针对反推入库流量存在的剧烈跳动现象,开展了入库流量推求方法研究,论述了常用推求方法的原理及适用性,聚焦丹江口水库库容特点,采用控制变量法,针对反推时段数目、滑动平均算法及坝... 详细信息

准确的入库流量计算是科学开展水库调度的重要基础。针对反推入库流量存在的剧烈跳动现象,开展了入库流量推求方法研究,论述了常用推求方法的原理及适用性,聚焦丹江口水库库容特点,采用控制变量法,针对反推时段数目、滑动平均算法及坝前水位代表性等影响静库容反推计算结果的主要因素进行了定量对比分析,比选提出了适用于丹江口水库的入库流量平滑修正计算方法。研究结果表明:丹江口水库采用库容反推法,耦合6 h反推、6 h滑动、多站水位算数平均值作为坝前水位可获得兼具准确性和平滑性的入库流量计算结果。所提方法在保证洪峰流量和峰现时间更接近真实情况的同时,入库过程方差更小、平滑度更高,可为丹江口水库科学精细化调度管理提供重要的技术支撑。

关键词：入库流量水量平衡静库容反推滑动平均丹江口水库

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双轨循环式雷达波在线测流系统设计

人民长江 2024年第S1期55卷 46-49页

作者：左念徐典范亮长江水利委员会水文局长江中游水文水资源勘测局湖北武汉430014

利用现有流量测验设备(水文缆道、拖曳式ADCP)在对流速快、陡涨陡落的山溪性河流进行监测时操作极为困难且历时不可控。考虑到移动雷达波不直接接触和扰动(或破坏)水流结构可以实现自动精确监测,研究设计了一种双轨循环式雷达波在线测... 详细信息

利用现有流量测验设备(水文缆道、拖曳式ADCP)在对流速快、陡涨陡落的山溪性河流进行监测时操作极为困难且历时不可控。考虑到移动雷达波不直接接触和扰动(或破坏)水流结构可以实现自动精确监测,研究设计了一种双轨循环式雷达波在线测流系统。该测流方式安全快捷,尤其适用于河道高洪流量测验,可实现水文断面流量的即时、稳定在线监测,能够解决水文测站人员不足、工作强度大、高洪期间测验工作较为危险等问题。

关键词：在线流量监测雷达双轨循环非接触测流

水流物理规律与人工智能算法相结合的水位流量关系确定方法研究

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水文 2024年

作者：张旭张亭梅军亚吴志勇何海谢义林河海大学水文水资源学院长江水利委员会水文局江苏省水利科学研究院

确定水位流量关系的传统方法主要基于物理规律和经验公式建模，模型精度有限，同时受个人经验和水平的影响，结果精度常常具有较大的不确定性；机器学习方法通过训练模型自动学习水位与流量关系，具有灵活性和适应性，但缺乏对物理规律... 详细信息

确定水位流量关系的传统方法主要基于物理规律和经验公式建模，模型精度有限，同时受个人经验和水平的影响，结果精度常常具有较大的不确定性；机器学习方法通过训练模型自动学习水位与流量关系，具有灵活性和适应性，但缺乏对物理规律的解释和理解，并对数据质量和数量要求较高。本文提出水流物理规律与人工智能算法相结合的水位流量确定方法，通过结合水文站点水位与上下游站点的落差及机器学习模型构建流量计算方案，以此确定水位流量关系；以汉口站作为试验站，并比较MLP与LSTM两种不同的机器学习模型计算结果。结果表明，水流物理规律与人工智能算法相结合的水位流量关系确定方法，能够准确推求流量，绘制水位流量关系曲线，同时LSTM模型计算结果精度较高，汉口站2018—2020年的模型计算结果决定系数均在0.9950以上，平均相对误差均在3%以内。

关键词：水位流量关系水力因素 MLP模型 LSTM模型