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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

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

2021年秋汛期三门峡水库潼三区间来水量研究

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人民黄河 2024年第7期46卷 34-38页

作者：杨志豪谷苗苗钟家淦王雪莹王晓燕河南省三门峡水文水资源勘测局河南三门峡472000 河南省洛阳水文水资源勘测局河南洛阳471011 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

2021年黄河发生1949年以来最严重秋汛,三门峡水库在此次秋汛防洪调度中发挥了重要的作用。由于潼关至三门峡区间(潼三区间)缺乏水文监测,因此在2021年秋汛期以潼关站计算的入库水量与实际水量相差10.4亿m^(3),对区间来水考虑不足影响了... 详细信息

2021年黄河发生1949年以来最严重秋汛,三门峡水库在此次秋汛防洪调度中发挥了重要的作用。由于潼关至三门峡区间(潼三区间)缺乏水文监测,因此在2021年秋汛期以潼关站计算的入库水量与实际水量相差10.4亿m^(3),对区间来水考虑不足影响了三门峡水库的精准调度。从库区区间来水分析着手,以潼三区间为研究对象,根据数字高程模型、土地利用类型、土壤类型、气象水文等数据,建立了HEC-HMS分布式水文模型,选取包括2021年秋汛在内的11场实测洪水资料进行率定和验证。结果表明,11场洪水模拟洪峰流量误差均小于20.0%,平均确定性系数为0.725,模拟合格率为90.9%,较准确地模拟了2021年秋汛期潼三区间来水过程,并量化了不同支流对区间来水总量的贡献率。

关键词： HEC-HMS模型洪水组成三门峡水库潼三区间流域

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IHA-RVA法的水利工程对倭肯河流域生态水文情势影响研究

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水利科学与寒区工程 2024年第7期7卷 57-61页

作者：吕永军黑龙江省水文水资源中心佳木斯分中心黑龙江佳木斯154000

为了研究倭肯河流域水文情势的变化,选取倭肯水文站1956—2016年的逐日流量数据为研究资料,应用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)综合评价了倭肯河流域的水文情势改变程度。结果表明:通过对倭肯河流域水文突变前后倭肯水文站水文指标的... 详细信息

为了研究倭肯河流域水文情势的变化,选取倭肯水文站1956—2016年的逐日流量数据为研究资料,应用生态水文指标变化范围法(IHA-RVA)综合评价了倭肯河流域的水文情势改变程度。结果表明:通过对倭肯河流域水文突变前后倭肯水文站水文指标的分析可知:流域整体的水文改变度为37%,达到了中度改变;33个水文指标中,3个属于高度改变,7个属于中度改变,23个属于低度改变。该研究可为倭肯流域生态水文情势的健康分析提供参考。

关键词：倭肯河 IHA-RVA法人类影响水文改变度径流变化

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

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

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黑龙江省主要河流封江日期变化特征及预测

冰川冻土 2024年

作者：陈霞肖兴涛李永生王芳张丽娟刘栋黄玉桃赵余峰哈尔滨师范大学寒区监测与信息服务重点实验室黑龙江省水文水资源中心黑龙江省气候中心黑龙江省气象局

河冰是冰冻圈的重要组成部分。在气候变暖背景下，对黑龙江省主要河流的封江日期进行研究，可为该地区防凌减灾提供科学依据。本文基于1962—2020年黑龙江省水文观测站封江日期观测资料，利用Mann-Kendall检验、相关分析方法，探讨了黑... 详细信息

河冰是冰冻圈的重要组成部分。在气候变暖背景下，对黑龙江省主要河流的封江日期进行研究，可为该地区防凌减灾提供科学依据。本文基于1962—2020年黑龙江省水文观测站封江日期观测资料，利用Mann-Kendall检验、相关分析方法，探讨了黑龙江省主要河流封江日期在气象要素的影响下随时间变化的特征，并采用信息扩散理论、线性回归分析方法对封江日期进行了模拟预测。结果表明，1962—2020年松花江哈尔滨站、嫩江江桥站、黑龙江黑河站和乌苏里江饶河站平均封江日期在11月12—22日之间，分别在1970年、2005年、2012年、2012年发生突变。1962—2020年黑龙江省四大江的封江日期均呈推迟趋势，其中江桥站、饶河站封江日期表现为显著推迟趋势(P<0.05),59年来分别推迟了15 d、8 d，变化速率分别为2.46 d·(10a)-1、1.35 d·(10a)-1。处于纬度相对较高地区的江桥站、黑河站封江日期主要受11月上旬平均气温、地表气温、最低气温影响，而纬度相对较低的哈尔滨站、饶河站主要受11月中旬平均气温、地表气温、最低气温影响。当负积温为-180℃时，出现封江的概率达到80%～90%；当负积温达到-240℃时，基本全部冻结。本文基于平均气温、地表气温、最低气温等关键因子所构建的多元线性回归模型预报精度均在80%以上。

关键词：封江日期变化特征影响因素预测黑龙江省

基于CMADS和流域相似理论的无资料地区水文模拟——以元江-红河流域为例

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南水北调与水利科技（中英文） 2024年第3期22卷 534-544页

作者：王洁陈裕迪梁峰铭葛慧刘淼陈家栋王丽荣南京信息工程大学水文与水资源工程学院南京210044 广德市农业农村局安徽广德242200 江苏省水文水资源勘测局南京210029 江苏省水文水资源勘测局南京分局南京210007 河北省气象灾害防御和环境气象中心石家庄050021

无水文资料地区,水文模型的参数难以确定。基于此,提出一套无资料地区水文模拟的方法体系,首先利用开源再分析数据驱动水文模型,然后基于流域相似性理论进行模型参数移植,完成无资料地区水文模拟。以元江-红河多国跨界流域为例,将流域... 详细信息

无水文资料地区,水文模型的参数难以确定。基于此,提出一套无资料地区水文模拟的方法体系,首先利用开源再分析数据驱动水文模型,然后基于流域相似性理论进行模型参数移植,完成无资料地区水文模拟。以元江-红河多国跨界流域为例,将流域划分成123个子流域,基于根据高程、坡度、形状系数、森林覆盖率、降水与蒸散发等指标,利用主成分分析和流域相似度计算对123个子流域进行相似性分析;再基于水文资料和相似性结果,将7个有流量资料的子流域划分出4组相似流域;对有资料流域进行参数率定和验证,模拟结果良好,经过参数移植后,无资料流域的模拟结果均得到了提高。基于流域相似性的参数区域化和开源再分析数据的无资料地区水文模拟方法,可以为无资料地区的水文模拟与水资源管理带来更多可能。

关键词：无资料 CMADS SWAT模型流域相似性参数移植