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2003年  第14卷  第4期

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黄河下游河床纵向与横向变形的数值模拟——Ⅰ二维混合模型的建立
夏军强, 王光谦, 吴保生
2003, 14(4): 389-395.
摘要:
提出了黄河下游滩岸冲刷问题的严重性,评述了河床横向变形模拟技术和河床变形混合模型的研究现状,并指出现有模型不适用于黄河下游的河床变形计算.将平面二维水沙数学模型与粘性河岸冲刷模型结合,建立了河床变形的平面二维混合模型.采用多种改进措施后,该模型能同时模拟天然河道的纵向与横向变形,尤其适用于河床纵横向变化都十分剧烈的黄河下游.
黄河下游河床纵向与横向变形的数值模拟——Ⅱ二维混合模型的应用
夏军强, 王光谦, 吴保生
2003, 14(4): 396-400.
摘要:
对前文提出的平面二维混合模型进行了验证与实际工程应用.模拟了概化顺直河段在不同冲淤条件下的河岸后退过程.将混合模型应用于实际工程问题,模拟了黄河下游花园口游荡型河段的河床纵向与横向变形过程.通过对断面平均水位、流速分布、断面形态变化等计算值与原型观测值的对比,两者符合较好.表明该混合模型不仅能较好地模拟出河道内的水沙运动与河床纵向冲淤过程,而且能模拟出滩岸的后退与淤长过程,尤其能模拟滩岸的冲刷与崩塌过程.
黄河下游花园口河段洪水涨落过程中河床横断面形态的调整
张欧阳, 许炯心, 张红武
2003, 14(4): 401-406.
摘要:
利用黄河下游1950-1985年间218场洪水资料,讨论了黄河下游花园口河段洪水起涨和回落过程中河床形态调整的不同过程.在洪水起涨阶段,花园口河段河床宽深比以增大为主,且洪水最大含沙量越大,宽深比增大的幅度越大,洪峰增幅比在3以下时,宽深比随最大含沙量的增大而增大,洪峰增幅比在3以上时,呈随含沙量的增大而减小的趋势.在洪水回落阶段,宽深比的变化方向则相反.在含沙量较小时,河床宽深比的减小主要发生在洪水起涨阶段,在含沙量很大时,河床宽深比的减小主要发生在洪水回落阶段.
长江日流量混沌变化特性研究——Ⅰ相空间嵌入滞时的确定
丁晶, 王文圣, 赵永龙
2003, 14(4): 407-411.
摘要:
为了以新途径探索长江水量变化规律并在此基础上做出预测,全面而系统地研究了宜昌站日流量混沌变化特性并建立了新预测模型.重点论述相空间嵌入滞时的确定.分析了传统的自相关函数法和真实矢量场法确定嵌入滞时的优劣,并提出以广义相关函数合理确定嵌入滞时的方法.研究结果表明广义相关函数法是一个合理又可操作的途径.
长江日流量混沌变化特性研究——Ⅱ相空间嵌入维数的确定
丁晶, 王文圣, 赵永龙
2003, 14(4): 412-416.
摘要:
为了以新途径探索长江水量变化规律并在此基础上做出预测,全面而系统地研究了宜昌站日流量混沌变化特性并建立了新预测模型.重点论述相空间嵌入维数的确定.嵌入维数是混沌分析的一个重要参数.给出了饱和关联维数法、伪最邻近点法和真实矢量场法3种嵌入维数的确定方法.它们各有优缺点.研究结果表明,最优嵌入维数的确定必须进行综合分析并考虑最优嵌入窗宽.
浅水方程数值计算方法的研究
张修忠, 王光谦, 金生
2003, 14(4): 417-423.
摘要:
求解以水位为变量的连续方程,并根据Navier-Stokes方程压力修正算法的基本思想,建立了浅水方程的水位修正算法,放宽了对离散时间步长的限制.通过对离散方程系数矩阵的重新构造,建立了高分辨率有限元格式,该格式既具有较高的离散精度又避免了数值解的伪振荡.对动量方程的阻力项做负坡线性化处理,提高了露滩计算的稳定性.数值模拟结果与解析解吻合良好,表明所建立的数值计算方法是正确的和可靠的.
山区河流平面二维流场的数值模拟
李艳红, 周华君, 时钟
2003, 14(4): 424-429.
摘要:
针对山区河流边界地形复杂、水位及流速变化剧烈的特点,用"混合五对角法"建立平面二维数学模型并求解,进行水位和流速的数值模拟.利用嘉陵江重庆金刚碑-朝阳桥河段地形及5个横断面的水位和水深平均流速资料对此模型进行了验证,模型快速、准确地再现了该河段的水位和水深平均流速情况.
一维浅水流动方程的Godunov格式求解
潘存鸿, 林炳尧, 毛献忠
2003, 14(4): 430-436.
摘要:
以准确Riemann解为基础,建立了求解一维非平底浅水流动方程的Godunov格式,用"水位方程法(WaterLevel Formulation,WLF)"求解Riemann解,结合中心差分和Riemann解离散底坡项,保证了计算格式的和谐性.经算例验证,方法健全、通用,且分辨率高.
节水条件下土壤氮素的环境影响效应研究
王康, 沈荣开
2003, 14(4): 437-441.
摘要:
土壤无机氮素的损失主要是铵氮的挥发损失和硝氮的反硝化和淋失.土壤水分和氮素含量的增加,都将增加氮肥淋失的潜在威胁,如处置不当,获得高产可能需要以环境的污染为代价.节水条件下土壤无机氮素的损失量有所减少,但是氮素利用效率也同时受到了土壤水分状况的限制.探讨了作物产量、氮素损失和农业生产要素(水分、氮素)实际投入量之间的关系,建立了节水条件下土壤氮素损失和环境评价概念型模型,通过在北京水利科学研究所永乐店灌溉试验站3年的试验资料对模型进行了参数求解及校验.
长江口主要阳离子随盐度变化的研究
张恩仁, 高磊, 张经
2003, 14(4): 442-446.
摘要:
以追踪混合水团的方式采样,并测定了长江河口混合区表层和底层中主要阳离子Mg2+、Ca2+、Na+和K+的浓度,讨论了长江口水体的pH分布特征和主要阳离子的混合特征.结果表明,长江口水体的pH状况受人为污染影响较小,河口混合区主要阳离子的浓度随着水体盐度的增大而增大,Ca/Mg比值随水体盐度的增大而迅速减小,且主要阳离子浓度相对于盐度的变化在表层和底层水体间没有显著的差别.在长江河口混合区主要阳离子的浓度及其比值随盐度的变化可用线性混合模型进行较好地预测和模拟.
太湖水体光学衰减系数的分布及其变化特征
张运林, 秦伯强, 陈伟民, 杨顶田, 季江
2003, 14(4): 447-453.
摘要:
利用2001-2002年周年太湖全湖不同湖区湖泊光学的实测资料,分析了太湖水体光学衰减系数的区域分布,季节变化,垂直分布及日变化特征,并阐述了其变化原因,将太湖与国外一些湖泊进行对比,进一步阐述了太湖的光学特征.结果表明:光学衰减系数的湖区分布大致为:河口区>五里湖>湖心区>梅梁湾>贡湖>东太湖;由于不同湖区对光学衰减系数影响的主导因素不一样,其季节变化存在差异,东太湖季节变化不大,湖心区衰减系数秋冬季较大,而梅梁湖区则夏秋较大;衰减系数日变化则表现为中午大,上午和下午小;衰减系数的垂直分布主要有逐渐递减和先递减后均匀2种类型;衰减系数的光谱特性表现为在短波部分较大,长波部分较小,670nm处有一相对高值.
大连市近岸海域水环境质量及影响因素分析
盖美, 王本德
2003, 14(4): 454-458.
摘要:
大连是中国北方沿海重要的中心城市和旅游城市,近年来,由于经济的发展,废水排放量的增加,近岸海域水质恶化已成为大连市主要的生态环境问题.采用模糊模式识别模型对大连市近岸海域进行水质评价,研究近岸海域水环境动态变化及影响因素分析,提出了水环境改善措施.
不确定性信息下的河流纳污能力计算初探
李如忠, 汪家权, 王超, 钱家忠
2003, 14(4): 459-463.
摘要:
基于河流水文、水质条件等因素的变化,在考虑参量取值可信度的基础上,运用未确知数学中有关盲数理论对不确定性信息下河流纳污能力计算问题进行了探讨.并以实际水体为例,求得相应可信度水平下纳污能力的未确知期望值.研究表明,运用未确知数学计算不确定信息下河流纳污能力,理论上是可行的,计算结果是可信的.为水质管理和保护,提供了科学依据.
确定田间土壤水力传导率的分形方法
刘建立, 徐绍辉, 刘慧, 郭飞
2003, 14(4): 464-470.
摘要:
采用了一种简便易行的分形方法来间接估计水力传导率函数,即根据土壤粒径分布曲线确定孔隙表面分形维数,将其作为分形水力传导率模型的参数来预测整个压力水头范围内的水力传导率.利用UNSODA数据库中217个样本的实测资料对模型进行检验,结果表明分形方法预测的水力传导率其精度明显高于根据水分特征曲线利用统计孔径分布模型的估计结果.
土壤侵蚀链内细沟浅沟切沟流动力机制研究
王文龙, 雷阿林, 李占斌, 唐克丽
2003, 14(4): 471-475.
摘要:
通过模拟降雨试验的方法,系统研究了细沟流流速与流量、水深与流量、流速与水深及阻力系数与雷诺数之间的关系,雨强与坡度对细沟流水力特性的影响,不同细沟流流型、流态及水动力要素作用下的侵蚀特点,并对浅沟与切沟流的水动力特性及侵蚀规律进行了初步探讨.研究结果对于揭示土壤侵蚀链内不同侵蚀方式下的水沙流动力学机制,以及土壤侵蚀演化规律具有重要意义.
交互式多目标决策新方法及其在水资源系统规划中的应用
王顺久, 侯玉, 丁晶, 张欣莉
2003, 14(4): 476-479.
摘要:
在目标满意度和目标总体协调度的基础上构造了一种新的交互式多目标决策方法,运用欧式距离判断来描述目标总体协调度,避免了目标权重人为确定的任意性,且能充分体现决策者的主观愿望,便于实际操作应用.水资源系统规划的多目标决策实例分析表明该方法有效可行.
洪水对非防洪工程建设项目影响评价方法研究
陆桂华, 陆宝宏, 张行南, 宋兰兰
2003, 14(4): 480-484.
摘要:
讨论了洪水对洪泛区或滞蓄洪区中非防洪工程建设项目影响评价方法,包括洪灾直接经济损失和间接经济损失的估算方法,洪灾发生时含有有毒物质的非防洪工程建设项目对环境的影响,以及对地下水的污染等影响评价方法.这些方法是洪水对非防洪工程建设项目影响评价的核心,也是整个影响评价的重点和难点所在.这些方法可为制定洪水对洪泛区非防洪工程建设项目影响评价指南或规范提供科学依据.
主分量与广东北江年最大流量预测
刘利平, 陈创买, 陈健, 张漫莉, 王彦斯
2003, 14(4): 485-488.
摘要:
提出一种应用因子场的主分量建立北江长期洪水预报模型的方法,对发生暴雨洪水有重大影响的500hPa高度场和太平洋海温场作主分量分析,提取其含高信息量的主分量作为预报因子,通过相关和逐步回归计算建立模型.详细分析了用该模型对珠江的重要支流——北江年最大流量的拟合和预测,用该模型对北江流域年最大流量的预测表明,模型是有效的,效果较好,对较大洪水年的拟合效果尤其令人满意.
吉林省水资源可持续利用研究
张妍, 尚金城, 于相毅
2003, 14(4): 489-493.
摘要:
选取吉林省9城市具有代表性的7项指标,对吉林省水资源可持续利用情况进行了定量分析,采用因子分析(FA)法筛选出3个主因子——水污染排放、水环境质量和水资源,并采用层次分析(AHP)法对3个主因子的协调程度进行了可持续性评价.在分析评价的基础上,对吉林省各城市的水资源可持续利用提出了建议.
土壤水力性质确定方法研究进展
徐绍辉, 刘建立
2003, 14(4): 494-501.
摘要:
介绍了确定土壤水力性质的各种直接方法(包括实验室方法和田间方法两大类)和间接方法如土壤转换函数方法、分形方法、形态学方法、数值反演方法和经验公式法等的研究进展和现状,指出了它们各自的优点和存在的不足.认为要不断地引入新的实验技术和改进测定设备,并把估计土壤水力性质的各种理论方法及实验信息有机地结合起来进行综合研究,以扩大它们的适用范围和提高预测精度.
单裂隙介质中的溶质运移研究综述
程诚, 吴吉春, 葛锐, 叶明
2003, 14(4): 502-508.
摘要:
总结了有关单裂隙介质中溶质运移的基本特点和实验研究的成果,得出影响单裂隙介质中溶质运移的几个重要因素,例如骨架扩散、弥散、表面吸附等,介绍了几个具有代表性的数学模型,同时对模型的有效性和局限性进行了初步讨论.
我国北方型裂隙岩溶水流及污染物运移数值模拟研究进展
钱家忠, 汪家权, 葛晓光, 张寿全, 李如忠
2003, 14(4): 509-512.
摘要:
简要回顾了近几十年来我国北方型裂隙岩溶水流及污染物运移数值模拟方面的研究成果,评述了裂隙岩溶水资源评价和污染物运移模拟的计算方法和模拟技术,其中对一些与数值模拟相关的重要问题、近年来研究的热点问题,如模型参数识别及其尺度效应问题、数值弥散和数值振荡问题、Non-Darcy流和Non-Fickian运移问题以及随机方法研究等进行了重点评述,对已有的解决办法进行了比较和对照,并探讨了今后的研究趋势.
黄土区坡地土壤水分运动与转化机理研究进展
陈洪松, 邵明安
2003, 14(4): 513-520.
摘要:
土壤水分是作物生长、植被恢复以及生态环境建设的主要限制性因素.从降雨入渗及再分布、土壤水量转化以及土壤水分动态变化等几方面概述了黄土区坡地土壤水分运动与转化研究进展,认为应该把坡面土壤—植物—大气作为一个物理上的连续统一体,以大气水、地表水、植物水和土壤水相互转化过程和机制为基础,研究坡面土壤—植被—大气界面水分运动和转化规律,为植被恢复重建提供理论依据.
湿地水文学研究进展
邓伟, 潘响亮, 栾兆擎
2003, 14(4): 521-527.
摘要:
水文过程在湿地形成、发育、演替直至消亡全过程中起重要作用.降水截流、径流和蒸散作用是湿地 大气界面水文过程研究的热点和重点,开发的模型较多但尚需进一步检验和完善.片流和明渠流是湿地主要地表径流,其中片流受地形坡度等因素影响而难以精确计算.湿地的地下水文系统对季节性积水湿地尤为重要,但是关于泥炭沼泽的垂向水力联系尚需进一步研究.可持续的湿地水文管理必须将人类活动和气候变化这两个因素纳入湿地综合水文模型,然而目前除少数几个综合模型外,大多数的湿地水文模型并非如此.加强湿地水文观测、多手段多技术相结合和开发综合湿地水文模型应是今后湿地水文学研究的主流.
抗差理论及在水文学中的应用
包为民, 嵇海祥, 胡其美, 瞿思敏, 赵超
2003, 14(4): 528-532.
摘要:
综述了国内外抗差理论的研究过程与发展趋势,介绍了抗差估计的理论基础、方法和特点,分析了抗差理论在水文学中的应用现状,提出了进一步研究的问题.
滔滔九曲 赤子情怀——纪念黄万里教授
刘国纬
2003, 14(4): 533-534.
摘要:
黄万里教授是我国著名水文学家和水利工程学家.他于2001年8月27日在北京逝世,怀着对祖国江河无比眷恋的赤子情怀,走完了曲折和令人尊敬的九十人生.黄万里先生 1911年8月20日出生于上海市.1932年毕业于唐山交通大学,1935 年获美国康乃尔大学土木工程硕士,1937年获美国依利诺大学博士学位,是我国水文专业的第一位博士.