高级搜索
  • 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 美国工程索引（EI）收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

2009年  第20卷  第2期

  上一期 | 下一期 
显示方式:
黄河中游水文变化趋势及其对气候变化的响应
张建云, 王国庆, 贺瑞敏, 刘翠善
2009, 20(2): 153-158.
摘要 PDF
摘要:
黄河中游水资源匮乏,分析水文要素变化趋势对实现水资源的可持续开发利用具有重要意义。根据流域地貌特征及水文站控制情况,将黄河中游划分为3个区间,分别为:河-龙区间、龙-三区间和三-花区间,采用Mann-Kendall秩次相关检验法与线性回归方法,分析检验了各区间年径流量的历史变化趋势。采用设定情景与水文模拟相结合的途径,评估了不同区间河川径流量对气候变化的响应。根据1950-2005年资料分析,结果表明:黄河中游干流控制站实测径流量与区间径流量均具有显著的减少趋势。若气温升高1℃,年径流量将减少3.7%~6.6%;河川径流对降水变化更为敏感,若降水减少10%,河川径流量将减少17%~22%;近些年黄河中游气温升高和降水减少是河川径流减少的重要原因之一。
祁连山及河西走廊潜在蒸发量的时空变化
贾文雄, 何元庆, 王旭峰, 李宗省
2009, 20(2): 159-167.
摘要 PDF
摘要:
利用20个气象站1960-2006年的逐日气象资料,应用FAO Penman-Monteith模型,分析了祁连山及河西走廊潜在蒸发量的变化趋势,并在ArcGIS环境下通过Spline插值法分析了潜在蒸发量变化的空间分异,此外运用多元回归分析法对影响潜在蒸发量变化的主导因素进行了探讨。结果表明:祁连山及河西走廊的年潜在蒸发量在20世纪80年代之前偏高,之后偏低,在1967年之前呈减小趋势,之后呈增加趋势,1974年之后又呈减小趋势,1993年之后又呈增加趋势;年潜在蒸发量的年际变化率为-1.67mm,表明潜在蒸发量总体上呈减小趋势;从季节来看,秋季的潜在蒸发量呈增加趋势,其它季节呈减小趋势,其中春季的减小幅度最大;风速是影响潜在蒸发量变化的主导因素,影响秋季潜在蒸发量变化的主导因素是气温。
青藏高原40年来降水量时空变化趋势
张文纲, 李述训, 庞强强
2009, 20(2): 168-176.
摘要 PDF
摘要:
利用青藏高原及其周边的97个气象台站1961-2000年的逐月降水量资料,以Mann-Kendall趋势检验方法结合主成分分析,分析了高原降水量40年来的时间变化趋势和空间演变特征,并探讨了其变化趋势的区域分异因素和可能的趋势突变时间。结果发现,高原站点40年年降水量大部分表现为增大趋势,只有青海东南部和南疆及西藏部分站点出现减小趋势,这一时间变化趋势的空间分布则大致表现为高原中东部和南北的反向变化,同时高原站点冷季降水量增大趋势明显;以冷、暖季降水量的第三载荷向量场分异进行的分区在10年年代际和逐年变化中都有明显体现,暖季区域分异因素的主要相关区域降水量变化趋势与相应载荷向量的时间变化相关显著,在1989年出现可信的突变时间点;冷季相关分异区域的降水量变化趋势在1987年出现明显增大趋势,同样与载荷向量的时间变化相关显著,但突变时间点检测不明显。
淮河中游水量水质联合调度模型研究
刘玉年, 施勇, 程绪水, 栾震宇
2009, 20(2): 177-183.
摘要 PDF
摘要:
针对淮河中游的特点,建立了一个能适应水系密布、河网交错、水库闸坝众多、相互制约等复杂水流条件和防污调度要求的一、二维水量水质耦合的非恒定流模型。采用1999年和2004年淮河中游的联防调度实测资料对模型进行率定和检验的结果表明,所建模型能够准确客观地描述淮河中游洪水、污染物的运动规律,预测和评价各种调度方案的改善水质效果。
基于数值模拟的区域水量水质联合调度研究
董增川, 卞戈亚, 王船海, 李大勇
2009, 20(2): 184-189.
摘要 PDF
摘要:
针对太湖流域存在的主要水问题,在引江济太原型试验引分水控制模式分析的基础上,建立了区域水量水质模拟与调度的耦合模型。针对模型优化的复杂性,对水量水质数值模拟的格式算法、优化调度的目标函数及约束条件、模拟与优化模型的协调衔接等关键环节,提出了合理可行的处理方法。应用研究中,针对引江济太原型试验中暴露的引水分配不合理问题,研究了特定时段内望虞河引水的合理调度,并重点分析不同工况下调水对太湖水生态环境的影响。计算结果表明,所建立的模型是可行的,对区域水量水质联合模拟与调度有一定的借鉴价值。
鲁西北平原农田耗水规律与测定方法比较
刘恩民, 张代桥, 刘万章, 刘玉洁
2009, 20(2): 190-196.
摘要 PDF
摘要:
利用中国科学院禹城综合试验站的大型蒸渗仪观测数据,分析了近20年来鲁西北平原典型农作物(冬小麦和夏玉米)的耗水规律。20年数据平均结果,冬小麦、夏玉米耗水量分别为457.6mm和411.7m,冬小麦平均日耗水量1.97mm,耗水量最大值6mm,夏玉米平均日耗水量3.18mm,最大耗水量4.8~6.0mm。夏玉米的耗水量有下降的趋势,可能为气候变化所致。同时,利用2年的同步观测数据对比了大型蒸渗仪与涡度相关法的测定结果,涡度相关法的优点是能较好地反映耗水量变化规律、数据的随机离散程度小、时间分辨率高,但其测定结果偏低,观测方法或异常数据的处理方法有待改进,订正后有望获得较好的结果。
梯级水电站优化调度的分形与混沌嵌套搜索算法
刘起方, 马光文, 刘群英, 杨道辉
2009, 20(2): 197-203.
摘要 PDF
摘要:
考虑到梯级水电站水库联合优化调度模型的高非线性、强约束特点,提出了分形分割与混沌嵌套搜索算法的求解方法。该算法利用嵌套结构把确定性搜索和随机搜索有机结合起来,按照自身的运动规律,直接在优化区间内通过逐步的插值映射来对被优化问题进行优化搜索。通过在南桠河梯级水电站联合优化运行中的成功应用,显示该算法具有参数配置简单、普适性强、稳定性高、全局优化和易于编程等特点,并取得了与POA算法一致的收敛精度且计算速度有优势,从而为求解诸如水库优化调度等具有复杂约束条件的非线性优化问题提供了新的探索。
降水过程中氢氧稳定同位素理论关系研究
王永森, 陈建生, 汪集旸, 童海滨, 陈亮
2009, 20(2): 204-208.
摘要 PDF
摘要:
大气降水过程中氢氧稳定同位素比值呈现一定的规律,分析了瑞利分馏中分馏系数的影响因子,基于瑞利分馏原理和质量守恒定律,分别推导了开放系统和封闭系统降水过程中的稳定同位素微分方程模型,研究了大气降水过程中氢、氧稳定同位素变化规律,导出了云团水汽和降水氢、氧之间的相互关系,结果表明这一关系并非简单的线性关系。
黄河口尾闾河道平滩流量与水沙过程响应关系
胡春宏, 张治昊
2009, 20(2): 209-214.
摘要 PDF
摘要:
采用实测资料分析和理论探讨的方法,研究了黄河口尾闾河道平滩流量与水沙过程的响应关系。研究结果表明:清水沟流路行河以来,尾闾河道平滩流量由1976年的6000m3/s左右减少至21世纪初的3000m3/s左右。尾闾河道平滩流量具有双重记忆效应,从短期而言,对近2年水沙过程记忆最强,从长期而言,对近6年水沙过程记忆深刻。黄河口来水量越大,汛期来沙系数越小,尾闾河道平滩流量就越大,反之,尾闾河道平滩流量就越小。尾闾河道平滩流量维持在4000m3/s,黄河口年来水量必须大于223亿m3,汛期来水量大于141亿m3,汛期来沙系数控制在0.03左右;小浪底水库调水调沙需要连续运用且运行年限大于5~6年,才能起到较好的效果;水量统一调度管理中应确定汛期利津站日均流量的最小值,以维持尾闾河道一定的平滩流量。
河流型水库垂向二维水沙数学模型
吴挺峰, 罗潋葱, 崔广柏, 秦伯强, 虞左明, 姚志明
2009, 20(2): 215-221.
摘要 PDF
摘要:
在垂向二维水动力模型的基础上,叠加了泥沙模型,建立了垂向二维泥沙模型,该模型的主要特点是水动力模型采用斜压模式,可以模拟由于水库水温度分布时空变化对其水动力结构及泥沙沉降速度的影响;泥沙模型采用分步法求解,简化了计算;独立求解粘性泥沙及非粘性泥沙的沉降速度及水土界面交换通量;运用经验公式估算泥沙及水动力模型参数,弥补了资料不足的缺点。最后运用实测资料对所建泥沙模型进行了有效性验证,结果表明:悬沙模拟值与实测值相对误差较小,时空分布特征相似;同时,模型能较为准确反映由于水库出入流引起的库首与库尾水温及泥沙分布特征。
天津市近海水质预测方法研究
牛志广, 陆仁强, 王晨婉
2009, 20(2): 222-226.
摘要 PDF
摘要:
针对中国近海水质污染呈现的年周期性和自相似性特点,通过对分形理论的研究,提出了一种新的完全基于环境监测数据的近海水质污染变化的分形预测方法。以天津市近岸海域为例,根据分形拼贴定理,由基于仿射变换的分形插值方法求取各历史时间阶段水质变化的迭代函数系,根据近海水质变化的年周期性,对上述求得的迭代函数系加权求和,得到预测年份水质变化的统计意义上的迭代函数系,建立分形预测模型,应用随机迭代算法求得预测年份水质变化曲线的吸引子,对近海水质进行预测,预测结果显示枯水期、丰水期、平水期的平均预测误差分别为29.6%、27.5%、16.1%,3个水期的平均预测误差为24.4%。应用表明,该方法预测精度较高、实用性强,能够为近海水环境管理提供决策支持。
秋季黄河pCO2控制因素及水-气界面通量
张龙军, 徐雪梅, 温志超
2009, 20(2): 227-235.
摘要 PDF
摘要:
根据2006年11月1~10日,秋季黄河平水期二氧化碳分压(pCO2)的现场实测数据及相关同步观测资料,对黄河表层水pCO2的分布及其影响因素进行了研究。结果表明:水体pCO2在80~166Pa,平均值110Pa,在世界主要河流中属中等偏下水平;空间分布存在较大的不均匀性,中游高于上游和下游。浮游植物的光合作用对pCO2有一定的影响但强度较弱,即使在叶绿素最高值3.58μg/L的包头站pCO2仍达到91Pa。黄河水体有机物含量较低且继承了陆源有机物难降解的特性,干流和库区EpCO2/AOU的比值为0.14和0.20,远低于生物好氧呼吸作用控制水体pCO2的理论下限0.62,因此,生物好氧呼吸作用对水体pCO2的贡献不大。悬浮物(TSS)含量为3.77~1308mg/L,溶解无机碳(DIC)含量为3.03~4.14mmol/L,普遍高于世界其它河流且最大值均出现在潼关站;同时水体pCO2与TSS、PIC、DIC含量具有极好的正相关性。因此黄河流域强烈的机械侵蚀和化学风化作用形成的碳酸盐体系是控制水体pCO2的主要因素。利用Wanninkhof提出的淡水水-气交换系数的通量模式估算,黄河水域水-气界面CO2交换速率约为0.229μmol/m2·s,秋季可向大气释放CO214.5亿moL,相当于8250km2草原或是112km2森林一年的固碳量。黄河CO2释放通量与渥太华河相近,但要远小于亚马逊河。
坡沟系统坡面径流流态及水力学参数特征研究
肖培青, 郑粉莉, 姚文艺
2009, 20(2): 236-240.
摘要 PDF
摘要:
利用变坡度坡沟系统概化模型和人工模拟降雨试验,定量分析了在60、90和130mm/h降雨强度下坡沟系统坡面径流流态及水力学参数特征。结果表明,上方汇水和降雨强度的增大使坡沟系统水流雷诺数和弗劳德数呈明显增大,水流流态由缓流演变为急流,坡面水流阻力系数明显减小,从而使坡沟侵蚀产沙量显著增大。
水动力学模型与集合卡尔曼滤波耦合的实时校正多变量分析方法
赖锡军
2009, 20(2): 241-248.
摘要 PDF
摘要:
为减少非恒定水流计算中的不确定性,在水流随机运动系统状态空间模型基础上,应用集合卡尔曼滤波(EnKF)技术建立了非恒定水流分析的实时更新(校正)方法。该方法适用于非线性的随机微分方程,过程和观测噪声可以是非正态分布。同时,为充分利用水位、流量等误差量级相差巨大的观测中所蕴含的有效信息,导出了EnKF多变量分析格式。以明渠单峰洪水过程的合成数据为例,考察了运用建立的实时更新方法分析预报一维洪水演进的性能。重点对比了采用不同精度等级下的水位和流量观测资料进行滤波的效果。在中国现行标准规定的允许观测误差范围内,以水位观测进行一维洪水动力学模型的滤波分析可有效地控制误差、估计流量、识别水流运动系统状态。长江干流清溪场至万县江段实际洪水计算还证实:该方法通过插入即时观测,可实时更新模型状态,给出与实际更为接近的计算。
突扩流动主流偏转特性数值模拟研究
朱士江, 李占松
2009, 20(2): 249-254.
摘要 PDF
摘要:
以流函数方程作为控制方程,与N-S方程相比,不出现压强项和速度项,与涡量-流函数型N-S方程相比,没有涡量项和速度项,只有流函数项,避免了涡量边界条件问题,将控制方程中未知数的个数变为一个,通过解得流函数而得到其他各项。考虑对流项迎风性质,采用迎风差分格式,对突扩层流进行数值模拟,与DurstF流动试验及混合有限分析法模拟结果比较,基本吻合。通过一系列计算,得出主流经突扩断面偏转后相关特征值与雷诺数Re的关系,扩展了突扩流动的研究内容。
几种紊流模型在底坎紊流分离流计算中的对比
鲁俊, 王玲玲
2009, 20(2): 255-260.
摘要 PDF
摘要:
利用标准模型κ-ε、重整群κ-ε模型和v2f三种不同的紊流模型,在同位网格系统基础上,采用了有限控制体积离散方程,数值模拟了底坎所形成紊流分离流。计算结果表明,所选用的3种模型虽大致都能模拟出底坎分离流的流动特性,如前后角涡、回流型态等,但在主涡心位置、回流长度、水头损失和流速分布等方面3种模型计算结果有所差异,其中v2f模型所计算的结果同试验和大涡模拟的结果值更趋一致。结果表明,v2f模型具有更精确模拟底坎所形成的紊流分离流方面的优势。
多孔介质水油两相系统相对渗透率与饱和度关系试验研究
陈家军, 尚光旭, 杨官光, 田亮
2009, 20(2): 261-268.
摘要 PDF
摘要:
相对渗透率和饱和度定量关系是多孔介质多相流动系统中重要的动力学参数关系。使用设计的试验装置及试验方法测定了一维砂柱中油水两相动态流动系统的相对渗透率及饱和度数据,由试验结果分析表明:所测得的相对渗透率与实际情况吻合较好;细砂的强亲水性对不同先湿条件下的油、水相相对渗透率及饱和度有较大影响,并造成了不同先湿条件下流体间驱替机制的差异;相饱和度是影响相对渗透率的主要因素,孔隙空间中两种流体的分布方式和流体的饱和历史也影响各相相对渗透率。对试验结果用VGM模型(Parker-Lenhard模型)进行拟合所得结果较好;在水先湿条件下,将van公式拟合毛细压力-饱和度数据所得拟合参数用于VGM模型预测相对渗透率-饱和度曲线,所得结果与VGM模型直接拟合所得结果有差异,但两者所得结果均较好。
钱塘江河口杭州湾风暴潮溢流计算方法研究
朱军政, 于普兵
2009, 20(2): 269-274.
摘要 PDF
摘要:
建立钱塘江河口杭州湾风暴潮模型,探讨风暴潮出现溢流的计算方法。将可能出现溢流的沿海堤防以及海水侵入的陆地均依照高程概化为计算区域,采用糙率控制潮水的溢流流量,以模型的堤顶单宽流量和根据计算潮位采用宽顶堰公式换算流量的一致性来率定糙率值。在此基础上模拟了风暴潮漫溢堤防的过程,结果表明风暴潮出现溢流后,钱塘江河口杭州湾之间两岸大片的陆地存在淹没风险,沿程潮位由于溢流出现不同程度的降低响应。
缓坡方程的有限元解法及应用
郑俊, 李瑞杰, 江森汇, 罗锋
2009, 20(2): 275-280.
摘要 PDF
摘要:
利用有限元方法离散椭圆型缓坡方程,能适用于复杂区域,并很好地拟合不规则边界;采用改进共轭梯度法求解离散方程组,可以大大降低计算内存要求,提高计算效率。利用结合上述两种方法的模式对规划的日照港区水域进行了波浪数值计算,并将计算结果与物理模型试验值进行比较,结果表明:该模式能适用于较大区域的波浪场计算,并可以得到较好的计算结果。
风浪相互作用的Stokes模型
徐亚洲, 李杰
2009, 20(2): 281-286.
摘要 PDF
摘要:
结合非线性Stokes波和平行流线性稳定理论推导出了高阶无粘Orr-Sommerfeld方程及相应的波面压力和能量传递计算公式。针对二阶模型,引入拟非线性能量传递系数以考虑非线性能量,并建立了总能量的统一表达式。采用数值方法求解含有奇点的一阶无粘Orr-Sommerfeld方程,获得了考虑水深影响时的能量传递系数。结果表明,Stokes波各阶分量对应着相同的临界层高度,高阶无粘Orr-Sommerfeld方程可通过坐标变换统一求解。水深变浅将降低小量纲一波速c/U1时的风浪能量传递系数。
定点冰厚观测新技术研究
雷瑞波, 李志军, 秦建敏, 程言峰
2009, 20(2): 287-292.
摘要 PDF
摘要:
冰厚是冰科学和冰工程研究中最关键的物理指标之一,为满足定点冰厚观测不同需要,发展了3种定点冰厚观测新技术。结合它们的测量原理及其现场或实验室的应用结果,论述了它们的适用性和各自的优点。基于磁致伸缩原理的冰厚测量仪现场测量精度达±2mm,解决了制约海冰热力学模式向精细发展的"瓶颈"问题;电阻式冰厚测量仪比利用温度廓线推求冰厚的技术更加可靠,且具有自动测量冰川表面物质平衡,进行河道、湖泊以及水库冰厚观测时同时监测其冰下水位的潜力;热电阻丝冰厚测量装置制作简单廉价、使用方便、数据可靠,在中国北方小型水文站广泛推广是适合的。
冰盖下的输冰量计算分析
王军, 郭力文, 赵慧敏, 李清刚
2009, 20(2): 293-297.
摘要 PDF
摘要:
冰塞或冰盖下输冰受热力、水力以及边界条件等影响,计算河道在稳封期的冰流量对计算冰塞厚度及冰期水位具有重要的意义。根据对实验室试验数据的分析,提出平衡输冰形式的回归公式。同时对比了黄河河曲段稳封期的实测资料,结果显示这一计算输冰量公式的结构形式是合理的,可为天然河道稳封期输冰流量计算提供参考。
沟灌侵蚀研究进展
范昊明, 周丽丽, 武敏, 刘艳华
2009, 20(2): 298-303.
摘要 PDF
摘要:
从沟灌侵蚀机理的角度出发,分析了沟灌水性质、灌溉水作用方式对沟灌侵蚀影响的主要研究成果,及其与一般降雨径流侵蚀的区别;分析了国内外主要沟灌侵蚀预报模型发展的研究成果及存在的主要问题;分析了实践中沟灌侵蚀防治方法的主要研究成果。结合中国沟灌侵蚀研究的实际情况,提出了今后一定时期内在沟灌侵蚀研究方面的发展设想与研究思路。
溃坝模型试验研究综述
李云, 李君
2009, 20(2): 304-310.
摘要 PDF
摘要:
从溃坝洪水、溃坝机理等方面对溃坝模型试验研究情况进行了详细回顾,概括总结了国内外在溃坝模型试验方面所取得的主要成果,并从研究内容、相似理论、模型比尺及测试手段等方面对溃坝模型试验的现有水平及未来发展动向进行了分析,认为今后仍需大力开展溃坝模型试验研究,并以溃坝机理研究为重点,不断提高试验研究水平,为大坝安全提供有力的技术保障。

版权所有 © 《水科学进展》杂志社

主办：南京水利科学研究院、中国水利学会 地址：南京市虎踞关34号邮政编码：210024

电话：025-85829770电子邮箱：skxjz@nhri.cn

本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发    百度统计