• 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

2011年  第22卷  第6期

显示方式:
河流功能区划方法及实例研究
吴永祥, 王高旭, 伍永年, 丰华丽, 沈福新, 雷四华, 施睿
2011, 22(6): 741-749.
摘要:
河流功能区划是规范和引导各类河流功能开发利用行为的基础工作。按照中国河流功能属性特点并考虑流域管理的需求,分析了河流功能区划的理论依据和区划原则,构建了由属性层、区划层、指标层和管理层4个层面构成的河流功能区划体系,给出了河流功能区的区划方法和具体的操作步骤。以太浦河为例进行了河流功能区划实例研究,提出了太浦河河流功能区划成果及其管理目标与对策。结果表明,提出的河流功能区划的方法是合理、可行的,能够为河流管理提供一个新途径。
西北太平洋热带气旋风压关系的变异分析
周国良, 张建云, 刘九夫, 黄昌兴, 廖爱民, 杜红娟
2011, 22(6): 750-755.
摘要:
利用1949~2008年共60年的热带气旋(TC)历史资料,分析TC中心最低气压和平均最大风速的相互关系,发现存在阶段性特征变异,继而对其进行了定量分析,得出过去60年中国整编的历史热带气旋资料中,风压关系序列前后明显不一致,存在变异现象,其变异点有两个,即1971/1972年、1974/1975年,其中以前者最为明显。推荐在研究热带气旋历史变化规律时,使用基于中心最低气压的强度指标作为基础依据。
基于PER-Kriging插值方法的降水空间展布
王舒, 严登华, 秦天玲, 刘汝海
2011, 22(6): 756-763.
摘要:
将PRISM插值对高程因素的计算方法引入普通Kriging插值中,提出了综合考虑观测点与插值点的位置、距离和高程关系的PER-Kriging插值方法。通过引入计算参考平面并进行数学变换,使该方法具有较好的可操作性。在对高程~降水量采用线性拟合的基础上,加入非线性拟合,进一步提高PER-Kriging插值的表达能力。在澜沧江流域分别采用PER-Kriging和普通Kriging方法进行降水插值对比,结果表明:前者能有效地消除观测点与周围区域地形差异太大造成的插值异常,并且能较好地消除插值运算的平滑效应,平均误差比后者减少了20 mm以上;不同曲线拟合插值的相对误差均小于12%。
咸海和巴尔喀什湖水文变化与环境效应对比
郭利丹, 夏自强, 王志坚
2011, 22(6): 764-770.
摘要:
以咸海和巴尔喀什湖流域为研究对象,采用定性和定量分析相结合的途径,对两个湖泊的水文特征、主要补给河流的入湖径流特征、流域人类活动情况、生态环境问题及未来趋势等进行对比,分析咸海和巴尔喀什湖流域各方面的异同。研究发现:咸海的水位变化呈现相对单一趋势,从1960年开始急剧下降并于2009年分裂成4个水体;巴尔喀什湖的水位变化呈现明显周期性波动,从1970年开始出现下降并于1987年降至历史最低水位;目前的咸海仍不容乐观并将面临最终干涸,巴尔喀什湖正值丰水期并将进入枯水周期。在咸海和巴尔喀什湖两个跨界河流-湖泊流域的水资源和生态环境保护中,流域各国均负有重要责任。
考虑水文预报误差的三峡水库防洪调度图
刘心愿, 郭生练, 李响, 李雨
2011, 22(6): 771-779.
摘要:
分析三峡水库入库流量短期预报结果,采用非参数方法估算预报相对误差的概率密度函数。以防洪为目标,同时兼顾发电、通航等要求,建立了防洪调度模型,采用差分进化算法求解,得到了汛期防洪优化调度图。通过比较不考虑预报、现有预报方案、准确预报3种情况的调度结果,分析了水文预报误差对防洪调度的影响。结果表明,无论考虑预报与否,与现有设计方案相比,汛期防洪优化调度图的发电量都增加,弃水减少,削峰率有所提高;而考虑预报信息有助于调控洪水,提高预报精度有助于增加水库抵御大洪水风险的能力;基于模拟现行作业预报方案,汛期防洪优化调度图比设计调度方案发电量增加5.3%,弃水减少5.9%,削峰率提高1.7个百分点,防御1000年一遇设计洪水的能力大大提高。
三峡梯级枢纽多目标生态优化调度模型及其求解方法
卢有麟, 周建中, 王浩, 张勇传
2011, 22(6): 780-788.
摘要:
针对三峡梯级枢纽综合效益的充分发挥及其对长江流域典型生态系统修复及持续改善的科学需求,通过分析发电效益与生态效益之间的制约竞争关系,以发电量最大和生态缺水量最小为目标建立了梯级电站多目标生态优化调度模型,对三峡梯级枢纽多目标生态优化调度进行了研究。同时,针对传统优化方法难以同时处理多个调度目标的固有缺陷,提出一种改进多目标差分进化算法对所构建模型进行高效求解。该方法针对差分进化算法在多目标协同优化和全局寻优能力等方面的不足,依据问题的特点重新设计了差分进化算法的进化算子,同时设计了一种多目标混沌搜索策略以加强算法的局部搜索能力。最后,依据多目标生态优化调度问题的特点设计了一种不需要设置惩罚因子的约束处理方法。通过三峡梯级枢纽多目标生态优化调度的实例应用,验证了本文所构建模型的合理性以及所提出算法的有效性和工程实用性。
东北小流域夏季枯水径流对覆被变化的响应
姚月锋, 满秀玲, 蔡体久
2011, 22(6): 789-794.
摘要:
根据枯水径流在流量过程曲线上的定义,绘制枯水径流流量过程曲线(Low Flow Duration Curve,LFDC),分析1973~2004年间东北地区育林沟流域夏季桔水径流对造林引起覆被变化的响应规律.结果表明,1983~2004年相对于1973~1982年,流域森林覆被增加了l5%,多年平均夏季枯水径流相对增加11.84%,各年夏季枯水径流增加值却随着森林覆被的增加整体呈现递减的趋势.其中,流域覆被的增加对LFDC曲线上0~50%频率的夏季枯水径流增加尤为显著.LFDC曲线能够更好地体现超过某一频率的枯水径流对覆被变化的响应规律,对于枯水季节水文水资源的利用管理具有重要的参考价值.
基于瑞利分馏模式的水体蒸发线斜率模型
王永森, 马振民, 徐征和
2011, 22(6): 795-800.
摘要:
瑞利分馏模式是研究水体蒸发同位素变化规律的重要方法。分析了瑞利分馏中分馏系数的影响因子,基于瑞利分馏模式推导了自由水体蒸发线斜率理论方程。分析了湿度和温度因子对于蒸发线斜率的影响。结果表明,在温度不变的情况下,蒸发线斜率随着湿度的增加而减少;在湿度不变的情况下斜率随着温度的升高而增大。利用黄河中游地区的湿度和温度气象因子,基于该斜率模型模拟了黄河中游地区地表水体蒸发线斜率,并进行了实例验证。
侵蚀性降雨识别的模糊隶属度模型建立及应用
孙正宝, 陈治谏, 廖晓勇, 王海明
2011, 22(6): 801-806.
摘要:
根据降雨及其引发土壤侵蚀是一个连续变化过程的特点,基于次降雨雨量(P)和最大30 min雨强(I30)建立了侵蚀性降雨识别的模糊隶属度模型。模型分为3个部分:①推求次降雨各物理参数的模糊隶属度;②将各物理参数的模糊隶属度有机结合起来,获得次降雨的模糊隶属度;③依据次降雨模糊隶属度对自然降雨事件进行判别,筛选出其中的侵蚀性降雨事件,以提高土壤侵蚀预报精度,选用错选度和漏选度两个评价指标对识别结果进行检验。模型在三峡库区陈家沟小流域进行了率定,并在3个空间尺度上进行了应用和检验,错选度均在20%以下。模型结构简单、参数物理意义明确,所需数据直接来自水文、气象观测。
三峡水库下游宜昌—昌门溪河段河床调整分析
罗优, 陈立, 许文盛, 苏畅
2011, 22(6): 807-812.
摘要:
建立反映河床调整幅度的体幅指标K,分析2003~2008年三峡水库下游宜昌—昌门溪河段河床调整幅度的沿程变化。研究发现该河段K与河段净冲刷强度不成正相关,而是与河道宽深比成正相关,当床沙中值粒径小于0.5 mm时,K与床沙中值粒径成负相关。初步分析认为:三峡下游粗颗粒泥沙容易达到输送饱和状态,当水流挟沙力减小时出现落淤,使得宽浅河段局部出现较大淤积,净冲刷强度较小,调整幅度较大;当床沙中值粒径小于0.5 mm时,该河段河床冲刷以悬移质输沙为主,河床组成越细,被冲刷的量越大,河床调整幅度也就越大。结合建库前后不同粒径组悬移质输沙量的沿程变化,对水库下游河床粗化方式进行了讨论。
流滑型崩岸河岸侧蚀模式初探
假冬冬, 张幸农, 应强, 陈长英, 张思和
2011, 22(6): 813-817.
摘要:
流滑型崩岸是冲积河流河岸常见的一种崩塌形式,其发展速度快、破坏力强;该类崩岸主要取决于水流的直接冲刷,河岸崩退过程中水面与岸顶高差较小。依据此类崩岸的特征,基于水流冲刷分析,在基础层面上初步探讨并建立了流滑型崩岸的河岸侧蚀模式。结合水槽试验与土工离心模拟试验,对该模式进行了分析研究,初步率定了模式中的河岸侧蚀系数,计算值与实测值吻合较好。该模式参数少、应用方便,可为流滑型崩岸中河岸侧蚀的估算及河道横向变形数值模拟提供参考依据。
渭河干流典型断面非点源污染监测与负荷估算
李家科, 李怀恩, 沈冰, 秦耀民, 董雯
2011, 22(6): 818-828.
摘要:
渭河水质在较大程度上受非点源污染的影响,因此,有必要对其负荷和比重进行研究。2009年至2010年,对渭河干流关中段咸阳和临潼断面进行了洪水期和非洪水期水质水量同步监测。根据监测结果及水文站实测流量资料,分别采用改进的水文分割法和平均浓度法对两断面的非点源污染负荷进行了计算,分析了非点源污染的特点。结果表明:渭河干流关中段主要污染物为COD、NH3-N和TN,两断面洪水期间各指标的平均浓度基本都小于平时的平均浓度;各指标非洪水期浓度变化总体上小于洪水期浓度变化幅度,量级较大的洪水水质变化幅度相对较小;改进的水文分割法和已被检验并被广泛采用的平均浓度法计算结果符合良好。2009年(枯水年,P=68%)渭河咸阳和临潼站各指标非点源污染所占比例基本在20%~30%左右;2009年渭河干流咸阳-临潼河段污染以点源污染为主,构成比例在80%以上。对比2006年(枯水年,P=69%),2009年临潼站COD、NH3-N和TN年点源负荷分别减少11937t、791t和29t,渭河点源治理取得一定成效;此外,临潼站这两年的污染构成比例基本相同。非点源污染在渭河水污染中占较大比重,其对渭河水质的影响不容忽视。
三峡水库澎溪河春季水华期p(CO2)及影响因素分析
郭劲松, 蒋滔, 李哲, 陈永柏, 孙志禹
2011, 22(6): 829-838.
摘要:
在三峡水库澎溪河回水区春季水华连续暴发期间(2010年4月10日至5月25日),对渠马至河口总计5个采样断面进行监测。结果表明水华期间水体叶绿素a(Chla),溶解氧(DO)及CO2分压(p(CO2))分层现象明显,表层水体受浮游植物光合作用的影响p(CO2)较低,并且日照充足时,水体为CO2的汇。研究期间表层水体p(CO2)最小值出现在4月25日双江断面,为4.3Pa,吸收通量为-0.28 mmol/(m2·h)。p(CO2)随水深迅速增加,并在10~15m趋于稳定。偏最小二乘回归分析(PLS)表明澎溪河水华期间,浮游植物的生长代谢是控制p(CO2)的关键因素,水温与p(CO2)负相关,但并不构成对p(CO2)的绝对影响。通过引用Ep(CO2)/ADO参数,观测到了澎溪河水体水华暴发的3个阶段,期间澎溪河表层水体经历了从碳汇到碳源最后又回到碳汇的过程。
高坝工程总溶解气体过饱和与水体含沙量关系
曲璐
2011, 22(6): 839-843.
摘要:
为研究伴随高坝泄水产生的总溶解气体(TDG)过饱和现象与水体中含沙量关系的问题,提出切实可行的减缓TDG过饱和影响的措施,通过实验的方法,对含沙水体中TDG过饱和的生成和释放进行了研究分析。结果表明:同样初始条件下,在含沙水体与清水中的TDG过饱和生成过程中,TDG过饱和度没有明显变化。在TDG释放过程中,含沙水体中TDG释放速率明显快于清水中TDG释放速率,据此提出可通过开启排沙孔等泄洪调度方式使泄流中悬沙含量增加,促使TDG沿程释放加快,降低其对鱼类的影响。
太湖水体水温垂向分层特征及其影响因素
赵林林, 朱广伟, 陈元芳, 李未, 朱梦圆, 姚昕, 蔡琳琳
2011, 22(6): 844-850.
摘要:
为揭示大型浅水湖泊水温分层特征及其影响因素,采用温度链,高频观测太湖水温分层的周年变化过程。结果表明:太湖水体水温的垂向温差绝大多数处在0~1℃,部分处于1~4℃,偶尔超过4℃;太湖水体水温垂向温差存在季度、月、日差异,相应的分层位置也不同;水温分层影响因素包含太阳辐射、气温、风速、水密度和比热、藻华堆积等。随着太阳辐射强度的增加,水温垂向温差先增加后减小,峰值出现在太阳辐射强度700 W/m2时。在夏秋季节风速低于4 m/s时,水温垂向温差随着风速增加而下降,而超过4 m/s时,则变化不大。气温的急剧变化容易使水体垂向产生较大温差。冬季低温期间由于水体密度和比热特性会产生逆温层。夏季藻华堆积可产生短期水温垂向较大温差。研究表明,作为一个水动力扰动频繁的大型浅水湖泊,仍然会存在短暂的水温分层,分层特征受气象条件控制。本研究成果对研究大型湖泊蓝藻水华的形成机制、湖泊生态模型构建和营养盐内源释放规律都有参考价值。
过渡段对连续弯道水流影响的数值模拟
胡旭跃, 张青松, 马利军
2011, 22(6): 851-858.
摘要:
通过分析不同长度的过渡段对连接连续弯曲河道后弯水流的影响,探讨航道整治工程设计中过渡段长度的确定依据。在模型试验资料验证的基础上,采用RNG k-ε湍流模型和VOF方法处理自由水面的水气两相流数学模型,对连续弯道水流进行模拟计算。对比不同过渡段长度条件下后弯水流特征的变化情况,发现增加过渡段长度可以减弱前弯对后弯水流的影响。当相对过渡段长度大于一定数值后,后弯的特征水流情况保持稳定,增加过渡段长度所引起的减弱前弯水流对后弯水流影响的效应基本丧失。以后弯水流条件趋于稳定为特征定义临界过渡段长度,可作为航道尺度设计中过渡段长度取值的计算基础。
非粘性沙坝溃决数学模型及求解
王立辉, 潘存鸿, 吴修广, 潘冬子, 于普兵
2011, 22(6): 859-863.
摘要:
考虑一维陡坡浅水方程与Exner方程耦合构建漫顶溃坝数学模型,利用Roe格式黎曼近似解法求解,并用预测-校正法处理源项保证水流、泥沙侵蚀输运和底床演变过程的计算稳定。模型实例计算结果表明,该方法能较好地计算非粘性模型沙坝漫顶溃决问题,可为溃坝数值计算提供新的思路。
非一致性水文频率分析的研究进展
梁忠民, 胡义明, 王军
2011, 22(6): 864-871.
摘要:
水文频率分析计算需满足独立随机同分布假设,其中同分布是指水文样本在过去、现在和未来均服从同一总体分布,即样本应具有一致性。然而,由于气候变化及人类活动的影响,使得一致性的假设受到挑战,因此变化环境下传统频率计算方法获得的设计结果,其可靠性受到质疑。为此,探索适应非一致性极值系列的频率分析方法已显得非常重要。总结介绍国内外关于非一致性水文频率分析的一些代表性研究成果,主要集中在以下两方面:一是基于还原/还现途径;二是基于非一致性极值系列直接进行水文频率分析途径。最后对进一步值得研究的问题进行了展望。
灌溉用水效率尺度效应研究评述
陈皓锐, 黄介生, 伍靖伟, 杨金忠
2011, 22(6): 872-880.
摘要:
在阐述灌溉用水效率尺度效应内涵及其产生原因的基础上,对研究现状进行了评述,并提出了今后的研究方向。灌溉用水效率尺度效应主要由灌区土壤、作物、气候、灌溉工程、灌溉水量等多种因素的空间变异性和回归水利用导致;现有灌溉用水效率指标应该拓宽供水效益内涵,同时在经济条件约束下来考虑回归水的再利用;现有各类指标随尺度变化规律并不固定,主要原因是尺度效应并非由单一因素决定;现有尺度效应转换研究都是单独针对空间变异或回归水重复利用而进行,缺少对两者的综合,更缺乏成熟的尺度转换公式。今后需要在完善评价指标体系的基础上,重点对尺度转换理论进行攻关,同时还应兼顾水循环伴生过程的尺度效应研究。