潜流交换温度示踪方法研究进展

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潜流交换温度示踪方法研究进展

任杰, 程嘉强, 杨杰, 程琳

文章导航 > 水科学进展 > 2018 > 29(4): 597-606

任杰, 程嘉强, 杨杰, 程琳. 潜流交换温度示踪方法研究进展[J]. 水科学进展, 2018, 29(4): 597-606. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

引用本文:

任杰, 程嘉强, 杨杰, 程琳. 潜流交换温度示踪方法研究进展[J]. 水科学进展, 2018, 29(4): 597-606. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

REN Jie, CHENG Jiaqiang, YANG Jie, CHENG Lin. Advances in temperature tracer method of hyporheic exchange[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(4): 597-606. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

Citation:

REN Jie, CHENG Jiaqiang, YANG Jie, CHENG Lin. Advances in temperature tracer method of hyporheic exchange[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(4): 597-606. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

潜流交换温度示踪方法研究进展

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

任杰^1,2,
程嘉强²,
杨杰^1,2,
程琳^1,2

1.
西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室, 陕西西安 710048;
2.
西安理工大学水利水电学院, 陕西西安 710048

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51679194）；西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地自主研究基金资助项目（2016ZZKT-4）

作者简介:
任杰(1980-),男,河南信阳人,副教授,主要从事工程渗流分析与控制方法研究。E-mail:renjie@xaut.edu.cn

中图分类号: TV13;G353.11

Advances in temperature tracer method of hyporheic exchange

1.
State Key Laboratory of Eco-hydraulics in Northwest Arid Region of China, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China;
2.
Institute of Water Resources and Hydro-Electric Engineering, Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China

摘要: 潜流带是河流生态系统中活跃的生态群落交错区，是地表水和地下水相互作用的重要界面。研究潜流带内存在的潜流交换机制对评估水资源的开发利用以及维持和修复河流生态系统健康有着重要意义。系统介绍了温度示踪方法的一维垂向稳态和瞬态热运移解析模型，梳理归纳了基于温度示踪的时序数据采集方法、信号分析方法和数值方法的相关研究进展，最后对比论述了温度示踪方法的优势和存在的主要问题，同时指出了地下水的多维流动、温度测量的不确定性以及非理想条件对解析模型的影响仍是未来温度示踪方法需要进一步研究的重点。
- 潜流带 /
- 潜流交换 /
- 温度示踪方法 /
- 解析模型
Abstract: The hyporheic zone, which is an important interface between the surface of the water and groundwater, is an active ecotone in a river ecosystem. The study on hyporheic zones and hyporheic exchange mechanism impose significant effects in assessing the development and utilization of water resources, and in maintaining and restoring the health of a river ecosystem. The present study systematically introduces the analytical model of a one-dimensional vertical steady-state and transient heat transport equation in the temperature tracer method, and combines and summarizes the research progress of temperature time-series data collection methods, signal analysis methods, and numerical methods, based on temperature tracing. Finally, the advantages and main problems of the temperature tracer method were compared and discussed, indicating that the uncertainty in temperature measurements, multi-dimensional groundwater flow, and impact of non-ideal conditions on these analytical models should still be emphasized in future studies on temperature tracer methods.
- hyporheic zone /
- hyporheic exchange /
- temperature tracer method /
- analytical model

[1]	李彬权, 梁忠民, 付宇鹏, 王军, 胡义明. 基于变动饱和带的产汇流模型及其参数确定方法 . 水科学进展, 2022, 33(2): 208-218. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2022.02.005
[2]	蔡奕, 石涛, 姚俊兰, 刘曙光, 阮西科, 徐佳. 河道潜流交换水动力过程现场监测研究进展 . 水科学进展, 2021, 32(4): 638-648. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.04.015
[3]	张中天, 金光球, 陈鹤翔, 唐洪武, 李凌. 胶体颗粒在潜流带中沉积过程及机制 . 水科学进展, 2021, 32(5): 738-750. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2021.05.009
[4]	夏继红, 窦传彬, 蔡旺炜, 曾灼, 余根听. 河岸带蜿蜒性与植被密度对潜流驻留时间的复合效应 . 水科学进展, 2020, 31(3): 433-440. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2020.03.013
[5]	陈孝兵, 郑春阳, 袁越. 河床沉积物非均质性影响下的潜流交换数值模拟 . 水科学进展, 2019, 30(2): 220-229. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.02.007
[6]	姬雨雨, 陈求稳, 施文卿, 易齐涛, 林育青. 水库运行对漫湾库区洲滩水热交换影响 . 水科学进展, 2018, 29(1): 73-79. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.01.009
[7]	刘东升, 赵坚, 吕辉. 大坝下游河岸带冬夏季水热交换特征对比 . 水科学进展, 2017, 28(1): 124-132. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.01.014
[8]	李英玉, 赵坚, 吕辉, 陈斌. 河岸带潜流层温度示踪流速计算方法 . 水科学进展, 2016, 27(3): 423-429. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2016.03.010
[9]	张维, 唐翔宇, 鲜青松. 紫色土坡地泥岩裂隙潜流中的胶体迁移 . 水科学进展, 2015, 26(4): 543-549. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.04.011
[10]	于靖, 张华. 城市小型河流水动力弥散和潜流交换过程 . 水科学进展, 2015, 26(5): 714-721. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.05.013
[11]	邵军荣, 吴时强, 周杰, 黄家文, 徐成剑. 水体交换年龄模型研究 . 水科学进展, 2014, 25(5): 695-703.
[12]	陈孝兵, 赵坚, 李英玉, 陈力. 床面形态驱动下潜流交换试验 . 水科学进展, 2014, 25(6): 835-841.
[13]	夏继红, 陈永明, 王为木, 韩玉玲, 刘海洋, 胡玲. 河岸带潜流层动态过程与生态修复 . 水科学进展, 2013, 24(4): 589-597.
[14]	吴志伟, 宋汉周. 温度时序资料确定地下水流速解析模型灵敏度分析 . 水科学进展, 2013, 24(6): 877-882.
[15]	林俊强, 严忠民, 夏继红. 弯曲河岸侧向潜流交换试验 . 水科学进展, 2013, 24(1): 118-124.
[16]	鲁程鹏, 束龙仓, 陈洵洪. 河床地形影响潜流交换作用的数值分析 . 水科学进展, 2012, 23(6): 789-795. doi: CNKI: 32.1309.P.20121101.1759.015
[17]	吴志伟, 宋汉周. 地下水温度示踪理论与方法研究进展 . 水科学进展, 2011, 22(5): 733-740.
[18]	童菊秀, 杨金忠, 暴入超. 非饱和土中溶质地表径流迁移模型及解析模拟 . 水科学进展, 2009, 20(1): 10-17.
[19]	金光球, 李凌. 河流中潜流交换研究进展 . 水科学进展, 2008, 19(2): 285-293.
[20]	陈锦年, 吕新艳, 胡敦欣. 赤道太平洋潜流变化特征及其与异常海温东传 . 水科学进展, 2005, 16(6): 792-798.

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潜流交换温度示踪方法研究进展

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

1. 西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室, 陕西西安 710048;

2. 西安理工大学水利水电学院, 陕西西安 710048

基金项目: 国家自然科学基金资助项目（51679194）；西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地自主研究基金资助项目（2016ZZKT-4）

作者简介:
任杰(1980-),男,河南信阳人,副教授,主要从事工程渗流分析与控制方法研究。E-mail:renjie@xaut.edu.cn

收稿日期: 2018-01-09
刊出日期: 2018-07-25

中图分类号: TV13;G353.11

关键词:

温度示踪方法 /

摘要: 潜流带是河流生态系统中活跃的生态群落交错区，是地表水和地下水相互作用的重要界面。研究潜流带内存在的潜流交换机制对评估水资源的开发利用以及维持和修复河流生态系统健康有着重要意义。系统介绍了温度示踪方法的一维垂向稳态和瞬态热运移解析模型，梳理归纳了基于温度示踪的时序数据采集方法、信号分析方法和数值方法的相关研究进展，最后对比论述了温度示踪方法的优势和存在的主要问题，同时指出了地下水的多维流动、温度测量的不确定性以及非理想条件对解析模型的影响仍是未来温度示踪方法需要进一步研究的重点。

English Abstract

任杰, 程嘉强, 杨杰, 程琳. 潜流交换温度示踪方法研究进展[J]. 水科学进展, 2018, 29(4): 597-606. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

引用本文:

任杰, 程嘉强, 杨杰, 程琳. 潜流交换温度示踪方法研究进展[J]. 水科学进展, 2018, 29(4): 597-606. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

REN Jie, CHENG Jiaqiang, YANG Jie, CHENG Lin. Advances in temperature tracer method of hyporheic exchange[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(4): 597-606. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

Citation:

REN Jie, CHENG Jiaqiang, YANG Jie, CHENG Lin. Advances in temperature tracer method of hyporheic exchange[J]. Advances in Water Science, 2018, 29(4): 597-606. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2018.04.016

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