蓄滞洪区洪水演进模拟及设计洪水演进模型的验证

[目的]研究蓄滞洪区中的工程设计及防洪影响评价方法。[方法]以二维非恒定流基本控制方程为理论基础,采用有限体积法,建立洪水演进数学模型。根据蓄滞洪区内不同地形条件及洪水调度方案,以相应的水动力学方法,对模型区域的通量、蓄水量和洪水实时淹没水位进行计算,并考虑了公路建设中路基体积、涵洞尺度、取土方量对蓄滞洪区洪水演进的影响。[结果]对建立的洪水演进数学模型用小清河蓄滞洪区的历史洪水淹没资料进行验证,模拟了自然滞洪和分区滞洪2种情况下的洪水淹没过程,模拟结果与历史统计淹没范围基本吻合。[结论]该研究为蓄滞洪区中的工程建设和防洪影响评价提供了研究思路和方法。     

不同频率洪水遭遇下溃坝洪水演进的二维模拟

【目的】建立适合黑河下游地区的溃坝洪水演进的二维数学模型,为该水库的安全运行和调洪决策提供参考。【方法】根据天然河道复杂而不规则的地形特点,以及溃坝洪水的传播和运动特性,建立适合黑河下游地区高程跨度很大的溃坝洪水演进的二维数学模型;利用非结构化三角形网格,采用单元中心的有限体积法求解控制溃坝水流运动的二维方程;应用所建模型,对黑河金盆水库10 000年一遇入库洪水漫顶所致溃坝洪水(即工况1)进行数值模拟,分析不同时刻的水深分布图、流速矢量图以及淹没范围的变化过程;在此基础上,探讨100年一遇入库洪水延时遭遇10 000年一遇入库洪水工况(即工况2)下溃坝洪水的演进变化过程,分析该工况下淹没水深的变化范围。【结果】工况1、工况2下大坝溃决时间分别为该工况模拟初始时间后的15.6,37.5h,工况1、工况2下5个沿程观测点的最大淹没水深分别为3.10~6.18m和3.66~6.91m,最大流速分别为2.28~8.68m/s和2.46~9.40m/s。【结论】所建立的溃坝洪水二维模型可以模拟流域不同时刻的水深及流速分布,计算结果具体到点,为洪水风险分析和灾害损失评估提供了依据。     

求解抛物型方程的一个高精度隐格式

用待定系数法构造了求解抛物型方程的一个高精度隐式格式.格式的截断误差达到O(τ4 h6).证明了当 r ≤1 105 10 时,差分格式是稳定的.通过数值试验比较了差分格式的解和精确解的区别,说明了差分格式的有 效性.     

渭河下游洪水预报的人工神经网络模型研究

简述了江河防洪的重要性和洪水预报在江河防洪决策中的作用 ,建立了渭河下游干流临潼断面和华县断面洪峰流量预报的人工神经网络 (ANN)模型。模型评定和检验表明 ,ANN模型的预报效果比传统的统计相关模型有明显的改善 ,而且有利于模型评定与检验精度间的合理协调 ,以及洪水预报与防洪决策的智能化管理。     

黑河中游荒漠绿洲区土地利用的土壤养分效应

土地利用影响地表覆被状况和生态过程,关系到土壤肥力与土壤碳库功能"源-汇"关系的改变。黑河中游甘州区和临泽县是我国西北干旱区典型的荒漠绿洲区,以土壤表层(0-20 cm)养分变化为对象,利用2011-2012年甘州区和临泽县的土壤野外调查数据和该区全国第二次土壤普查数据,对两时期土壤表层养分(土壤有机质、全氮、全磷、全钾及pH值)的变化特征进行比较研究。结果表明:研究区土壤有机质、全磷含量分别降低了3.54%和12.5%;而全氮、全钾和pH值分别增加了74.4%、98.2%和4.9%。全国第二次土壤普查时期,荒漠、耕地与草地三者在各土壤养分上没有显著差异,但林地在土壤有机质、全氮、全钾上显著高于前三者。2011-2012年,耕地土壤的全磷、全氮与其它土地利用存在显著差异。土地利用的保持和改变对土壤养分变化有着重要影响,耕地的长期耕作使得土壤有机质含量降低4.94%,全氮增加86.93%,全磷减少5.02%,土壤碱性增强;荒漠植被的自然演替使土壤有机质含量增加66.21%,全氮增加71.70%,全磷含量减少37.33%,土壤碱性变弱。所以,耕地扩张及其长期耕作活动将导致地力退化并有盐碱化风险,而荒漠等自然生态系统保护有利于土壤肥力的改善和土壤固碳功能的发挥。     

水氮耦合对黑河中游绿洲制种玉米光合特性的影响

以黑河中游绿洲制种玉米为材料,研究了水氮耦合对制种玉米光合特性的影响.结果表明:制种玉米叶片净光合速率在拔节期末达到最高,平均值为27.66μmol/(m2·s),比苗期、灌浆期和成熟期平均高32.8%、22.5%和73.4%.其中,中水中氮处理玉米叶片净光合速率平均值为20.68μmol/(m2·s)表现出良好的水氮互作效应,在整个生育期显著提高了叶片的净光合速率,且与高水中高氮处理间差异不显著.叶片蒸腾速率、气孔导度的变化与光合速率的变化基本一致,但中水中氮处理的玉米叶片蒸腾速率显著低于其他处理,且瞬时水分效率较高,具有良好的节水作用;拔节期至灌浆期气孔导度的降幅明显低于光合速率和蒸腾速率.玉米叶片光合速率和蒸腾速率与气孔导度极显著正相关.研究发现,轻度亏水配合中等施氮量处理是黑河中游绿洲制种玉米高产、高水效的适宜水氮组合.     

近10a横江中下游汛期面雨量特征分析

利用2013～2022年横江中下游流域昭通段自动气象站汛期4～10月逐日20～20时降水资料,采用泰森多边形法计算4个子流域逐日面雨量,并对其时空分布特征进行了分析。结果表明:近10a横江中下游汛期降水时空变化特征明显,汛期面雨量平均值为843.3mm,降雨主要集中在５～9月,5月开始有强降水发生,8月最多;各个子流域汛期面雨量强降水平均值为2.4～5.2次,关河流域最易出现强降水,洒渔河流域最少,除洒渔河外,子流域均会出现日面雨量≥60mm以上强降水,其中白水江强降水最大;出现流域性强降水频次为3.4/a,白水江易与洛泽河或关河同时发生强降水,全流域性强降水的可能性不可忽视。     

潮河上游土地利用/覆被变化对年径流影响模拟

该文以北京潮河密云水库上游流域为研究对象,分析了1961—2000年期间降雨、径流以及土地利用和覆被变化情况,利用一个集总式的水文模型(IHACRES模型)模拟土地利用和覆被变化对年径流的影响。结果表明,40年来,潮河上游流域降雨--径流的演变过程可划分为3个阶段:1961—1978年(第一阶段)、1979—1993年(第二阶段)、1994—2000年(第三阶段)。相对第1阶段而言,第2和第3阶段流域降雨的产流能力总体上呈减少趋势。20世纪80年代末以来,流域内土地利用和覆被变化比较明显,主要变化趋势是林地面积持续增加,耕地、草地及未利用土地向林地的转换构成了土地覆被变化的主导过程,成为影响流域年径流的主要因子。第2阶段,耕地和林地的面积分别增长了7.47%和7.78%,流域内水库和塘坝等水利设施的修建及大规模利用也发生在这一阶段;第3阶段,土地利用和覆被变化主要表现为林地面积的大幅度增加(11.81%)。利用IHACRES模型模拟了第2和第3阶段的"基准年径流",通过对比实测年径流和基准年径流的差异,得出了土地利用和覆被变化减少了流域年径流的结论。其中第2阶段土地利用和覆被变化的影响程度为27.76%,第3阶段为26.15%。     

黄河上游近期洪水情势预测分析

【目的】分析黄河上游唐乃亥流域年最大洪峰流量序列并对年最大洪峰流量进行预测,为内蒙古河段的防洪减淤提供参考。【方法】借鉴集合预报的思路,依据模糊数学理论和马尔科夫随机过程理论,建立黄河上游唐乃亥流域58年来年最大洪峰序列的综合预估模型,对唐乃亥流域未来几年的洪水情势进行了预估,以冲刷内蒙古河段所需流量对应的唐乃亥站流量为目标流量,分析其发生的可能性。【结果】唐乃亥站未来5年的洪水将进入中偏大的状态,年最大洪洪峰流量在2017年达到最大,量级为3 520m3/s,但出现概率仅为33%;唐乃亥站在未来几年超过目标流量洪水出现的概率为33%。【结论】未来5年中,依靠上游唐乃亥的天然来水解决内蒙古河段淤积问题的可能性较小。     

复方柴芩颗粒对鸭黄曲霉毒素慢性中毒CYP450酶活性的影响

建立肉鸭aflatoxin B1（AFB1）慢性中毒模型,设立正常组、模型组、亚硒酸钠组、复方柴芩颗粒（中药）高、中、低剂量组。造模后第7,14和21天处死肉鸭取肝,采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测肝标本中CYP3A4,CYP1A2和CYP2E1活性。结果表明,与模型组相比,中药高、中、低剂量组用药7和14 d后肝脏微粒体细胞色素P450酶系CYP3A4,CYP1A2和CYP2E1活性显著降低;用药21 d后CYP3A4,CYP1A2和CYP2E1活性升高,但与模型组相比差异不明显。说明前期复方柴芩颗粒通过抑制CYP3A4,CYP1A2和CYP2E1活性,减少AFB1前体物质代谢激活,降低其化学性肝脏损伤达到保护肝脏的作用。而用药后21 d CYP450活性升高的原因可能是AFB1蓄积较多,需要更多的CYP450代谢AFB1。     

Drought analysis in middle Heihe River

Water shortage has become one of the severest problems in the middle Heihe River Basin because of high water demand but low available water supply. This paper is oriented to provide solutions to the problem through the analysis of drought. The main objectives to analyze the difference between water demand and supply in various water users in past, present （2000）, and project （2010） situation, especially in agriculture, and the most important is to propose and assess a reasonable measure with the purpose of minimum drought and sustainable development. A simulation model, WAFLEX （Water Allocation Flow model in Excel） model is applied in this study to cope with water availability, distribution and requirement of various water users, and the result shows the model and the method is effective and feasible.     

基于统计降尺度方法的长江中下游气温的模拟与预估

目前大部分全球气候模式(GCM)空间分辨率比较低,很难对区域尺度气候变化做出合理预测。降尺度方法的广泛运用弥补了GCM在这方面的不足。采用主成分分析和逐步回归相结合的统计降尺度方法对1980—2011年1月和7月长江中下游地区气温变化进行统计降尺度处理,并对该地区未来温度的变化进行预估。首先采用ECMWF的ERA-Interim再分析资料和实测资料建立逐月的统计降尺度模型,然后将建立的统计降尺度模型运用到CMIP5资料中,从而生成长江中下游地区各个测站未来气温变化序列。研究结果表明:(1)统计降尺度方法模拟1月和7月的温度与实测温度一致性都很好;(2)在21世纪末的时候气温在不同排放情景下都高于目前温度2～3℃,并且7月份的增温幅度要大于1月份。     

黄河兰州段河工模型及洪水预测

基于1981-2001年水文数据,分析了黄河兰州段河床演变规律;通过动床河工模型试验研究,提出了黄河兰州段泄洪宽度300m的河道整治方案,得到了设计流量为5600m3/s,6500m3/s,7920m3/s,8350m3/s下的相应水位和水面线。在此基础上预测:1)黄河兰州段发生大洪水的可能性仍然存在;2)兰州河段泥沙淤积有加重的趋势。