三峡水库蓄水后长江上游水沙变化分析

根据三峡水库蓄水前后水沙资料,对长江上游水沙特性进行了分析,结果表明上游水文站近期年径流量变化不大,年输沙量有减小的趋势,三峡入库沙量持续减少,输沙量减少主要集中于汛期,其中北碚、屏山站年输沙量的减小是三峡入库沙量减小的主要原因;清溪场水文站受三峡水库回水影响,流量与含沙量相关关系在汛期时基本一致,枯期时含沙量减小,说明泥沙在上游落淤;上游主要水文站实测悬沙有变细的趋势,其中万县和宜昌站实测悬沙粒径减小幅度较大。     

黄河中游区间入黄水沙量的贡献率变化分析

近年来黄河中游区间入黄水沙量发生了明显变化,对此变化特性需要开展研究。依据黄河中游干流水文站实测资料将黄河中游河口镇至潼关区间分为头道拐-吴堡、吴堡-龙门、龙门-潼关3个区域,分析各区域水沙量的变化趋势及入黄贡献率变化。结果表明:1958-2016年头道拐站及三个区域的年径流和年输沙量均呈显著减小的变化趋势。2000年后头道拐入黄水量贡献率增大了6.8%,中游区间三个区域的水量贡献率均减小,减小值为1.9%～2.5%;头道拐的沙量贡献率增加了7.4%,头道拐-吴堡区间的沙量贡献率减小了22.5%,吴堡-龙门及龙门-潼关区间的沙量贡献率增加值分别为5.1%和10%,黄河中游区间入黄沙量贡献率减小了7.4%。头道拐站的入黄水、沙量贡献率基本一致,黄河中游区间入黄沙量贡献率的减少是由区间上部区域引起的。河潼区间的输沙量与径流量相关性较好。     

不同“水梦”无机吸附剂对黄河水泥沙吸附影响与适用性分析

【目的】寻求一种新的黄河水沙分离技术,从而发展黄河水滴灌技术,降低滴灌成本。【方法】根据自主研制的4种高性能"水梦"无机吸附剂的高效吸附特性,采用人工模拟配置不同含沙量的黄河水的烧杯静态吸附试验的方法,开展了不同吸附剂及投放量对泥沙、养分、微生物的吸附效果和水温对于吸附剂吸附性能影响的研究,从而筛选出适宜的吸附剂类型及不同含沙量下水沙分离的适宜投放量。【结果】(1)在低含沙量(2~3 kg/m~3)水平下,吸附剂CS-001吸附效果最好,其适宜投剂量为0.04 kg/m~3;(2)而在高含沙量(10~15 kg/m~3)水平下,吸附剂CS-005吸附效果最好,适宜投剂量为0.08~0.12 kg/m~3;(3)温度对泥沙沉降速率有影响,吸附剂CS-001在温度为20℃条件下吸附效果更好,沉降速率更快;(4)CS-001吸附剂对于对黄河水中COD和总氮、总磷含量也有降低的效果,对于防止滴灌微生物堵塞有积极作用。【结论】综合考虑,黄河水滴灌泥沙处理中,以CS-001吸附剂为宜。     

宁夏黄河水浊度与含沙量关系分析

黄河因泥沙含量高而闻名于世,相对于传统的含沙量测量,目前浊度测量方法及设备自动化高、价格便宜、操作方便。虽然黄河沙含量与浊度的物理定义不同,但在工程实践中仍有较多的含沙量以浊度数据来替代表示。通过青铜峡站、宁东水库和引黄灌区干渠为样本,开展特定水沙条件下浊度与含沙量率定关系分析。研究结果表明,对于浊度范围在2~20 NTU、含沙量范围在0.000 06~0.009 kg/m3,两者没明显的相关关系;浊度范围在200~11 000 NTU、含沙量范围在0.06~16 kg/m3,存在高度相关性。     

渭河下游水沙变化特征与河道淤积机理研究

采用实测资料分析的方法,研究了渭河下游水沙变化特征与河道淤积机理.研究结果表明:1986年以后,渭河下游汛期、非汛期水量均明显减少,但沙量未见相应降低;水沙的不同步变化引起了水流含沙量的相形上升,渭河下游河道淤积明显加重.分析渭河下游河道淤积的主要原因包括:潼关高程的抬高、洪水条件的变化、黄河对渭河的倒灌以及北洛河的来沙.     

引黄灌渠泥沙迁移特性与渠道挟沙力模型试验研究

【目的】探索灌渠泥沙迁移特性及泥沙级配的沿程变化规律,找出减少渠道泥沙淤积的方法,保障灌区正常运行。【方法】通过对尊村灌区典型干渠高含沙水流实时监测采样,分析了悬移质泥沙沿程含沙量变化及级配特征,并根据实测数据带入4个典型挟沙力公式,筛选出适合尊村灌区的挟沙力公式,进一步改进得到尊村灌区渠道挟沙力计算公式.同时,通过一干渠改造段实测数据,推求出一干渠冲淤平衡比降计算公式。【结果】不同粒径泥沙的输移特性不同,总干渠悬移质含沙量随来水含沙量的增加而增加,渠道淤积主要与粉粒和砂粒量有关,其中砂粒对来水含沙量的变化表现得最为敏感,而黏粒更多的被水流带走,渠道由非平衡输沙经冲刷、淤积达到冲淤平衡输沙的过程比较缓慢。同时沉沙池能有效地减小引水中砂粒量。二干渠末清淤修缮段依旧存在泥沙淤积问题,一干渠剩余未改造部分,在条件允许的情况下,建议增大比降。【结论】含沙量在2 kg/m3内时,一级站来水量在8 m3/s左右,渠道基本实现冲淤平衡。     

黄河下游典型河段分滞洪模式研究

通过动床模型试验,研究了黄河下游典型河段不同量级漫滩洪水在不同边界条件下的冲淤特性,对河道最优量级洪水泥沙调控技术进行了研究,探寻了黄河下游漫滩洪水泥沙过程控制及分区滞洪沉沙的可行性方案。结果表明:对于规划边界条件下最大洪峰流量为8 000 m3/s的洪水过程主槽冲刷量效果最好,且洪水可控性好,滩区淹没面积较小。若黄河下游遭遇大漫滩洪水,小浪底水库可控制下泄洪峰流量为8 000 m3/s。在夹河滩-高村河段,对应滩区运用方式,可开启东明滩、长垣二滩的滞洪沉沙,淤滩刷槽。     

多策略混合搜索的变时段人工蜂群算法及应用

【目的】研究非汛期洪水、中小洪水调度和发电调度模拟中时段步长和约束条件在较长系列上的融合优化,提升水库调度综合效益。【方法】建立了多策略混合搜索的变时段的人工蜂群算法,构建了长系列可变时段的多约束下发电量最大的水库优化调度模型,对万安水库进行实例应用。【结果】非汛期水量利用率提高了3%,加强了对洪水资源的利用;多策略混合搜索的人工蜂群优化算法缓解了多约束条件优化模拟计算时,时段步长选取与运算精度和收敛速度之间的矛盾,有效提升了标准人工蜂群算法的寻优效率与开发能力。【结论】研究成果可为非汛期洪水、中小洪水调度和发电调度综合效益的提升提供依据。     

镫口扬水灌区输水干渠来沙特性解析

内蒙古镫口扬水灌区是内蒙古自治区的大型灌区,近年来渠道泥沙淤积严重,严重影响灌区灌溉运行。【目的】探明水沙条件与渠道淤积之间的关系,保障灌区的正常运行,提高灌区灌溉水利用效率。【方法】在取水口,通过对灌水期前后测定水位来确定淤积厚度以及对泵站进水口泥沙野外监测及采样分析,并测定了流速及流量,室内分析了泥沙颗粒级配及特性等,综合分析确定了取水口来沙特性。【结果】由于停泵时间长、水流含沙量高,第1和第4灌水期前,泵站进水口前泥沙淤积厚度最厚;同时,由于泵站运行的抽吸作用,进入总干渠的泥沙量也最多,近80%以上为粒径小于50μm的细砂,只有约20%为泥沙粒径大于50μm的粗砂。泵站运行流量越大,停水时取水口淤积厚度越小,进入渠道的泥沙越多。在来水来沙条件不变的情况下,取水口淤积厚度受停泵时间影响,与停泵时长成正比;随着泵站的运行,在一定的含沙量下,存在一定的渠道不冲不淤临界流量。【结论】因此在缓减干渠淤积方面需要有特定的工程和管理措施。     

黄土丘陵沟壑区典型小流域不同洪水类型侵蚀输沙效应

不同降雨-径流格局下的土壤侵蚀响应是土壤侵蚀规律研究中的基本关系之一,以黄土丘陵沟壑区典型小流域岔巴沟的一级支沟蛇家沟为例,分析了不同洪水类型驱动下的小流域侵蚀输沙过程。以蛇家沟水文站1961—1969年记录的45次洪水事件为数据基础,选取洪水历时、次洪水径流深和洪峰流量作为洪水径流过程的特征指标,运用K均值聚类和判别分析相结合的方法,将全部洪水事件划分为3种类型。其中,A型洪水具有短历时、小径流、低变率和中洪峰的特点,是最为普遍的类型。B型洪水具有中历时、中径流、中变率和小洪峰的特点,发生频率居中。C型洪水具有长历时、大径流、高变率、大洪峰的特点,发生频率最低。洪水历时是决定洪水类型的主要因素。不同洪水类型下的输沙模数、平均含沙量及最大含沙量由大到小依次分别为:C、B、A;C、A、B;C、A、B;但其差异并不显著(P0.1)。蛇家沟小流域的水沙关系趋于稳定,径流含沙量的变化可用流量的对数函数进行描述。在径流量保持一致的情况下,不同洪水类型驱动下的输沙模数相对大小(A∶B∶C)为1∶0.93∶1.22。当洪水历时延长1.7倍时,其增沙作用达到极大值,输沙模数最大增幅为22%。研究结果可为流域洪水类型划分、全面科学评估径流调控及利用的水土保持效益提供有益参考。     

平阴岩溶地下水位与降水量、黄河水位的相关性分析

【目的】查明平阴岩溶地下水位对降水量、黄河水位响应的时滞差异。【方法】选取2007—2018年2个沿黄岩溶水位监测数据、同期降水量和黄河水位资料,采用互相关分析、连续小波变换和交叉小波变换对岩溶水位与降水量、黄河水位的相关性进行了分析。【结果】①降水量、岩溶水位的互相关系数具有明显的12个月的周期,黄河水位周期性不强。岩溶水位与降水量、黄河水位之间存在1～8个月和0～10个月的时间滞后。②降水量和岩溶水位存在0.86～1.20 a和0.86～1.36 a的连续主震荡周期,黄河水位存在1 a和3 a的周期变化特征。③岩溶水位对降水量、黄河水位的滞后时间为110.46～164.39 d和105.77～161.88 d,黄河水与岩溶地下水之间径流速度为21.62～25.53 m/d。【结论】平阴岩溶水位对黄河水位的时滞略小于对降水量的时滞。     

基于SRI与Copula函数的黑河流域水文干旱等级划分及特征分析

【目的】基于SRI对黑河流域水文干旱进行等级划分及特征分析。【方法】利用2种不同的径流丰枯等级分类方法,对黑河流域莺落峡水文站的径流资料进行概率统计分析,提出基于SRI的水文干旱等级划分标准(标准1),分别采用标准1和基于标准化降水指数(SPI)的干旱等级划分标准(标准2),识别水文干旱历时、烈度、烈度峰值3个干旱特征变量,利用Copula函数进行水文干旱多变量联合分布研究,选取RMSE、AIC、BIC准则作为联合分布拟合优度检验的判别依据优选Copula函数类型,计算了不同干旱事件的重现期。【结果】基于标准1的水文干旱等级划分结果比标准2更符合实际干旱情况;单变量重现期介于联合重现期与同现重现期之间,可以进行干旱事件重现期估计;黑河流域发生持续2.68个月的重旱事件的重现期为3 a。【结论】基于SRI的干旱等级划分在多变量水文干旱研究中使联合分布函数拟合更优,分析得到的干旱特征更接近实际情况。     

乌梁素海水环境容量分析

【目的】研究乌梁素海的水环境容量特征和探索水环境容量与入湖水质水量间的响应关系。【方法】采用零维模型分别计算并分析了乌梁素海冰封期与非冰封期的水环境容量,基于水文实际条件,分析入湖水量对出口断面污染物质量浓度的影响。【结果】冰封期湖泊的自净容量小于非冰封期时的自净容量,且冰封期的氮和有机物污染物的环境容量远小于非冰封期。【结论】非冰封期引入的黄河水和农田退水会导致湖泊氮磷水环境容量下降。有机物污染物的水环境稀释容量会因为黄河引水增加。     

引黄泥沙对黏质盐土的改良效果及其对冬小麦产量的影响

[目的]探究引黄泥沙对黏质盐土的改良效果及对冬小麦产量的影响,找出适宜的引黄泥沙用量.[方法]在黄河三角洲地区进行大田试验,研究不同引黄泥沙用量(0、5、10、15、20、25、30、35 kg/m2)对黏质盐土的体积质量、饱和导水率、含水率变化、含盐量以及冬小麦产量的影响.[结果]引黄泥沙降低了土壤体积质量,且土壤体...     

黄河流域农业系统水资源价值及其空间分布研究

【目的】分析黄河流域农业系统水资源空间分布特征。【方法】以黄河流域为研究对象,通过能值理论与方法、空间自相关分析法及空间滞后回归模型,研究了农业系统水资源价值空间分布特征及其主要影响因素。【结果】①农业系统水资源价值介于4.01～6.10元/m~3,流域中下游价值较高;②农业系统水资源价值全局莫兰(Moran)指数为0.277 2,呈空间正向自相关特征;主要以高值集聚型(H-H)聚集在流域中下游;③农业系统水资源价值空间变化的主要影响因素为GDP、海拔、用水量。【结论】以价值引导水资源分配,增加流域中下游农业用水有助于提高流域整体水资源农业生产效益。     

黄河流域高质量发展判断准则及评价体系

【目的】科学评估黄河流域高质量发展水平,分析其关键制约因素。【方法】基于对黄河重大国家战略的学习领会,解读高质量发展概念的定义及内涵,提出高质量发展判断准则,包括社会和谐稳定、经济增长有序、资源安全供给、生态健康宜居和文化先进引领(统称“五准则”);基于“五准则”,构建高质量发展评价体系,并对黄河流域2008―2018年的高质量发展水平进行评估。【结果】黄河流域高质量发展水平大致呈递增趋势,由2008年较低上升至中等水平;在准则层中,“生态健康宜居”是黄河流域高质量发展的重要制约准则,而“资源安全供给”是黄河流域高质量发展的首要优势准则;黄河流域高质量发展水平时空差异明显,各省区中,山东高质量发展水平最为稳定;时间维度上,各省区差异先扩大后缩小。【结论】黄河流域各省区高质量发展水平有待进一步提高。     

清河水库水文特性探究

根据清河流域的水文观测站的历年水文资料,对清河水库的年径流、设计洪水及泥沙进行了分析,为今后清河水库的完善及加固提供科学依据.     

贵阳烟草生长期内旱涝急转特征分析

【目的】探究贵阳市烟草生长期内旱涝急转特征,为防旱抗涝提供依据。【方法】利用贵阳市1951—2017年烟草生长期内逐日降水资料,以及贵州省灌溉试验中心站修文灌溉试验基地土壤墒情数据,通过定义连续无有效降水时间与涝期累计有效降水量,全面分析了贵阳市烟草生长期旱涝急转特征。【结果】在烟草生长期内,完全有可能发生2次以上旱涝急转,但强度较低。在烟草伸根期,不发生旱涝急转;在烟草旺长期,以低强度的旱涝急转为主,旱涝急转强度和频率都有增加趋势;在烟草成熟期,旱涝急转强度波动较大,旱涝急转强度和频率都有增加趋势。【结论】采用土壤墒情数据验证,基于连续无有效降水时间和涝期累计有效降水量能准确描述烟草生育期内旱涝急转演变规律。     

宁夏引黄灌区调蓄水池水质净化效果研究

针对黄河水微灌泥沙含量高、极易堵塞灌水器的难题,开展了黄河宁夏段泥沙特性、高效节水灌溉工程配套沉沙、调蓄水池水质净化,组合过滤器泥沙去除、水质净化研究。在对大量工程运行效果监测研究的基础上,提出了不同蓄水池规模、黄河水进入蓄水池沉淀时间、组合过滤器水质净化效果,同时结合宁夏引扬黄灌区特点,推荐黄河水微灌水质净化处理模式为渠道→预沉池→调蓄池→泵站前池→加压泵站→首部砂石+叠片过滤器或筛网+叠片过滤器→输水管网→配水管网→灌水器,可为宁夏高效节水灌溉工程建设提供技术支撑。