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植被恢复下黄土高塬沟壑区的产流机制与模式
1
作者 穆兴民 马雪燕 +3 位作者 王双银 高鹏 孙文义 赵广举 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第9期42-49,66,共9页
明确流域产流机制及产流模式是构建水文模型和土壤侵蚀模型的基础,对流域综合治理及水资源的合理开发利用等具有重要指导意义。为揭示植被恢复对黄土高原产流机制及产流模式的影响,把黄土高塬沟壑区以草地自然恢复为主的董庄沟小流域和... 明确流域产流机制及产流模式是构建水文模型和土壤侵蚀模型的基础,对流域综合治理及水资源的合理开发利用等具有重要指导意义。为揭示植被恢复对黄土高原产流机制及产流模式的影响,把黄土高塬沟壑区以草地自然恢复为主的董庄沟小流域和以人工造林恢复为主的杨家沟小流域作为研究区,分析了两条对比小流域在不同降雨类型下的场次洪水过程线及其退水曲线,研究了植被恢复下黄土高塬沟壑区产流模式变化。结果表明:1)随植被覆盖度及其生态水文功能的提升,小流域的产流能力显著减弱,洪水历时延长,地表径流量占比减小,洪峰趋于坦化,尤其以人工造林恢复为主的小流域产流过程变化更为显著;2)随着植被生态水文功能的恢复,洪水径流组分不再是单一的地表超渗径流,而是逐渐转向由超渗地表径流和壤中流构成,甚至由地表饱和径流和壤中流构成,即黄土高塬沟壑区小流域产流模式有从传统的典型超渗产流逐渐向“浅层蓄满”产流转变;3)黄土高塬沟壑区产流模式的转变,能将广义的降水资源转化为土壤水和壤中流,调节径流的季节分配,有助于增加植被生态用水,促进半干旱区植被生态系统的健康和稳定发展。 展开更多
关键词 植被恢复 产流机制 水土保持 生态水文 黄土高原
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南方平原河网河流生态需水研究进展
2
作者 姚仕明 江宇琪 +1 位作者 丁兵 范达福 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第9期192-199,共8页
生态需水是保障流域水生态环境科学调控和可持续发展的重要指标,是维系平原河网生态系统的基本要素。城市的加速发展及水利工程的兴建改变了河网河流的水文特征和河床地貌演变规律,可能导致河流生态功能减弱、生物多样性减少等问题,因此... 生态需水是保障流域水生态环境科学调控和可持续发展的重要指标,是维系平原河网生态系统的基本要素。城市的加速发展及水利工程的兴建改变了河网河流的水文特征和河床地貌演变规律,可能导致河流生态功能减弱、生物多样性减少等问题,因此,生态需水逐渐成为研究热点。归纳总结了我国南方平原河网河流生态需水研究的最新进展,根据生态需水研究现状及重难点,系统地对水文学法、水力学法等计算方法在南方平原河网典型河流中的应用进行了分析总结,探究其优缺点及适用条件。针对南方平原河网河流条件复杂多样的情况,建议根据实际情况选择适宜的生态需水计算方法,持续完善河流生态需水分区分类研究,为促进水资源高效利用和生态环境保护提供科技支撑。 展开更多
关键词 生态需水 南方平原河网 计算方法 水文学法 水力学法
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典型多水源平原区暴雨洪水特征及相关性分析
3
作者 雷四华 王洪军 +3 位作者 杨凯 陈占才 吴巍 张擎天 《水资源研究》 2024年第2期179-184,共11页
新沭河下游区域有蔷薇河、范河、石安河等洪水来源,同时接纳沂沭河闸坝调控分洪洪水,为典型多水源平原区,所纳洪水均通过三洋港闸泄洪入海。本文对新沭河下游区域洪水来源分为7个区域,对近10年发生的8场暴雨洪水过程特征进行分析,建立... 新沭河下游区域有蔷薇河、范河、石安河等洪水来源,同时接纳沂沭河闸坝调控分洪洪水,为典型多水源平原区,所纳洪水均通过三洋港闸泄洪入海。本文对新沭河下游区域洪水来源分为7个区域,对近10年发生的8场暴雨洪水过程特征进行分析,建立暴雨洪水数据集,计算各洪水来源区的暴雨洪水关系。沂沭区暴雨与三洋港闸上游水位具有较好的正相关,沂沭区暴雨对新沭河下游洪水具有控制性作用,三洋港闸调度运行应密切关注沂沭区暴雨状况。该数据集构建方法可作为雨洪大数据分析模拟计算研究的技术基础。 展开更多
关键词 多水源 平原区 暴雨洪水 特征选取 相关分析 新沭河
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极端降雨与强人类活动复合作用下山洪灾害研究构想和成果展望
4
作者 王协康 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1-9,共9页
全球气候变暖导致山丘区极端降雨事件多发,降雨强度与量级不断突破区域历史极值,同时叠加区域脆弱环境和强人类活动影响,致使山洪形成及演进致灾成因复杂多变,由此加重了暴雨山洪引发的人员伤亡和财产损失。山洪灾害具有显著的自然和社... 全球气候变暖导致山丘区极端降雨事件多发,降雨强度与量级不断突破区域历史极值,同时叠加区域脆弱环境和强人类活动影响,致使山洪形成及演进致灾成因复杂多变,由此加重了暴雨山洪引发的人员伤亡和财产损失。山洪灾害具有显著的自然和社会双重属性,其形成发展是山丘区环境孕灾承灾因子复合作用的结果。中国山丘区局地气候独特,地质地貌类型众多,溪河水系复杂,人类活动影响突出。大量重大山洪灾害事件表明,极端降雨诱发的山洪过程及致灾特征各异,给山洪灾害预报预警防御造成极大困扰,山洪灾害研究仍是当前重大自然灾害防控的重点和难点。长期以来,中国山洪灾害研究多偏重于雨水情时空变化规律,着重研究降雨影响的山洪洪水淹没特征,据此推算山洪灾害防治区的临界雨量与水位阈值,在山洪灾害防治实践应用中取得了较为显著的成效,山洪灾害事件导致的人员伤亡数总体显著下降。然而,受山丘区降雨特征、下垫面组成、溪河形态及人类活动等多因素影响,山洪洪水形成演进时挟带大量泥沙,从而表现为山洪水沙、山洪泥石流等物理过程,导致的局地冲毁、淤埋、淹没等致灾成因及阈值与山洪洪水致灾也存在本质差异,这也是近年来中国重大山洪灾害事件多发的主要原因。针对极端降雨诱发多类型山洪形成演进与强人类活动复合作用致灾防御难题,亟需利用气象学、水文学及河流动力学等多学科知识,采用现场调查、物理试验、数值模拟及理论分析相结合的方法,从传统单一的山洪洪水灾害研究扩展为全类型山洪灾害(山洪洪水灾害、山洪水沙灾害、山洪泥石流灾害)研究,开展全类型山洪引发的冲毁—淤埋—淹没等复合致灾研究,系统探究中国重灾省区重大山洪灾害事件的强降水时空演变规律,剖析极端降雨与强人类活动复合作用下多类型山洪形成及其演进致灾范围、规模特征,揭示气象水文溪河响应与强人类活动影响的不同类型山洪灾害致灾成因,建立气象水文水沙动力过程模拟方法,辨识山丘区流域全类型山洪冲毁—淤埋—淹没风险,提出不同类型山洪灾害易发区识别方法,构建山洪洪水灾害、山洪水沙灾害及山洪泥石流灾害分区分级多指标预警防御方法。该研究有利于提升中国山洪灾害理论技术研究水平,进一步完善中国山洪灾害防治对策。 展开更多
关键词 山区流域 极端降雨 强人类活动 山洪灾害 致灾成因
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基于工程教育专业认证理念的《水力机械及水电站》课程教学改革探索研究
5
作者 张雷克 王雪妮 刘小莲 《山西水利》 2024年第4期57-61,共5页
高校专业人才培养目标的达成和社会价值输出取决于核心课程的教学质量。文章以太原理工大学水利工程专业核心课程《水力机械及水电站》为例,依据工程教育专业认证理念,从授课模式、教学资源、实验环节、考评形式、科研素质等五个方面进... 高校专业人才培养目标的达成和社会价值输出取决于核心课程的教学质量。文章以太原理工大学水利工程专业核心课程《水力机械及水电站》为例,依据工程教育专业认证理念,从授课模式、教学资源、实验环节、考评形式、科研素质等五个方面进行了课程改革与建设。通过开展以新水利人才培养目标为核心的课程教学,不断整合网络信息时代线上优质教学资源,强调课程理论与实践相结合,丰富考核评价标准,增强了学生自主创新和解决复杂工程问题的能力。同时提出了进一步深化课堂多方面教学改革的构想,以期在未来实现面向工程实际、国际互认的水利水电工程技术人才培养目标。 展开更多
关键词 工程教育专业认证 水利工程 水电站 教学改革
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基于改进YOLOv8的道路积水监测方法
6
作者 张峥 左向阳 +4 位作者 龙岩 黄浩成 何立新 雷晓辉 王萌茜 《人民珠江》 2024年第10期44-50,共7页
中国内涝灾害频发,尤其是发生在道路上的内涝灾害,严重影响了人们的正常出行,甚至是威胁生命,目前的道路积水监测技术效率低,迫切需要一种高效监测道路积水的方法。道路积水的精准监测有助于政府下达政策,人员做好预防,提出了一种基于改... 中国内涝灾害频发,尤其是发生在道路上的内涝灾害,严重影响了人们的正常出行,甚至是威胁生命,目前的道路积水监测技术效率低,迫切需要一种高效监测道路积水的方法。道路积水的精准监测有助于政府下达政策,人员做好预防,提出了一种基于改进YOLOv8的道路积水实时监测方法,在基于YOLOv8的算法下,在颈部结构网络加入了CBAM(Convolutional Block Attention Module)注意力机制,增强积水区域的重要特征并抑制一般特征,提高识别道路积水的准确率,并利用透视变换和像素来计算积水面积。选取河北工程大学新校区校内道路积水进行研究,结果表明,该方法的精确率达到93.83%,能精确实时识别出道路积水路面并输出积水面积,满足监测需求。 展开更多
关键词 内涝灾害 深度学习 注意力机制 道路积水
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基于数值试验的降雨径流过程对不透水面空间分布的响应分析 被引量：2
7
作者 梅超 石虹远 +5 位作者 李瑞栋 李玉龙 刘家宏 栾清华 王浩 王佳 《水资源保护》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期86-92,共7页
为解析降雨径流过程对不透水面空间分布的响应关系,构造了一个3 km×3 km的假想试验区域,面向试验区域构建了包含6个不透水率的36种不透水面空间分布,并建立相应的数值试验模型,模拟了重现期分别为2、5、10、20、50、100 a共6种不... 为解析降雨径流过程对不透水面空间分布的响应关系,构造了一个3 km×3 km的假想试验区域,面向试验区域构建了包含6个不透水率的36种不透水面空间分布,并建立相应的数值试验模型,模拟了重现期分别为2、5、10、20、50、100 a共6种不同重现期短历时设计降雨下的降雨径流过程,基于模拟结果对不同不透水面空间分布情景下的降雨径流过程进行了分析。结果表明:在同一不透水率下,不同不透水面空间分布的径流系数差异相对较小,不透水面空间分布对径流特征的影响主要体现在径流峰值和峰现时间上;在同一降雨条件下,不透水率变化是径流过程变化的主导因素,径流系数与不透水率呈线性相关关系,随着不透水率的增加,径流过程线逐渐由“矮胖”变得“尖瘦”。 展开更多
关键词 不透水面 空间分布 不透水率 降雨径流 数值试验
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基于知识图谱的城市洪涝灾害链推演及时空特性解析 被引量：2
8
作者 王浩 杜伟 +2 位作者 刘家宏 王佳 梅超 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期185-196,共12页
城市洪涝灾害具有链式传播特性,解析城市洪涝灾害链的传递规律和时空演变特征对于阻断灾害链具有重要意义。本研究以郑州“7·20”特大暴雨洪涝灾害中地铁5号线被淹和京广快速路隧道被淹2个事件为案例,构建知识图谱揭示灾害链传递... 城市洪涝灾害具有链式传播特性,解析城市洪涝灾害链的传递规律和时空演变特征对于阻断灾害链具有重要意义。本研究以郑州“7·20”特大暴雨洪涝灾害中地铁5号线被淹和京广快速路隧道被淹2个事件为案例,构建知识图谱揭示灾害链传递规律。通过复盘灾害链的演变过程,从中识别灾害链中的诱发点、引爆点、扩散点以及放大点,并着重分析致灾机理以及灾害链的时空特性,以灾害曲线形式直观展示不同灾害链的影响程度。郑州“7·20”洪涝灾害典型案例解析表明,两事件存在多个灾害链阻断时机,在救灾过程中应综合考虑灾前、灾中因素的影响,果断采取断链措施,并且要充分发挥应急措施的时效性,及时阻断引爆点和扩散点,降低洪涝灾害损失。该方法能够应用于链式灾害的复盘,指导分析具体事件的致灾机理和救灾切入点。 展开更多
关键词 城市洪涝 灾害链 知识图谱 灾害链传递 灾害链推演 时空特性
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基于数值模拟的澄通感潮河段水源地预警站设置研究 被引量：3
9
作者 徐振山 王苏东 +2 位作者 丁宏伟 杨柳俊 陈永平 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期61-69,共9页
针对突发性水污染事件可能严重影响水源地取水,而现有研究针对感潮河段水源地预警站的确定方法尚无系统论述的问题,基于长江澄通感潮河段水动力-水质耦合数学模型,在厘清径潮共同作用下该河段污染物扩散输运规律的基础上,初步确定了长... 针对突发性水污染事件可能严重影响水源地取水,而现有研究针对感潮河段水源地预警站的确定方法尚无系统论述的问题,基于长江澄通感潮河段水动力-水质耦合数学模型,在厘清径潮共同作用下该河段污染物扩散输运规律的基础上,初步确定了长青沙和狼山水源地的预警站位置和数量;结合影响水源地的潜在污染源分布特征和污染物累积特征对预警站进行了空间校核,利用预警响应时效性对预警站进行了时间校核,最终确定了两水源地上下游共4个预警站的位置;基于预警站位置水质与水源地位置水质的相关性确定了长青沙和狼山水源地的应急响应方案,并给出了苯酚泄漏的风险响应限值。 展开更多
关键词 突发性水污染 感潮河段 数值模拟 预警站 澄通感潮河段
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协调公平与效率的“四水四定”研究Ⅰ:方法与模型 被引量：2
10
作者 游进军 贾玲 +2 位作者 杨朝晖 汪林 王婷 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期158-166,共9页
针对水资源刚性约束落地缺抓手的问题,按照以水定发展、协调定规模的理念,提出“四水四定”的分析思路和控制指标,厘清各类发展目标与水资源利用的协调关系。以公平为社会目标,以效益为经济目标,提出“尊重现状、保障刚需、效率驱动、... 针对水资源刚性约束落地缺抓手的问题,按照以水定发展、协调定规模的理念,提出“四水四定”的分析思路和控制指标,厘清各类发展目标与水资源利用的协调关系。以公平为社会目标,以效益为经济目标,提出“尊重现状、保障刚需、效率驱动、区域均衡”的协调优化准则,建立目标函数和约束条件,构建“四水四定”多目标协调模型,以满足保障刚性需求基础上的水量高效流转,确定发展规模和水量分配方案。模型选取人均GDP最大实现效率驱动,使有限水量产生更大效益;选取区域人均GDP差异最小、发展匹配度最高实现发展公平,缩小区域经济差异;通过约束条件反映水资源约束、刚性需求保障、水源用户配置关系、经济社会发展合理范围等要求;设置罚函数协调约束条件不能满足时的目标值调整。通过归一化方法将多目标转化为单目标,基于现状设置初始条件,采用线性规划等方法求解,得出协调产业发展和水量优化分配的整体结果,通过结果评价反馈调整,形成可服务于经济社会发展和水资源管控决策的方案。 展开更多
关键词 水资源刚性约束 四水四定 水资源配置 多目标协调优化 用水效率 综合评价
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水利部数字孪生流域模型管理云平台设计及应用研究 被引量：6
11
作者 贺挺 李凤生 +2 位作者 成建国 胡蒙 赵连国 《水利水电技术（中英文）》 北大核心 2024年第2期1-15,共15页
【目的】智慧水利是推动新阶段水利高质量发展的实施路径之一,建设数字孪生流域是实现智慧水利的核心与关键。为提升水利部数字孪生平台建设中水利模型的易用性、可扩展性、复用率和可维护性【方法】按照数字孪生流域水利模型建设“标... 【目的】智慧水利是推动新阶段水利高质量发展的实施路径之一,建设数字孪生流域是实现智慧水利的核心与关键。为提升水利部数字孪生平台建设中水利模型的易用性、可扩展性、复用率和可维护性【方法】按照数字孪生流域水利模型建设“标准化、模块化、云服务”的要求,采用“分治+集成”的思想,基于组件技术、工作流技术、SOA架构和容器技术等构建水利部数字孪生流域模型管理云平台。平台通过提供水利专业模型、智能识别模型的组件化封装和流程化搭建功能,以微服务的方式对外提供模型共享和模型计算服务。【结果】依托重点研发项目分别在示范区域——屯溪流域和白鹤滩水库开展“洪水预报-预警-调度”业务应用和工程管理范围形变监测业务应用,验证了平台设计的合理性和应用的可行性。【结论】研究成果可为数字孪生流域模型平台的建设与应用提供一定技术支持和经验借鉴。 展开更多
关键词 数字孪生流域 模型平台 组件技术 SOA架构 容器技术 高质量发展 预测
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考虑时间变化的洪涝灾害损失评估 被引量：2
12
作者 王浩 赵铜铁钢 +3 位作者 田雨 陈泽聪 郑炎辉 陈晓宏 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期127-136,共10页
洪涝灾害是对我国影响最大的自然灾害之一。聚焦灾害损失评估问题,本文构建了考虑时间变化的洪涝灾害损失函数。一方面,表征灾害损失随着致灾因子强度先递增、而后增幅趋缓的静态S型曲线关系;另一方面,通过量级、形状和位置三个参数综... 洪涝灾害是对我国影响最大的自然灾害之一。聚焦灾害损失评估问题,本文构建了考虑时间变化的洪涝灾害损失函数。一方面,表征灾害损失随着致灾因子强度先递增、而后增幅趋缓的静态S型曲线关系;另一方面,通过量级、形状和位置三个参数综合考虑灾害损失随时间的动态变化情况。基于《中国水旱灾害防御公报》提供的受灾人口、直接经济损失数据,对于各省级行政区2006—2021年洪涝灾害损失进行评估分析。结果表明:通过拟合洪涝灾害损失函数,洪涝灾害损失关于致灾因子强度和时间的三维空间散点图可有效地拓展成为连续的三维空间曲面及二维空间热力图。各省级行政区受灾人口整体上呈现出逐年下降的特征,但随致灾因子强度的增加而趋于增加。各省级行政区直接经济损失则表现出明显的差异,随时间呈现出大幅下降、缓慢下降和略有增加等不同特征。考虑时间变化的洪涝灾害损失函数是变化环境下灾害评估的有效工具,可为区域洪涝灾情评估提供借鉴和参考。 展开更多
关键词 洪涝灾害 致灾因子 损失函数 受灾人口 直接经济损失 非一致性
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水土保持碳汇研究进展与趋势 被引量：2
13
作者 钟小剑 吴娟 +2 位作者 卢顺发 范跃新 孙杰 《福建师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第3期40-44,64,共6页
结合我国实现碳达峰碳中和目标的现实需求,强调人的“工作”在碳汇实现方面的作用,提出水土保持碳汇概念、内涵等。分析水土保持碳汇的机理探索与核算方法,并结合水土保持工程措施、林草措施、农耕措施等措施与碳汇之间的关系,介绍水土... 结合我国实现碳达峰碳中和目标的现实需求,强调人的“工作”在碳汇实现方面的作用,提出水土保持碳汇概念、内涵等。分析水土保持碳汇的机理探索与核算方法,并结合水土保持工程措施、林草措施、农耕措施等措施与碳汇之间的关系,介绍水土保持碳汇研究进展,探讨其未来发展趋势。 展开更多
关键词 水土保持碳汇 双碳战略 研究进展 概念 内涵
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近50年滇池流域汛期降水时空演变特征分析 被引量：1
14
作者 邓丽仙 杨帆 +4 位作者 杨洋 李姣 赵兰兰 胡成龙 李长江 《水文》 CSCD 北大核心 2024年第2期113-120,127,共9页
以滇池流域1970—2020年汛期(5—10月)降水量资料为依据,利用地理信息技术,采用Mann-Kendall检验法、小波分析等方法,分析近50年来滇池流域汛期降水年际变化的趋势性、周期性以及集中度、集中期、降水中心和旱涝发生频率等演变特征。结... 以滇池流域1970—2020年汛期(5—10月)降水量资料为依据,利用地理信息技术,采用Mann-Kendall检验法、小波分析等方法,分析近50年来滇池流域汛期降水年际变化的趋势性、周期性以及集中度、集中期、降水中心和旱涝发生频率等演变特征。结果表明:(1)近50年来,滇池流域汛期降水总体呈减少趋势,中部地区降水呈增加趋势,盘龙江上游的松华坝水库以上区域及南部地区降水呈减少趋势;(2)汛期降水年际变化存在31 a的主周期,中部主城区降水集中度高于南部地区;(3)汛期降水的中心整体呈现向东部、南部方向偏移的态势,且移动趋势显著;(4)滇池流域旱涝频发,尤其盘龙江中段昆明主城区为旱涝多发区。该成果对滇池流域水旱灾害防御及水资源管理具有参考意义。 展开更多
关键词 滇池流域 汛期降水 集中度 集中期 降水中心 旱涝特征
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新安江模型敏感参数动态变化规律研究 被引量：1
15
作者 石朋 丁松 +5 位作者 司伟 瞿思敏 吴洪石 肖豪 陆美霞 戈晓斌 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-6,共6页
为了提高新安江模型在变化环境下的模拟精度,揭示模型参数动态变化规律,以淮河上游大坡岭流域为研究区构建分布式新安江模型,采用Spearman相关系数对比分析了模型敏感参数(KC、SM和CS)动态变化与环境因子(降水、气温和归一化植被指数)... 为了提高新安江模型在变化环境下的模拟精度,揭示模型参数动态变化规律,以淮河上游大坡岭流域为研究区构建分布式新安江模型,采用Spearman相关系数对比分析了模型敏感参数(KC、SM和CS)动态变化与环境因子(降水、气温和归一化植被指数)的变化关系,并建立了回归方程用于未来参数计算。结果表明:参数KC和SM的动态变化反映了研究区域的降水、气温和植被条件变化,而参数CS的动态变化仅反映了年降水总量变化;相较于静态参数,动态参数的模拟结果精度显著提高,径流深相对误差均值从21.3%降低到9.1%,纳什效率系数均值从0.75提高到0.81,动态参数比静态参数更适用于当前变化的环境。 展开更多
关键词 新安江模型 变化环境 动态参数 相关性分析 大坡岭流域 淮河上游
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城市新区极端雨洪汇流淹没特性与致灾机理调查研究——以郑州“7.20”特大暴雨(郑东新区)为例 被引量：2
16
作者 刘明潇 朱勇杰 +2 位作者 胡昊 ZHANG Hao 孙东坡 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第3期288-300,共13页
近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高,增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险。城市雨洪与河道洪水有显著差异,灾后雨洪信息快速采集与调研对认清雨洪特性与致灾机理尤显重要。本文以郑州2021年“7.20”特大暴雨为例,结合郑东新... 近年来全球极端暴雨发生的可能性与不确定性提高,增加了城市遭遇特大洪涝灾害的风险。城市雨洪与河道洪水有显著差异,灾后雨洪信息快速采集与调研对认清雨洪特性与致灾机理尤显重要。本文以郑州2021年“7.20”特大暴雨为例,结合郑东新区地理与社会环境特点,采用野外调查测量、口述记录、多源数据分析、数值模拟对比相结合的方法开展了城市雨洪汇流淹没特性及致灾机理的调查研究。针对城市雨洪洪痕特征,拟定调查基本方法与适宜工作程序,根据调查区93处洪痕数据绘制了区域雨洪淹没分布图,分析了城市雨洪峰值水位分布特征及调查区汇流特性,探索了道路雨洪汇流流速及行洪道路阻力参数的确定方法。研究表明,城市雨洪地表主要泄流通道是街区道路,汇流方向受连续阻水、导水建筑与路网布局影响,雨洪淹没深度分布与下垫面条件和雨洪汇流特性有关。致灾机理研究分析表明,极端暴雨汇流远超城市排水管网泄流能力,雨洪选择阻力小的街道快速行洪,街道交汇处壅阻引起局部积水严重,这是极端暴雨致灾的直接诱因;而城市新区水系泄洪排涝关系不协调以及清障不力,导致城区河流行洪不畅,干支流异常高水位的顶托,严重降低了管网排涝功能,则是城市雨洪严重积涝致灾的深层原因。研究成果可为城市雨洪调查标准方法的建立与城市新区防洪排涝体系规划提供技术参考。 展开更多
关键词 特大暴雨 城市雨洪 街区洪痕 道路糙率 河湖连通
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基于跌坎压力自相似分布的明渠水深−流量关系推求 被引量：1
17
作者 李乃稳 黄滟淳 +2 位作者 陈小攀 李龙国 刘超 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期218-227,共10页
明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流,可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响,跌坎断面水流由缓流向... 明渠流量计量是高效灌溉、合理分配水资源和进行用水有效管理的重要手段。跌水是常见的明渠水流上下游衔接的水利设施。当跌落水流不受跌坎下游水流影响时形成自由跌流,可用于明渠流量的精确计量。受自由跌流影响,跌坎断面水流由缓流向急流转变,压力分布显著偏离静水压力分布规律。而获得跌坎压力分布及其准确描述方程则正是明渠自由跌流流量公式推求的关键,其准确与否决定了利用跌流进行流量计量的精度。本文首先通过模型试验和数值计算对矩形明渠自由跌流的断面压力分布特征进行研究,而后利用理论推导建立了明渠跌流的水深−流量关系公式。研究发现,明渠跌水跌坎断面压力呈典型自相似分布规律,其无量纲压力值分布倾向于一条曲线,压力最大值为0.238he(he为跌坎水深),出现在竖向距跌坎0.209he水深处,并且压力自相似分布规律与明渠流量、渠道底坡和边壁糙率无关。在此基础上,结合幂函数和尾迹函数提出了描述跌坎断面压力分布的函数方程,并给出了最大压力和最大压力位置的计算公式,然后根据动量方程和流量连续方程推求了明渠自由跌流的流量计算公式。最后,对本文和其他研究者提出的流量计算公式采用试验数据进行了对比分析,结果表明:本文提出的流量公式在明渠流量为5~100 L/s,底坡为–0.0112~0.0534、糙率为0.0930~0.0193的研究范围内,具有更高的精度和适用性,计算误差在±5%之内,可适用于该流量、底坡和边壁糙率范围内矩形明渠自由跌流的流量精确计算。本文研究结果对于利用自由跌流进行明渠流量计量提供了理论与技术支撑,具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 明渠 自由跌水 压力分布 水深−流量关系 流量计量
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船舶有航速时三维时域格林函数计算方法研究 被引量：1
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作者 鲁江 张楠 +1 位作者 张新曙 顾民 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期20-35,共16页
船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对船舶有航速时深水三维时域格林函数计算方法开展研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,自由面记忆项的求解采用美国密... 船舶工业CAE软件势流求解器的开发对势流计算方法的可靠性提出要求,本文针对船舶有航速时深水三维时域格林函数计算方法开展研究。首先引入三维时域自由面格林函数,其瞬时项的求解采用Hess&Smith方法,自由面记忆项的求解采用美国密歇根大学Beck团队的方法。其次,分区域推导出三维时域自由面格林函数记忆项及其导数的编程所用的数学展开表达式。然后,采用间接法模型求解分布源强和速度势,并采用压力直接积分法求出时域辐射力。最后,针对Wigley I船型开展了辐射力计算,并与公开的试验及计算结果进行对比,验证本文方法的可靠性。 展开更多
关键词 三维时域格林函数 辐射力 船舶CAE自主软件
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水土保持生态建设下的黄土高原典型流域水沙响应 被引量：1
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作者 赵阳 张永娥 +4 位作者 王昭艳 张国军 辛艳 刘冰 魏小燕 《中国水土保持科学》 CSCD 北大核心 2024年第1期21-26,共6页
为探讨黄土高原多沙粗沙区流域水沙关系演变特征及其对水土流失治理的响应,以黄河中游无定河流域为研究对象,综合采用水沙关系曲线、数理统计等多种方法,系统分析1956—2019年间无定河流域水沙关系多时间尺度演变特征及其与水土流失治... 为探讨黄土高原多沙粗沙区流域水沙关系演变特征及其对水土流失治理的响应,以黄河中游无定河流域为研究对象,综合采用水沙关系曲线、数理统计等多种方法,系统分析1956—2019年间无定河流域水沙关系多时间尺度演变特征及其与水土流失治理的协同响应。研究结果表明:1)研究时段内,无定河流域年径流及年输沙量呈锐减趋势(P<0.05),且均在1970年左右发生减少突变;2)流域水沙关系在年际和场次洪水尺度上均发生深刻变化。2010年以后,暴雨频发导致流域内侵蚀物源头供应明显增加,流域河道泥沙输送能力小幅提高;3)水土保持措施实施对流域水沙锐减影响较大。2000年前后在相似降雨条件下,单位降雨量径流量和单位降雨量输沙量较20世纪70年代减少47%和62%。水土保持措施面积增加与流域径流输沙减少呈现较好的一致性,流域水土流失治理在提高黄河多沙粗沙区流域下垫面抗侵蚀能力等方面发挥重要作用。研究结果可为科学认知区域水土流失治理成效及入黄泥沙锐减成因提供参考。 展开更多
关键词 水沙关系 极端暴雨 土壤侵蚀 治理成效 黄河
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1980—2020年全球重大洪灾时空特征探析 被引量：1
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作者 方秀琴 蒋心远 +4 位作者 廖美玉 任立良 朱求安 金佳鑫 江善虎 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期197-207,共11页
为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明:①全球洪灾次数在21世纪... 为充分理解全球洪涝灾害的时空演变规律,基于长时间序列全球历史洪灾数据,运用数理统计和GIS空间分析方法,在不同空间尺度和年代际、年际的时间尺度上,全面分析了1980—2020年重大洪涝灾害的时空特征。结果表明:①全球洪灾次数在21世纪前10 a达到峰值,死亡和影响人口在1990s达到峰值,累计经济损失在2010s达到峰值,次均经济损失在1990s和2010s最高;②洪灾发生次数及造成的经济损失在1980—2020年期间呈显著上升趋势,每次洪灾造成的人口损失呈现下降趋势;③亚洲洪涝灾害严重,洪灾的发生次数、死亡人数、影响人口及经济损失的累计值分别占全球总数的41%、68%、95%和63%,然而包括中国在内的亚洲诸多国家的洪灾人口损失呈下降趋势;④全球重大洪灾呈东西向分布,灾害重心有南移趋势,洪灾由集中趋于分散,影响区域逐渐变广。 展开更多
关键词 全球洪灾 时间变化 空间分析 时空特征
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