黄河源区典型泥炭湿地地下水水位时空变化及流量过程

以黄河源区若尔盖盆地黑河上游的一个典型泥炭湿地小流域为研究对象,采用2018—2022年的地下水水位监测数据、气象数据和无人机航测地形数据,统计分析了泥炭湿地小流域内地下水水位时空变化,并推算了小流域沟道出口的断面水深与流量过程。结果表明:降水是泥炭湿地小流域地下水水位变化的主导因素,地下水水位与降水量变化趋势一致,且随降水与蒸散发之比的增大而上升;小流域中游地下水水位比上游波动更剧烈,且上游地下水水位均值高于中游,沟道中部泥炭湿地的蓄水能力在减退。根据水力学方法和地下水水位监测数据得到了泥炭湿地小流域的沟道断面水深-流量经验关系公式,可用于计算日流量过程线。

非一致性条件下松澧地区洪水遭遇规律分析

为研究澧水与松滋河洪水遭遇规律,根据澧水石门站和松滋河新江口站、沙道观站1959—2020年实测日均流量资料,采用非一致性GAMLSS模型优选了年最大洪峰和连续7 d年最大洪量的边缘分布,构建了基于Copula函数的二维联合分布模型,进而得出不同量级组合下的洪水遭遇概率。结果表明:松澧地区的洪水序列发生了显著变异,基于时变对数正态、伽马、威布尔分布以及Copula联合分布能够较好地反映区域实际洪水特征;松澧地区典型年洪水遭遇以松滋河洪水过程遭遇澧水洪水为主;澧水与松滋河的年最大洪峰或连续7 d年最大洪量的同现概率随着洪水量级的增大而减小,且澧水与松滋河东支的洪水遭遇概率更高;当澧水发生千年一遇大洪水时,与松滋河中小洪水的遭遇概率更高。

黄河源玛曲县生态格局及生态服务价值演变分析

玛曲县生态环境对于黄河源气候调节、水源涵养、水土保持发挥着重要作用,评估玛曲县生态格局及生态服务价值(ESV)有助于保护其生态环境。基于玛曲县1995—2020年不同时期的土地覆盖类型数据,分析玛曲县生态格局演变趋势。基于改进的单位面积价值当量因子法评估玛曲县ESV并分析其变化趋势,结合地理探测器法探讨不同驱动因子对ESV空间分布的影响。结果表明:25 a来,玛曲县生态格局变化幅度先减小后增大,ESV值呈现波动上升趋势,其中水文调节功能的ESV值随生态格局演变的变化幅度最大;ESV的空间分布受自然因子与人为因子的共同影响,温度与DEM是主要驱动因子,人类活动对ESV空间分布的影响主要表现为与自然因子交互作用下产生的非线性增强效果。

拉萨河流域梯级电站水光互补调度对水文情势的影响分析

梯级电站水光互补调度能提高光伏消纳能力和系统总发电量,但也要求调整梯级电站的调度规则,进而会加剧梯级电站下游的水文情势改变。为定量评价水光互补调度对水文情势的影响,以系统总发电量和总保证出力最大为目标,构建了拉萨河流域梯级电站水光互补优化调度模型,提出了基于水光互补的梯级电站优化调度方案,分析评价了不同优化调度方案的水文情势改变度。结果表明:梯级电站的水光互补优化调度能有效提升电力系统的总发电量和总保证出力;水光互补后拉萨河水文情势的综合改变度略大于水光互补之前,处于轻度至中度改变的临界值附近。研究成果可为拉萨河的水光互补调度及流域综合管理提供科学方法和依据。

基于PSO的新安江模型对资水流域柘桃区间洪水预报研究

无资料地区的洪水预报研究是当前水文研究的热点内容。资水流域柘桃区间是湖南省三大暴雨中心之一,产生的洪水占整个资水流域近60%。柘桃区间受客观条件限制无实测洪水资料,基于区间实测降水量数据,构建基于粒子群参数优化算法(PSO)的新安江三水源模型进行洪水预报,提高预报精度并计算此地区设计洪水保障防洪安全。结果表明:22场实测洪水率定和10场实测洪水验证的洪水预报精度均较高,基于PSO优化算法的新安江模型模拟效果较优;随着重现期增大,考虑柘桃区间与上游柘溪水库的最不利洪水组合,得到的资水流域控制站桃江站设计洪峰大于站点实测洪水计算得到的设计洪峰。研究结果可为资水流域柘桃区间梯级电站合理调度提供方案设计依据,为资水下游防洪安全和发电效益提供技术支持。

大水位变幅下多级闸控河渠自适应控制方法研究

【目的】提高多级闸控河渠水位变幅较大时的河渠水位控制精度,减小河渠水位振荡,提升控制算法的收敛效率。【方法】利用河渠实时水位动态修正ID模型参数并调整闸坝启闭频率,提出自适应预测控制(APC)算法,对比分析6种工况下不同控制算法的精度与效率。【结果】与基于ID模型的线性二次型控制(LQR)算法与模型预测控制(MPC)算法相比,APC算法可分别缩短19%~32%和8%~40%的调控时长,可减少47%~97%和14%~93%的河渠水位累计波动,可减小24%~77%和5%~59%的河渠水位平均绝对偏差。【结论】APC算法提高了多级闸控河渠水位的控制精度和算法的收敛性,可在不同的河渠水位变幅下保持良好的控制性能,能够为多级闸控河渠的智慧水利建设提供技术支持。

湖南省衡邵娄干旱走廊干旱防治措施适度性评价研究

结合湖南省衡邵娄区域内蓄水、节水等工程措施和种植方式、调控方式等非工程抗旱能力,综合考虑干旱缺水现象发生的可能性大小、干旱历时长短,以及干旱缺水的严重程度等多种因素,采用基于系统风险分析理论的衡邵娄干旱走廊抗旱措施适度性评价技术,从经济适度性、生态适度性和风险适度性开展抗旱保水措施的适度性评价研究,构建了衡邵娄干旱走廊干旱防治措施适度性评价体系,结合衡邵娄干旱走廊的特殊性,对现有工程布局、产业布局及管控措施进行了适度性评价,并提出了衡邵娄区域抗旱保水措施的建议。

基于土壤侵蚀方程的大通湖流域吸附态氮磷负荷估算

【目的】大通湖的水质长期处于Ⅲ类及以下,其主要超标污染物为总氮和总磷,通过估算大通湖流域吸附态氮、磷污染负荷,为大通湖地区水污染治理和水环境保护提供科学依据。【方法】该研究采用修正通用土壤侵蚀方程,耦合吸附态氮、磷污染负荷模型估算研究区的吸附态氮、磷污染负荷,重点分析大通湖流域吸附态氮、磷污染的空间分布特征。【结果】模型计算结果表明:2020年,大通湖流域土壤侵蚀总量为4804.8 t,平均土壤侵蚀模数为5.20 t/(km^(2)·a),吸附态氮、磷的负荷量分别为4.943、2.098 t,对流域内各土地利用类型按吸附态氮、磷污染负荷模数由大到小排序依次为:林地、耕地、建设用地;按行政区域划分,茅草街、青树嘴、乌嘴乡、明山头和河坝镇吸附态氮、磷污染较为严重;按流域划分,五七运河流域、苏河流域、大新河流域、大通湖西入湖区以及草阳渠片区氮、磷污染负荷较大。【结论】大通湖流域土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主,耕地是吸附态氮、磷的主要流失来源,对于吸附态氮、磷流失较大的区域,可以按照源头减量、过程拦截、末端治理的思路进行治理。同时适当调整农业种植结构、改进耕作方式、完善水土保持措施,减少土壤流失量,降低吸附态氮、磷污染物对水体的直接影响。

基于SPR模型湖南省水资源承载力评估研究

【目的】水资源承载力是区域可持续发展的基础,也是核心竞争力的重要指标,对其进行量化评估与比较是厘清区域发展能力的关键环节。【方法】该文基于湖南省水资源承载力评估目标,选取状态、压力、响应共3个因子层、12项关键指标,以湖南省各市州为单元,采用熵权法,构建湖南省水资源承载力评估指标体系。该文采用湖南省2012—2021年的统计数据均值为原始值,对湖南省14个市州的水资源承载力进行综合评价和比较,为制定湖南省水资源相关政策和合理调度水资源提供数据支持。【结果】湖南省水资源整体上并不匮乏。在评价因子层中,压力的权重最低,约占20%,状态和响应各占约40%;郴州和怀化市在水资源调蓄和涵养能力上具备的优势最大,长株潭地区用水压力最大,但其具备产业结构和水资源开发利用率方面的优势。【结论】湖南省整体上水资源的使用压力和状态尚在可承受范围内。总体而言,该省的水资源承载力最高和最低的地区均主要由其自然条件主导,而水资源承载力居中的地区主要由其产业结构和水资源开发利用率主导。提升水资源开发利用率、兴修水利工程对水资源进行合理配置能有效提高湖南省水资源承载力。

资水流域柘桃区间设计暴雨时空分布分析

【目的】通过研究资水流域暴雨中心柘桃区间设计暴雨的时空分布规律,为柘桃区间流域梯级水库洪水预报和防洪调度优化提供科学依据。【方法】以柘桃区间17个雨量站近30 a不同历时的年最大暴雨为研究数据,进行站点和面暴雨频率分析计算;采用不同历时降雨强度-历时-频率曲线和设计暴雨空间分布变化特征,分析雨量站网的设计暴雨时空分布规律。【结果】柘桃区间雨量站网设计暴雨的时空分布极不均匀,短历时内设计暴雨强度增幅较大;在空间分布上,随着重现期的增长,设计暴雨中心位置从资水流域中游扩大到下游;随着设计暴雨历时的增长,暴雨中心范围逐渐变小。【结论】柘桃区间雨量站点设计暴雨具有短历时内暴雨强度增速快、中游设计暴雨较大的特点,研究结果可为资水柘溪以下流域重要城市的防洪安全提供理论依据。

浅析提高学校德育教育实效性的途径

目前,学校德育教育实效性不强,其原因是多方面的,社会、学校、家庭都负有相关责任.根据学校德育教育的现状,笔者认为切实提高德育实效性,首先应充分发挥学校教育的导引作用,其次注重课内与课外相结合,再次要努力打造良好的社会外部育人环境.

近60年湘江流域水沙特性及其对人类活动的响应

湘江流域人类活动对湘江水沙变化具有显著影响。利用M-K次序法、Pettitt非参数检验法和双累积曲线法分析湘江干支流1953-2014年的年径流量、汛期径流量和非汛期径流量与输沙量的关系,并分析水土保持和水库建设等人类活动与水沙演变的关系。结果表明:1)湘江干支流水文站的年径流量、汛期径流量与输沙量的相关性强,且1990年后湘潭站径流量-输沙量的相关系数为0.83,而非汛期相关性较弱。1990年前,干流站点径流量和输沙量处于波动状态,1990年后干流站点径流量总体呈增加趋势,但输沙量呈减小趋势,且老埠头站的输沙量发生微幅突变。除个别站点之外,支流站点的径流量和输沙量发生突变的年份与变化规律均一致。2)水土保持以及水库建设对湘江流域的拦沙作用是输沙量减少的主要原因。相比支流,水土保持对湘江干流流域的输沙量减少影响更显著,水库建设与湘江干支流输沙量减少均密切相关。3)根据湘江流域输沙量突变点可划分A(1960-1987年)、B(1988-1996年)、C(1997-2013年)3个时期,在不考虑温度变化的影响下,以A时期1960-1987年为基准期,利用累积量斜率变化率比较法可知,相比基准期A时期,B、C时期水土保持和水库拦沙等人类活动对输沙量的减少的贡献率为88.58%和94.01%,人类活动为输沙量减小的主要因素。

洞庭湖区水系格局及连通性优化

江湖关系演变及强烈人类活动改变了洞庭湖区的水系格局与连通性,加剧了湖区水环境与水生态的恶化形势,开展水系格局与连通性研究是洞庭湖区水系综合整治和河湖生态修复的重要内容。基于景观生态学中网络连通度分析方法,建立了水系格局与连通性评价指标体系,包括河频率、河网密度、水系环度(α)、节点连接率(β)和网络连接度(γ)等,分析评价了洞庭湖不同片区现状及规划水系格局与连通性的差异以及合理性,提出了水系连通规划的优化方案。结果表明:现状洞庭湖区水系格局和连通性总体较好,但各个片区存在较大差异,湘-资水尾闾地区的现状水系格局和连通性良好,北部地区和松澧地区的现状水系格局与连通性较差。松澧地区水系规划方案改善了该地区的水系格局与连通性,但北部地区的规划方案并不合理。经过比选与优化,北部地区的α、β、γ指标比现状提高了13.2%、6.9%和4.7%,比原规划方案提高26.0%、9.4%和9.4%。

图书馆适应市场经济的新尝试

党的十四大明确提出我国经济体制改革的目标是建立社会主义市场经济体制。我国经济的运行将逐步由计划经济向市场经济过渡。图书馆工作如何与经济体制的转换接轨,适应市场经济的发展,成为我国图书馆事业发展进程中亟待解决的课题。林甸县图书馆在这方面做了一点新的尝试。

拉萨河干流梯级水库库容-径流响应关系

针对新建或待建水库群实测径流系列不足的问题,采用MODSIM-DSS模拟生成拉萨河干流5座梯级水库群建设后的日径流系列,采用水文变异指标法及变化范围法(IHA-RVA),分析现状和规划期的拉萨河水文情势变化。结果表明,拉萨河水库群对单项水文指标的累积影响有正有负,单项指标改变度最大月份的为3月和10月,月平均流量的改变度均大于0.9,属于重度改变;现状条件下唐加水文站水文情势综合改变度为0.21,为轻度改变,重度改变指标占总指标数量7.8%;规划期唐加水文站的水文情势综合改变度为0.41,为中度改变,重度改变指标占总指标数量28.1%;综合改变度随库容系数的增大而增大,增大速率呈现“小大小”的特征。

荆江河段与洞庭湖水系的采砂量计算分析

针对当前荆江河段和洞庭湖水系严峻的采砂形势,根据遥感影像和本地区历年水泥产量,采用体积计算公式、水泥产量估算法、采砂船只估算法这3种方法计算荆江河段和洞庭湖水系的年采砂量,并对3种计算结果的误差进行分析。结果表明:2015年荆江河段年采砂量约(2.6～3.0)×107t,近5 a的采砂量变化较小;洞庭湖区及湘资沅澧四水水系的年采砂量约1.3×108t,近3 a的采砂量变化较小。本计算结果对于定量估算荆江河段和洞庭湖水系的采砂量,加强采砂管理具有参考价值。

梯级电站运行下拉萨河干流水文情势变异及归因分析

梯级水电站不同的调度模式对河流水文情势产生的影响存在差异。为了定量分析拉萨河干流梯级水电站不同调度模式对水文情势变化的影响,采用水文变异指标法及变化范围法(IHA-RVA),综合评价了旁多、唐加和拉萨3个水文站32项水文情势指标的改变度及综合改变度。结果表明:常规调度模式下,3站的水文情势发生了轻度改变,综合改变度分别为0.17、0.21和0.20;电力调度模式下,3站的综合改变度分别为0.50、0.54和0.48,属于中度改变。采用多系列贡献率分割法,研究了天然径流量变化、河道外引水退水以及梯级电站调度运行3因素对月均径流改变的贡献率。研究表明:常规调度模式下,3因素对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率分别为0.81、0.02和0.17,主导因素为天然径流量变化;电力调度模式下,3因素的贡献率分别为0.56、0.06和0.38,梯级电站调度运行因素的贡献率显著提高,电力调度下梯级电站调度运行对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率比常规调度提高了124%。

基于科学研究与学科竞赛在工程水文课程中的应用与探索

培养具有实践能力和创新精神的人才是高等教育的基本任务。文章以工程水文课程为例,首先探讨了在课程教学中融入科学研究和学科竞赛的优越性,之后通过对接行业发展需求,筛选出一批可用于工程水文课程教学的科研和学科竞赛的项目,进而促进科学研究和学科竞赛融入课程教学,培养学生的创新实践能力。

耦合流域-区域用水总量红线的供水优化模型及应用

为细化流域-区域耦合的用水总量指标及优化供水方式,基于流域用水总量红线与区域用水总量红线的共同约束,建立了耦合供给侧和需求侧用水总量红线的多水源多目标水资源系统供水优化模型,并应用于浏阳河-捞刀河流域,分析不同水源分配到不同行政区的最优供水方案以及最大供水量。现状年浏阳河-捞刀河流域存在一定的过度供水或供水不足;供水优化模型压缩了两流域平水年和丰水年的超红线供水,提高了枯水年和特枯年供水量;两流域规划特枯年比现状特枯年的缺水率降低了11.63%。这表明供水优化模型能较好地优化流域供水方式,确定不同频率年流域耦合区域的用水总量细化指标,相关成果可为用水总量控制的过程监管及超标预警提供有效技术支持。

国外引进课程对本科“金课”建设的启示——以长沙理工大学为例

淘汰“水课”、打造“金课”是现阶段我国高等教育改革的一项重要内容。本文以长沙理工大学国外引进课程体系为例,分析研究国外引进课程的教学理念、方法及模式以及课程实施效果。结合“金课”建设的原则与要求,探讨国外引进课程对我校“金课”建设的启示。