甘肃鬼拐头化学成份的研究

从木通科鬼拐头(Decaisnea fargesii)植物中分离出一个单体化合物,经光谱(FAB—MS,~1H-NMR,~BC-NMR)分析和化学方法鉴定为川续断皂甙B(Ⅰ)。

黄河禹潼河段控导拐头坝长度比选研究

禹潼河段是黄河进入下游前最后一段宽河道段,自然滞洪沉沙作用明显。为协调河道防洪、生态环境保护、滞洪沉沙、护滩护站、控导河势等治理任务及目标,新一期河段防洪治理工程中,新建续建控导工程采用了新型控导拐头坝方案,在控导工程上首布置拐头坝,可调整坝后水流流场,预防回淤口进水导致水流抄工程后路。通过构建控导拐头坝三维模型,采用数值模拟分析、比选、论证并确定拐头坝长度,结果表明:工程长度1000 m布置500 m回淤口方案最优,拐头坝长度采用200 m。

1958-2022年黄河头道拐水文站水沙特征分析及预测

[目的]探究黄河头道拐水文站径流量与输沙量演变特征,为区域水资源合理规划提供理论依据。[方法]基于1958—2022年径流输沙数据,采用非参数检验方法与CEEMDAN法研究了头道拐水文站水沙趋势、突变及周期变化特征,并通过水沙月值数据构建Informer预测模型。[结果](1)年径流量与年输沙量的M-K统计量分别为-3.380,-5.067。年径流量和年输沙量分别于1986年、1968年和1986年发生突变,下降率分别为36%,44.38%和61.32%。(2)使用CEEMDAN法对径流量与输沙量年值序列进行分解后均得到3个IMF分量与1个RES分量,水沙序列的3个IMF分量平均周期分别为3.69 a,7.67 a,30 a和3.41 a,7.5 a,26 a;水沙月值序列经过分解后得到7个IMF分量,短周期为3.46月与3.61月,长周期为226.33月与184.50月,主导周期为7.25月和8.09月。(3)模型构建后发现径流的预测精度高于输沙,原因是输沙量受影响因素众多,变动幅度更大,较径流量预测难度大。[结论]黄河头道拐水文站水沙存在显著下降趋势,主要归因于降水影响,且序列突变节点与上游水库建成密切相关。

黄河流域头道拐-龙门区间极端降水时空分布特征及其对径流的影响

全球气候变化背景下极端降水事件频发,研究理解极端降水时空变化特征,明确径流过程的变化规律及影响机制对半干旱-半湿润区水土保持决策具有重要意义。基于头道拐—龙门区间1960—2021年37个气象站点资料以及头道拐、龙门水文站资料,分析区间极端降水时空分布特征以及径流动态变化特征,并使用PLSR模型分析极端降水事件同径流之间的关系。结果表明:1)近60多年来,除持续干旱时间、持续降水时间、最大1日降水量、最大5日降水量之外其余各极端降水指数均呈上升趋势,区间极端降水强度指数上升趋势总体高于极端降水频率指数;2)头道拐—龙门区间多年平均径流量为39.8亿m^(3),自20世纪60年代以来平均变化趋势为-0.947亿m^(3)/a。随时间的推移径流量呈显著减少态势,以1979年为界,区间年径流量从61.9亿m^(3)下降到29.3亿m^(3);3)基于突变前各极端降水指数同区间年径流深所构建的PLSR模型累计解释了年径流总方差的88.4%,年降水总量、强降水总量、极端强降水总量是影响头道拐—龙门区间径流变化的最重要变量,同时进一步定量化分离极端降水和人类活动对区间径流的影响,其中极端降水对于径流变化的贡献率为10.6%。

黄河干流头道拐水文站造床流量变化及其驱动因素

基于1960-2016年黄河干流头道拐水文站实测水沙数据,采用马卡维耶夫方法计算了历年造床流量。通过分析年径流量、输沙量、断面形态、平滩流量和造床流量的变化过程,分析了头道拐水文站近60年水沙变化的驱动因素,以及造床流量与断面变化和平滩流量之间的响应关系。研究结果表明:1960-2016年径流量和输沙量均呈减小趋势,分别在1986年和1984年发生突变。造床流量同样呈减小趋势,1960-1986年多年平均值为2355 m^(3)/s,1987-2016年减小至885 m^(3)/s,且年际波动幅度明显减小。头道拐断面形态主要受到重现频率较高的中水流量和重现频率较低的大流量过程控制。造床流量可以反映断面形态对水沙条件的调整过程,且长时间序列遵循大造床流量冲刷,小造床流量淤积的演变规律。

黄河干流头道拐水文站水沙关系季节性特征分析

为认识黄河干流头道拐水文站水沙关系季节性特征,根据2006-2020年黄河干流头道拐水文站的径流和输沙量数据,采用集对分析法研究头道拐水文站春季、夏季、秋季和冬季的水沙关系变化过程及季节性特征,进一步拟合各季节水沙关系曲线。研究结果表明:头道拐水文站径流与输沙量变化的季节性差异显著,春季、夏季和秋季的水沙变化过程具有较好的一致性;春季、夏季、秋季和冬季水沙变化过程的同一性和相关性逐渐减弱,而差异性逐渐增强;水沙变化过程在春季、夏季和秋季的正关系性较明显,而在冬季存在一定的相反变化关系。

黄河内蒙古头道拐断面形态变化及其对水沙的响应

根据黄河上游位于弯曲—顺直过渡段的头道拐断面的多年实测水文、泥沙数据和断面资料,分析了断面对上游一系列水利工程在时间尺度上的调整响应过程。结果发现,头道拐断面的形态变化强烈受到上游水库运行的影响,在一系列水库投入运行后,河床粗化现象一直持续到三湖河口断面以下。头道拐断面悬移质泥沙中值粒径在水库运行后表现为先增大,然后减小,最后再增大的三阶段性特征,并且自1986年龙羊峡与青铜峡、刘家峡等水库联合运用以后,该三阶段性特征的变化幅度明显较只有青铜峡、刘家峡水库单独运行时段(1969-1986年)小。另外,自1987年以来,头道拐断面河道的横向摆动速率大幅减小,断面形态及位置趋于稳定,有利于当地百姓正常的生活和生产。

黄河头道拐站水沙来源空间分布及其影响因素

根据1950-2010年实测资料,采用不同时间序列对比和回归分析方法,对黄河上游沙漠宽谷河段干流6大水文站水沙关系变化、出口控制站头道拐水文站水沙来源的空间分布及其影响因素进行了分析,结果表明:1头道拐水文站径流主要来自兰州以上地区,泥沙主要来自兰州-头道拐区间支流。与基准期的1950-1968年相比,头道拐站1969-1986年和1987-2010年平均径流量分别减少10.1%和40.6%,年平均输沙量分别减少37.2%和75.4%。2宁蒙河段径流量减少主要发生在石嘴山-巴彦高勒河段,多年平均径流量减少52.2亿m3;输沙量减少主要发生在青铜峡-巴彦高勒河段,多年平均输沙量减少0.244亿t。宁蒙河段单位水量冲淤量随着头道拐水文站年平均来沙系数的增大有增大趋势,河道冲淤基本平衡的来沙系数约为0.0023kg·s/m6。影响头道拐水文站水沙来源空间分布的主要因素有气候波动、龙羊峡和刘家峡水库调节、工农业用水、水土保持综合治理等。

黄河内蒙古段头道拐断面沉积物中六六六(HCHs)和多氯联苯(PCBs)的残留特征分析研究

采用索式提取法和气相色谱法对黄河内蒙古段头道拐断面沉积物中的六六六(HCHs)和多氯联苯(PCBs)进行了分析测定。结果表明:HCHs和∑PCBs在黄河内蒙古段头道拐断面沉积物中均有检出,α?HCH和β?HCH的平均浓度分别为6.70ng/g和6.24ng/g,处于中等污染水平;除八氯联苯外,PCBs的各异构体在该断面沉积物中均有检出,且检出率均在65%以上,∑PCBs平均浓度为1.46ng/g,处于较低污染水平;HCHs和PCBs的残留水平随时间均没有明显的变化。对黄河内蒙古段沉积物中HCHs和PCBs污染物的来源进行了解析,HCHs污染的最大贡献源是河套灌区的农业退水,PCBs的主要来源是历史残留。

黄河头道拐站开河日期预测的LSSVM方法

根据实测冰情数据分析发现,可将冰盖厚度演变过程作为预测头道拐站的开河日期的主要依据,同时还应考虑封冻期气温、流量等对冰盖厚度的持续性和累积性影响。据此提出了一种应用数据挖掘技术和LSSVM进行头道拐站开河日期预测的新方法。应用LSSVM模型对头道拐站2010年、2011年和2012年开河日期的预测结果表明,可在封冻期内任一冰盖厚度测量日期利用上述方法对该站的开河日期进行预测,有效延长了预见期,且在3月6日前的预测值均满足许可误差合格率的要求。根据LSSVM模型预测误差呈波动性变化的特点,提出了预测开河日期的均值法,可使开河日期预测精度得到显著提高。

凌汛期头道拐小流量过程变化及影响因素分析

对凌汛期头道拐水文站小流量过程进行了分析,界定了小流量的阈值范围,统计分析了小流量的变化规律,并分析了小流量过程的影响因素。结果表明:①头道拐小流量的上限阈值为350 m3/s;②1998—2009年头道拐水文站小流量持续时间与1986—1997年相比,首封段由平均17 d延长至平均39 d,分段合计小流量持续时间由平均28 d延长至平均45 d;③头道拐小流量过程的影响因素主要有上游来水减少、内蒙古河段气温变化、槽蓄水增量增大、河道淤积、个别年份河道内桥梁工程影响等。

黄河巴彦高勒—头道拐河段冲淤变化与分布

根据巴彦高勒—头道拐河段实测大断面资料,采用锥体方法计算了不同河段、不同时段的滩槽冲淤分布。结果表明:11962—2012年该河段共淤积泥沙8.635亿t,其中主河槽淤积2.256亿t、滩地淤积6.379亿t,该时段巴彦高勒—三湖河口河段淤积泥沙1.692亿t,三湖河口—头道拐河段淤积泥沙6.943亿t,淤积主要发生在十大孔兑入汇的河段。21982—2000年巴彦高勒—头道拐河段淤积最为严重,共淤积泥沙7.657亿t,其中主河槽淤积5.805亿t、滩地淤积1.852亿t,该时段巴彦高勒—三湖河口河段淤积泥沙2.403亿t,其中主河槽淤积2.001亿t、滩地淤积0.402亿t;三湖河口—头道拐河段淤积泥沙5.254亿t,其中主河槽淤积3.804亿t、滩地共淤积1.450亿t;1982—2000年大部分淤积发生在主河槽内,导致整个河段主河槽淤积萎缩严重,排洪排凌能力降低,防汛压力增大。

近20年来巴彦高勒-头道拐河段淤积成因分析

在分析巴彦高勒—头道拐河段上游来水来沙特点和水沙变化的基础上，分析了1987-2005年河床淤积抬升的主要原因。结果表明：天然来水量减少和人类引水量增加是近20年来巴彦高勒—头道拐河段淤积严重的主要原因，上游水库拦沙量逐年减少和十大孔兑入黄沙量增加是河道淤积的重要原因，而龙羊峡、刘家峡水库的调节又加重了汛期河道的淤积。

黄河头道拐段冰体中多环芳烃的分布特征及来源解析

采集黄河头道拐断面冰体样品,用毛细管GC-FID方法测定了冰体中EPA优先控制的16种多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的残留水平。结果表明,16种PAHs的加标回收率为80.3%～106.1%,方法检出限的范围为0.01～0.12 ng·L^-1,适合该断面冰体样品中PAHs的测定。27个冰体样品中16种PAHs的含量范围为0.71～11.04 ng·L^-1,平均含量为3.88 ng·L^-1。其中荧蒽（Fla）和芘（Pyr）为最主要的污染物,检出率分别为72.7%和86.4%。PAHs的时空分布具有一定的规律性,凌汛期含量较少,初始冰盖形成后达到最大值,当河道内连续冰盖形成后,随冰层厚度的增加呈下降趋势,且下层冰体含量高于上层冰体。运用主成分分析法定量解析其污染来源,从16种PAHs中提取3个主成分,总方差贡献率为80.5%,主成分的贡献率分别为煤炭燃烧源36.6%、交通源36.4%及炼焦和木材燃烧来源7.5%。

1950年以来黄河头道拐站开河日期变化特征

根据1950年以来的实测冰情数据,应用K-Means聚类算法和Mann-Kendall法研究黄河头道拐水文站开河日期的变化特征。分析结果表明:1头道拐站开河日期具有逐渐提前的趋势,2000年后提前趋势明显;2以每年3月16日、24日为界,开河日期可分为"早开河"、"正常开河"与"晚开河"三类,1990年以来"早开河"的年份明显增多;31988—1995年可作为头道拐站开河日期早晚变化的过渡期,1988年之前以晚开河为主,1995年之后则早开河的年份显著增多,1992年为开河日期由晚向早变化的突变点;4气温为影响开河早晚的主要因素,头道拐站开河日期的提前与1988年之后区域气温回暖的趋势基本一致。

黄河干流头道拐水文站水沙运动特征及影响因素

为明确黄河干流头道拐水文站水沙运动过程、变化趋势及运动状态特征,以2006—2018年黄河干流头道拐水文站水沙数据为基础,基于累积距平法、R/S极差分析法、河道来沙系数与不协调度等研究方法,对头道拐水文站水沙运动过程进行系统分析。结果表明:头道拐水文站年际间径流与输沙量和年内月均径流与输沙量变化趋势均呈现良好的一致性,但两者的季节性差异特征显著,且输沙量的显著性较径流更突出;冬季径流与输沙量变化趋势同步性相比其他季节较差,季节性的极差Hurst指数揭示了冬季输沙量变化趋势的反持续性和水沙不协调性易引起河道的冲淤演变;以来沙系数为水沙状态的划分依据,春季、夏季和秋季水沙特征多呈现水少沙多的状态,而冬季水沙状态则为水多沙少,水沙协调状态会出现在春季个别年份;季节性水沙不协调度总体呈夏季>秋季>春季>冬季的变化特征,特殊的来水来沙过程、水文气候特征及人类活动变化是造成水沙不协调的主要影响因素。

黄河头道拐段冰封期PCBs的分布特征及来源分析

以2012-2013年度黄河头道拐断面冰封期冰、水中多氯联苯的实测值为依据,剖析该断面在冰封期多氯联苯的含量分布特征,并进行来源分析。得出结论：水中ΣPCBs的质量浓度范围为10.19-53.00 ng·L^-1,平均质量浓度为31.87 ng·L^-1、冰中ΣPCBs的质量浓度范围为2.91-34.34 ng·L^-1,平均质量浓度为15.11 ng·L^-1,低氯联苯含量高于高氯联苯,这与我国曾大量生产使用低氯联苯的实际情况相符合;与2011-2012年度同期相比低氯联苯的含量增长65.7%,高氯联苯降低20.39%,总体增长28.96%。流凌期PCBs含量最大,进入冰封期阶段,PCBs含量逐步降低,融冰期有所回升。头道拐断面冰封期冰、水中PCBs的来源主要有：变压器油、油漆添加剂和造纸漂白工业。

2019—2020年度黄河头道拐断面冰厚增长影响因素分析

为了解黄河干流同一断面冰厚增长差异及其产生原因,依据2019—2020年度冬季对头道拐断面封冻期原型观测数据,分析冰厚增长方式以及负积温、流速、冰花等对冰厚增长的影响。结果表明:头道拐断面冰层上层由冰花冻结形成;距左岸400~500 m为非主流区且区间内测点的冰生长方式为热力学生长,主要形成柱状冰;距左岸500~740 m为主流区且区间内测点的冰生长方式以冰花堆积冻结为主,测点之间的冰厚差异大。随着冰厚的不断增长,冰厚单位度日增长量逐渐减小;冰层底部有冰花堆积的冰厚单位度日增长量大于无冰花堆积的情况;当冰厚增长到一定厚度时,有冰花和无冰花的冰厚单位度日增长量趋于一致。负积温是冰厚增长的主要影响因素,流速对冰厚增长有抑制作用,冰层底部存在冰花对冰厚增长有促进作用。

黄河头道拐断面水体中多氯联苯的季节性分布特征及源汇分析

根据黄河头道拐断面2008年4-12月水环境的监测数据,分析了PCBs在该断面水体中的季节性分布特征及源汇。结果表明:头道拐断面∑PCBs各季度平均浓度呈夏季>秋季>春季>冬季的变化特征,水体中PCBs各同系物的最大浓度大多出现在6、7、8月。PCB29和PCB98的浓度相对较高,这与我国曾大量生产低氯联苯相吻合。头道拐水体中PCBs的浓度与其他水体中PCBs的污染水平相比处于低值水平。PCBs的主要贡献源有历史残留,污废水的汇入,大气的干湿沉降作用,主要归宿是沉积物。

封河期头道拐水位与万家寨水库水位关系研究

头道拐水文站至万家寨库尾回水末端(拐上)河段长42 km,其间以黑圪劳湾为界,上段属平原型河道,比降较小,历史上年年封河;下段比降增大,历史上较少封河,万家寨蓄水后几乎年年封河。凌汛期间,头道拐河段水位变化是否受万家寨水库水位影响,颇受关注。分析2015年封河期头道拐至万家寨水库河段水位变化过程,得出:库区冰塞头部形成位置取决于河道条件、水库水位和河道流量;库尾冰塞一旦形成,库水位变化不对库尾冰塞产生影响;什四份弯道卡冰封河后头道拐至万家寨河段凌情趋于稳定;头道拐河段水位,流凌、稳定封冻阶段由流量决定,封河发展阶段受冰塞壅水影响,与万家寨库水位变化无关。