水沙关系

摘要： 文章基于黄河流域发展面临的主要问题,分析现行黄河立法的必要性,探析黄河立法的意义;继而结合国内立法形势及条件,探寻黄河流域立法的可行性路径;最后围绕生态保护和高质量发展两个主题,提出黄河立法框架,创新性提出关于黄河立法的建议,为黄河治理提供解决思路。

摘要： 为有效辨识径流侵蚀能量对水沙关系的影响,构建水流功率ω和水流能量因子SE等指标,采用经验频率统计法,初步拟定了基于能量的坡面侵蚀性径流标准,并考察了不同侵蚀事件的水沙关系。结果表明:1)坡面侵蚀性径流的一般参考标准为:水流功率大于10.5 W/m或水流能量大于0.059 W,输沙模数一般大于0.6 kg/m^(2)。2)事件时间尺度下输沙模数主要受水流能量因子控制,平均含沙量与水流功率关系最优;过程时间尺度下瞬时输沙率与瞬时水流功率、输沙模数增量与水流能量因子增量皆成正线性相关。3)侵蚀性径流的输沙能力是非侵蚀性径流的2.5倍,而非侵蚀性径流单位水流能量增量的增沙能力是侵蚀性径流的4.8倍;调节单位水流功率(10W/m)的减沙效益可达50%,调节单位水流能量因子(0.1 W)的减沙效益可达71%。分析结果表明侵蚀性径流事件的整体水沙关系更稳定,径流能量更强,输沙能力更大,基于能量拟定侵蚀性径流标准具有可行性。研究结果可以为黄土高原坡面典型径流事件筛选和径流侵蚀能量调控提供参考。

摘要： 基于汭河流域华亭水文站径流量、输沙量和4处雨量站降水量,1978-2020年月年值数据,采用Mann-Kendall秩次相关法、Spearman秩次相关法、Mann-Kendall检验法等方法,对华亭水文站测控流域水沙的多年变化、时序变异及相关性进行了分析。分析认为:测控流域年径流量为0.434亿m^(3),年输沙量为14.7万t;降水量呈增加趋势,径流量、输沙量呈减少趋势,输沙量减少趋势显著;径流、输沙显著突变点在1993年,降水、径流同输沙具有一定的线性相关性,但相关程度不显著。

摘要： 为了解叶尔羌河水沙关系发展规律,采用叶尔羌河卡群站、库鲁克栏干站的径流量和输沙量资料,利用模比系数法、滑动t检验法和滑动相关系数法诊断水沙关系变异点,基于Copula函数构建水沙二维联合分布模型,对比研究不同时段下的径流量与输沙量丰枯遭遇状况。结果显示:水沙关系在1993年前后发生突变,1993—2015年水沙相关性要强于1954—1992年水沙相关性:变异前后水沙丰枯遭遇同步概率均大于水沙丰枯遭遇异步概率,且“水丰沙枯”和“水枯沙丰”两种类型的概率均为0;1954—1992年水沙丰枯同步频率为58.97%,1993—2015年水沙丰枯同步频率达到82.61%,水沙关系变异后的水沙丰枯遭遇同步频率增加。研究结论可为叶尔羌河流域水沙运行调度与管理提供理论依据。

摘要： 黄河水资源的现代化利用,不仅要考虑流域内的经济社会发展需水,同时也要保证必要的河道生态环境水量。黄河下游的生态环境问题宛如顽疾,较为突出的是水沙不平衡现象,输沙是研究黄河生态环境不可逃避的问题。从黄河下游生态环境现状存在的问题出发,在生态环境需水计算中综合考虑鱼类生活、水沙冲淤、污染防治等方面的要求,对黄河下游花园口以下各个重要水文站进行了生态环境需水量的计算;最后,计算得到的生态环境流量区间可为水库群的优化调度研究提供数据支撑。

摘要： 水库在给人类带来巨大效益的同时,也给天然河流带来新的影响,泥沙淤积就是其中之一。水库泥沙淤积,严重影响水库使用寿命,如果设计和使用不当,水库有完全淤废的可能。因此,如何通过水库优化设计和调度运用,使得水库有效库容得以长期保留,是在水库规划设计阶段就必须加以解决的技术问题。本文采用一维非均匀不平衡输沙数学模型,对新疆苏塘灌区的石门水库泥沙淤积问题展开研究,建立了石门水库泥沙冲淤数学模型,并且依据石门水库坝址附近河段水文泥沙测验资料,初步分析了入库水沙特性,给出了各月的输沙率与流量关系,建议采用年均径流量3.08亿m^(3)和悬移质输沙量253万t作为入库水沙条件,设计了入库典型年水沙过程。

摘要： 乌江作为三峡入库水沙的重要控制站,水库拦沙对其流域输沙的影响,直接关系到三峡入库水沙条件的变化。为了系统掌握乌江流域水库拦沙情况,基于1956年以来流域内水库及实测水沙资料,采用经验公式、典型调查以及输沙平衡原理相结合的方法,对近60年不同阶段乌江流域的水库拦沙情况以及水库建设对乌江流域减沙贡献权重进行了定量研究。结果表明:1956~2015年,乌江流域水库年均拦沙1347万t,大型水库拦沙量占总拦沙量的83%,其中1956~1990、1991~2005、2006~2015年水库拦沙对乌江武隆站的减沙权重分别为14%、45%和72%,可见水库拦沙作用逐步增强;1991~2005年对武隆站减沙造成影响的主要分布在乌江中游的乌江渡和东风水库,2006~2015年则主要分布在乌江中下游干流的构皮滩、思林、沙陀和彭水等水库。

摘要： 黄河下游特殊的来水来沙条件和独特的地理环境使高村-艾山河段成为了典型的“驼峰”河段。利用黄河下游各水文站1990-2020年的水沙实测资料,重点分析了黄河下游花园口-高村、高村-艾山河段来水来沙情况和断面形态特征,并通过黄河下游不平衡输沙率公式,建立排沙比与河道来沙系数、河相系数之间的函数关系。结果表明:小浪底水库投入运行后黄河下游“驼峰”河段来沙量急剧减少。在此基础上构建了黄河下游排沙比与淤积量之间的数值关系,并进一步建立了排沙比与来沙系数、河相系数之间的幂函数公式,该公式可以根据黄河下游河道来水来沙条件和河道断面形态等参数更加准确地计算出下游各河段的冲淤变化情况。

摘要： 为明确黄河上游径流输沙时空变化及其驱动因素,采用Mann-Kendall趋势检验、BFAST检验、水沙关系曲线以及双累积曲线等方法,分析黄河上游兰州断面以上4个水文站1956—2017年径流输沙变化及其驱动因素。研究表明:黄河上游唐乃亥站的年径流输沙呈非显著减少趋势,贵德、循化和兰州站的年径流输沙均呈显著下降趋势,且径流输沙的减少量沿程增加,趋势更为显著。黄河上游水沙变化的突变年份发生在1968和1986年,佐证了上游大型水利工程的显著调控影响。河流径流量变化较为平缓,最大减幅为20%;输沙量变化较为强烈,1987—2017年贵德、循化和兰州站减幅均>70%。不同时段的水沙关系曲线表明,黄河上游各站点水沙关系于1986年后发生显著改变,河道输沙特性发生明显变化,河道输沙量明显减少。不同时段内人类活动对输沙量减少的贡献率均>98%,对径流量减少的贡献均>63%。结果表明:人类活动是黄河上游水沙变化的主要驱动因素,大规模的水土保持措施与水利工程能够有效拦蓄泥沙,调控径流、输沙关系。

摘要： 河流入海水体悬沙浓度的变化直接反映该流域人类活动和自然应力的影响。基于密西西比河塔伯特兰丁站长期水文资料,本文采用百分位法、Mann-Kendall法等统计方法对近40年密西西比河入海水体悬沙浓度进行分析,探究密西西比河通过“鸟足状”三角洲进入墨西哥湾的水体悬沙浓度变化过程及其可能影响因素。结果表明:(1)在1976-2015年期间,密西西比河入海水体悬沙浓度展现阶段性下降趋势,其中第一时期即1976-1987年期间,入海水体悬沙浓度相对较高,平均值为0.33 kg/m^(3);第二时期即1988-2015年期间,悬沙浓度较低且平均值为0.25 kg/m^(3)。(2)密西西比河日径流量与悬沙浓度之间的关系符合高斯分布。与1976-1987年相比,1988-2015年期间水沙关系曲线较为扁平,日均超过0.60 kg/m^(3)的高悬沙浓度事件明显减少。在低流量及起动流量阶段,悬沙浓度随着流量的增加而增加,在流量接近20000 m^(3)/s时,悬沙浓度达到最大值,流量高于20000 m^(3)/s后,悬沙浓度反而随着流量增加而减小。同时,密西西比河月均水沙关系在1976-1987年期间呈双绳套样,1988-2015年期间则呈现“先沙后水”的顺时针单一型绳套样。(3)分洪工程建设及土壤保持措施是影响密西西比河入海水体悬沙浓度的主要原因。其中,工程建设减少了河道沿程沉积物物源,土壤保持措施使土地侵蚀减少,从而使得悬沙浓度保持较低水平。此外,极端水文事件对密西西比河入海悬沙浓度的影响较小。

摘要： 长江上游河段尤其是江源地区,河道的水沙来源及成分组成较多,包括降雨、冰川、融雪和地下水等,了解其构成及输移过程的时空变化对长江上游河道的水资源利用具有重要意义.本文采用水沙输移观测数据的时空分析及水沙关系拟合参数的变化分析长江上游水沙资源分布特点.研究表明,长江源区河道在受降雨引起的场次洪水影响较明显,且输沙存在流量阈值的现象;河道输沙受水库拦沙作用下,水沙关系拟合系数也随之减小,表明输沙过程更集中,受洪水脉冲的影响减小.

摘要： 近年来,不和谐的水沙关系导致宁蒙河段泥沙淤积严重,尤其内蒙古河段在干、支流均形成地上悬河,安全隐患尤为突出.针对水沙关系的复杂性,本文提出了一种新的变异诊断方法—变步长滑动相关系数法来诊断宁蒙河段水沙关系的变异特征;通过研究年径流量与年输沙量两个序列相关系数的变化规律,得到宁蒙河段水沙序列的变异点为1964年和1992年,且宁蒙河段各站变异情况具有高度的一致性.以相关系数数值范围和变幅程度为分析指标,阐明了水利工程对下游水沙关系的影响是从上到下逐渐减弱的.最后,对变异点进行归因分析.结果表明:黄河上游水利工程调水、发电改变了水流过程,直接体现在夏季大小洪峰数量急剧减少,对下游是累积影响,结合1964年和1992年的非常水文事件,宁蒙河段水沙关系产生了质的改变导致变异.研究成果表明该方法对于揭示水沙规律具有借鉴意义和应用价值.

摘要： 在古代,中国的自然科学技术发展是走在当时世界的前列的,其中就包括水文科学技术.中国古代有着悠久的历史丰富的文献史料,在这些古代文献史籍中分散着极为丰富的、内容十分广泛的有关水文科技和水文现象的记载.本文就目前己看到的部分文献中有关水文科技方面的记载,对古代水文科学及水文科学技术的发展作进一步的研究探索,论述中国古代水文科学在水文循环、水位观测、雨量观测、水情预报、河流泥沙和水沙关系等方面做出的独特的成就和贡献.

摘要： 本文从建立水沙频率分布曲线入手,分析了黄河中游的水沙频率之间的关系,给出了一定泥沙频率条件下所对应的洪水发生的频率范围,对年径流量和输沙量的组合进行了量化,并对1965～2002年的水沙组合进行了确定,最后提出了有待于进一步研究的问题。

摘要： 本文从建立水沙频率分布曲线入手,分析了黄河中游的水沙频率之间的关系,给出了一定泥沙频率条件下所对应的洪水发生的频率范围,对年径流量和输沙量的组合进行了量化,并对1965～2002年的水沙组合进行了确定,最后提出了有待于进一步研究的问题.

摘要： 2004年2月在北京召开了黄河下游治理方略高层专家研讨会，与会专家认为：黄河下游干流堤防50余年伏秋大汛不决口，为下游争取了50余年安全发展的机遇，这是一个了不起的成绩。但是同时必须看到这50多年里黄河下游的水沙关系、防洪形势、河道演变规律都发生了很大变化。本文介绍了黄河下游游荡性河道整治问题，分析了河南黄河下游滩区治理问题，探讨了高村至孙口过渡性河段问题。

摘要： 作者觉得黄河的治理难度大，难就难在两个问题上，一个就是我们对黄河的水流、泥沙、水文和水沙关系，由于其复杂性，目前还不能完全掌握它们的规律：有些我们心中有数，有些我们心中还没有数，有些在我们心中只有模模糊糊的数，这是第一个难。第二个难难在哪儿呢?那就是我们发展经济与河流本身的承受能力之间产生了尖锐的矛盾，我们发展需要水，但是黄河提供不了那么多水，所以产生了很多的问题。本文介绍了关于黄河流域年径流及其演变规律问题，阐述了黄河流域经济社会可持续发展的用水问题，分析了人类活动对洪水的影响问题，浅谈治河方略的一些想法。

摘要： 本发明提供了一种水库水沙预测模型训练、水库水沙预测方法及装置，其中，水库水沙预测模型训练方法包括：获取入库水流数据；将入库水流数据输入预先建立的数学模型，得到目标区域的水沙数据，数学模型采用历史实测数据建立，历史实测数据包括水流流入数据和沿程水沙数据，水流流入数据通过上游水流流入观测站点获取，沿程水沙数据通过下游观测站点获取；将入库水流数据和目标区域的水沙数据作为训练数据，通过训练数据对初始神经网络模型进行训练，得到目标区域的水沙预测模型。通过实施本发明可快速、及时地预测到任意目标区域的水沙数据，对水库的实时、精细调度提供重要参考。

摘要： 本发明公开一种融合人工神经网络与水沙传输机制的河道水沙冲淤演变模拟方法,是以河段蓄水量、冲淤量、上边界含沙量和上边界流量作为输入因子，以河段下边界流量、下边界含沙量作为输出因子，对M个河段构建M个神经网络模型；对M个河段神经网络模型训练；用训练好河段神经网络模型计算河段下边界流量和含沙量：基于水流连续方程和泥沙连续方程，利用各个河段上边界流量和含沙量及下边界流量和含沙量，在ΔT时间范围内计算各个河段的蓄水变化量和冲淤变化量，并计算ΔT时间后各个河段蓄水量和冲淤量。本发明采用人工神经网络技术，融合河道水沙传输机制，对神经网络模型赋予实际物理意义，实现河道冲淤演变快速智能模拟。

摘要： 本发明提供了一种水库水沙预测模型训练、水库水沙预测方法及装置，其中，水库水沙预测模型训练方法包括：获取入库水流数据；将入库水流数据输入预先建立的数学模型，得到目标区域的水沙数据，数学模型采用历史实测数据建立，历史实测数据包括水流流入数据和沿程水沙数据，水流流入数据通过上游水流流入观测站点获取，沿程水沙数据通过下游观测站点获取；将入库水流数据和目标区域的水沙数据作为训练数据，通过训练数据对初始神经网络模型进行训练，得到目标区域的水沙预测模型。通过实施本发明可快速、及时地预测到任意目标区域的水沙数据，对水库的实时、精细调度提供重要参考。

摘要： 本发明公开一种融合人工神经网络与水沙传输机制的河道水沙冲淤演变模拟方法,是以河段蓄水量、冲淤量、上边界含沙量和上边界流量作为输入因子，以河段下边界流量、下边界含沙量作为输出因子，对M个河段构建M个神经网络模型；对M个河段神经网络模型训练；用训练好河段神经网络模型计算河段下边界流量和含沙量：基于水流连续方程和泥沙连续方程，利用各个河段上边界流量和含沙量及下边界流量和含沙量，在ΔT时间范围内计算各个河段的蓄水变化量和冲淤变化量，并计算ΔT时间后各个河段蓄水量和冲淤量。本发明采用人工神经网络技术，融合河道水沙传输机制，对神经网络模型赋予实际物理意义，实现河道冲淤演变快速智能模拟。

摘要： 本发明涉及一种河口水道水沙运动实验模拟系统，包括固定测船，固定测船上安装声学多普勒海流剖面仪，光学背散射传感器以及湍流剖面仪进行同步测量，在船上以预设速度向下释放测量仪器，以预设空间分辨率进行小时间隔的测量；声学多普勒海流剖面仪获得流速和水深，光学背散射传感器测量水体温度、盐度、浑浊度，湍流剖面仪进行微尺度的流速剪切、雷诺剪切应力，湍流参数的观测与计算。同时还公开了上述河口水道水沙运动测量系统。上述技术方案能够对深水航道环流运动及泥沙卷扬、输运、捕集、沉降、淤积受水道地形变化影响的作用过程和影响机制进行深入研究丰富完善河口泥沙动力学及其相关作用机制方面的认识。

摘要： 本申请公开了一种水沙界面判断模块及河口海岸物理模型水下地形测量装置，该模块包括：探头单元，包括导光单元与收光单元，所述导光单元与收光单元相对侧的侧面均开有通光孔；光电接收处理单元，包括发光二极管、三极管、电压比较模块、数模转换模块、数字显示面板和精密可调电阻，调节所述精密可调电阻，调整所述发光二极管的发光强度，所述发光二极管发光经光纤传送至所述导光单元后被所述收光单元接收，接收的光经光纤送至所述三极管，所述数模转换模块将所述三极管的阻值变化转化为数字量，数字显示面板显示通光量数值，所述电压比较模块判断实际通光量与通光量阈值大小，当实际通光量低于通光量阈值时，电压比较模块输出高电平的开关量信号。

摘要： 本发明涉及工程计算水动力学领域的一种旋转水沙条件下水泵过流部件母材的壁面磨蚀率确定方法。主要包括：考虑旋转水沙带来的壁面冲击效应的影响，引入壁面冲击强度系数、壁面冲击惯性系数、壁面冲击迎角系数；考虑特定水泵过流部件母材下的壁面损失效应，引入专用壁面损失系数；结合旋转水沙两相流数据得到一种专门适用于旋转水沙条件下水泵常用母材的壁面磨蚀率经验公式。本发明适用于水泵过流部件常用母材的磨蚀程度评价，具有操作简单、计算准确等优点，能避免现有方法对水泵过流部件常用母材磨蚀预测偏差大、精度低的问题，为旋转水沙条件下水泵过流部件母材的壁面磨蚀率的工程计算提供了新思路。

摘要： 本发明公开一种滩涂水沙动力环境综合观测装置，包括：不锈钢透水结构框架、多普勒海流计、浊度仪和温深仪；不锈钢透水结构框架由4根不锈钢架、中间圆框架和底座圆框架焊接组成；其中，在不锈钢透水结构框架的顶部焊接圆环，所述圆环连接第一绳索，第一绳索连接多普勒海流计；第一C型环抱卡箍和第二C型环抱卡箍的一端分别焊接在不锈钢透水结构框架上，且位于中间圆框架和底座圆框架中间；第一C型环抱卡箍的另一端连接浊度仪，第二C型环抱卡箍的另一端连接温深仪。采用本发明的技术方案，实现无人值守的全天候海流、温度和浊度观测，基本实现无盲区滩涂海域数据获取，可在常规和极端海况条件下获取数据。

摘要： 本申请涉及水沙分布计算技术领域，提供一种游荡型河道横断面水沙分布的非对称性计算方法，该方法包括：根据河道断面的实测地形数据，以平滩流量下河道横断面的中心线为轴，将河道横断面划分为两部分；基于构建的水沙横向分布模型，得到河道横断面的预先划分的两个部分的水沙因子；根据河道横断面的两个部分的水沙因子，得到河道横断面水沙分布的非对称性指标，从而定量描述了有限控制边界条件下河道横断面水沙因子沿横向分布的变化规律，该计算方法不受地域和地形因素的局限，可以广泛推广使用。

摘要： 本发明提供一种河流水沙调节影响下河水地下水相互转化滞后响应时间的确定方法。该方法包括：步骤1：收集与处理河流与地下水数据；步骤2：基于极端随机树模型确定影响河道外地下水位变化的主要水沙因素；步骤3：对原始DNLM模型进行驯化，利用驯化后模型分析得到地下水位对河流主要水沙因素的滞后响应时间。本发明不但可以量化河水地下水相互转化的滞后响应时间，亦可以提高模拟效率、减少实施成本、快速处理数据。