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湿周法估算河道内最小生态需水量——以滦河水系为例 总被引：2，自引：0，他引：2
湿周法是以湿周作为衡量栖息地质量的指标来估算河道内流量的最小值。通过建立河道断面湿周与流量的关系曲线,依据该曲线确定变化点的位置,估算最小需水量的推荐值。根据国外对湿周法的研究应用,分别采用对数函数和幂函数关系对湿周—流量关系进行拟合。从理论上分析了湿周法采用斜率为1法和曲率最大法确定变化点的不同,得到不论采用对数函数还是幂函数关系拟合流量—湿周关系,斜率为1法的估算结果都要大于曲率最大法的估算结果。把湿周法应用到滦河流域两个水文站,以曲率最大法确定变化点,估算了两个站点的最小生态需水量。结果表明：①对数函数拟合流量－湿周关系得到的最小生态需水量都要大于幂函数拟合流量－湿周关系的结果;②湿周法估算的生态需水量都能满足河道内最小生态需水的要求,且较小河流对生态需水量的要求相对较大河流更高。 相似文献
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作为北京市母亲河的永定河自上个世纪80年代以来三家店以下一直处于断流,河床裸露、河道两岸土地沙化严重,是北京春季沙尘天气的主要沙源之一,由于地下水超采严重,加之无水补给地下水,使得北京西部地区第四纪地下水已经基本枯竭,永定河的生态系统已经受到严重破坏。要想恢复或治理受损的河道生态环境,作为生态系统中最活跃最重要的水分多少要先算清楚。本文采用湿周法计算了永定河官厅水库下游三个控制断面(官厅水库(坝下)、雁翅、卢沟桥)的河道内生态需水流量,计算结果为:官厅水库(坝下)站的河道内流量为3.7m~3 s~(-1)。(平水年P=50%,1978年),占年平均流量的20.7%,雁翅站的河道内流量为4.1m~3 s~(-1)(平水年P=50%,1981年),占年平均流量的20.1%,卢沟桥站的河道内流量为1.3m~3 s~(-1)(平水年P=50%,1978年),占年平均流量的22.1%。若能按照计算的流量来补充河道水量,即可使永定河恢复其基本的生态功能,按照Tennant法的标准,基本能使当地的河道生态系统处于较为良好的状态。 相似文献
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基于1960－2016年东平水道三水、紫洞、澜石、浮标厂月均潮差、余水位数据及三水、马口站月均流量数据,以1993年三水－马口分流比突变为切入口,探讨余水位坡度及潮波衰减率等径－潮动力改变下,东平水道水面线与余水位曲率的时空演变特征及其影响因素。结果表明：东平水道在1993年三水分流比剧增之后,1）余水位坡度或潮波衰减率与流量的双累积曲线斜率下降,即余水位坡度或潮波衰减率对流量的依赖性减弱;2）东平水道水面坡度整体下降且上游（紫洞－三水河段）降幅最大,不同季节坡度的变化率介于-67%~-4%,水面线由下凹转为上凸,即曲率由正转负。同时,曲率波动幅度明显减弱,1993年前曲率波动介于2×10-10~5.48×10-10,而1993年后波动介于-0.9×10-10~-0.07×10-10。上述曲率变化在冬季较夏季显著;3）上述水面线异变的主要原因为,东平水道中上游河道挖沙导致河床地形大幅下切、水位下降、来水量增大,且同时期的航道疏浚加剧这一变化;下游主要受滩涂围垦影响,河道淤浅。以上地形变化导致河道中游径、潮流量增大,径－潮双向顶托使水面线转变为上凸型。受北江上游飞来峡水库调蓄影响以及过水断面宽深比、海平面变化等季节性调节作用,东平水道冬季水面线及曲率变化较夏季显著。 相似文献
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低空遥感无人机影像反演河道流量 总被引：5，自引：1，他引：4
河道流量在维持水圈系统稳定性、估算国家水能资源可开发量等方面具有重要作用。卫星遥感受其分辨率限制很难准确反演中小河流流量,近地面遥感流量计算方法及传统水文测流方法技术复杂、设备昂贵、测算效率低,限制了其在无资料区、灾害突发事件非接触式应急监测等方面的广泛应用。为此,在充分吸收国内外遥感反演河道流量方法优点的基础上,基于低空遥感无人机（UAV）影像,提出了一种适用于各类尺度河流的高效、非接触、简易快速反演河道流量的方法。该方法提供了有、无地面实测大断面两类情况下流量反演途径,通过无人机影像生成点云和表面高程（DSM）,基于点云和DSM获取水面宽、糙率、水面比降以及水上大断面信息,采用水力学方法计算河道流量。并根据地面336组野外站点实测数据验证了方法的精度,进一步分析了无地面实测大断面情况下的流量计算误差。结果表明,反演流量在高值区略高于实测流量,可以满足灾害应急监测流量精度需求（R 2= 0.997,RMSE = 4.55 m 3/s）;无地面实测大断面资料而进行概化时,流量计算误差随水位升高、河宽增大而减小,最大累积误差为最大过水流量的8.28%,误差主要来自于水位低、河宽小、流量小的过水断面底部。考虑到研究区大断面多样性受限,而人类活动影响下的河底断面复杂多样,未来尚需进一步研究提高近河底处大断面概化精度,以提高无地面实测大断面情况下的流量反演精度。本文利用无人机遥感影像反演河道流量的思路可为灾害应急监测提供快速流量监测的新途径,也可为无资料地区遥感水文测站的建立提供重要参考依据。 相似文献
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塔里木河下游生态需水估算 总被引：6，自引：0，他引：6
量化生态需水是流域水权分配的重要依据。以塔里木河下游大西海子水库至尾闾台特玛湖段为研究区,借助湿周法计算了该段河道内最小生态需水量,并基于2009年和2010年河段地下水分布特征,计算沿线河道两岸各1 km范围地下水恢复至目标埋深(5～4 m)的地下水恢复量,采用潜水蒸发法和面积定额法估算了沿线天然植被生态需水量。结果表明：（1）塔里木河下游大西海子-台特玛湖河道内年最小生态需水量为1.455×108 m3;（2）以5年为恢复期限,确定该河段地下水埋深恢复至5～4 m的年恢复需水量为0.608×108～1.466×108 m3;（3）取潜水蒸发法和面积定额法计算结果均值,确定研究区天然植被生态需水量为1.042×108 m3;（4）综合考虑,塔里木河下游大西海子-台特玛湖年生态需水总量为3.105×108～3.963×108 m3。 相似文献
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采用置信域模型研究了空间点元的位置不确定性;基于误差传播定理,估算了由于空间点元位置不确定性而引起的空间距离不确定性及空间三角形面积不确定性;采用蒙特卡罗法在CAD平台上模拟点元概率密度分布的基础上,统计并验证了空间两点间距离不确定性及空间三角形的面积不确定性的正确性。相关研究为空间点元应用过程中产生的不确定性评估提供了理论依据,为工程质量验收提供定量化标准。 相似文献
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针对缺乏大比例尺地形图和历史灾害资料记录的地区,提出一种沟谷型泥石流淤积范围划分新方法。方法假定峰值流量时泥石流形成最大淤积范围,泥石流纵向淤积远端为堆积扇前缘。泥石流沟口过流断面最大平均流深(h0)被假定为堆积扇上其他过流断面的特定流深,h_0由峰值流量和沟口断面参数估算得到。利用堆积扇地形图,在相邻两条等高线间获得由h0确定的泥石流特征过流断面的位置和宽度,并对弯道处的特征过流断面宽度进行弯道超高修正。根据堆积扇上特征过流断面的分布确定泥石流淤积范围。3条泥石流案例用于方法验证,结果表明方法划定的淤积范围与实际淤积范围较一致,堆积扇上房屋的阻挡和局部相对平坦的地形是误差产生的主要原因。该方法具有操作简单、快速、客观、可重复的特点。 相似文献
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河道糙率系数变化对全新世古洪水流量计算的影响研究 总被引：2，自引：0，他引：2
洪水流量计算中河道糙率是一个重要的灵敏度参数。以汉江上游郧县尚家河台地前沿记录的四期古洪水流量计算为例,研究河道糙率系数在比降-面积法和HEC-RAS模型中对古洪水流量计算结果的影响。结果表明：其他水文参数一定时,河道糙率系数以±15%变幅,比降-面积法重建的古洪水流量变幅在-13.04%～17.65%,HEC-RAS模型计算的流量变幅在-4.32%～4.57%;若河道糙率系数以±25%变幅,比降-面积法和HEC-RAS模型计算的流量变幅分别为-20%～33.33%和-7.79%～9.18%,说明采用HEC-RAS模型重建古洪水流量,可减少河道糙率系数对计算结果的影响,使古洪水流量计算结果更为可靠。此外,假定其他参数不变,主河槽和左、右岸糙率系数依次变幅±25%,主河槽糙率系数变化对流量计算结果影响最大,说明洪水流量计算时应准确选取主河槽的糙率系数。该结果对水利工程建设具有重要的现实意义。 相似文献
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宁蒙段河道过流能力过低是威胁黄河上游洪凌安全的关键因素,也是宁蒙河段水沙调控的重要影响因素。通过水位-流量关系曲线法确定了过流能力,对现状过流能力与历史过流能力进行对比分析,探讨了造成宁蒙河段河道过流能力过低的原因。结果显示：宁蒙河段自建站以来有剧烈的河床抬高和过流能力下降现象;宁蒙河段各断面的现状过流能力由5 200~6 200m3·s-1降至1 500~2 200m3·s-1,部分断面超过1 500m3·s-1就会导致漫滩,过流能力大大降低。提出建设标准化堤防,提高宁蒙河段河道的过流能力;以标准化堤防为前提获得了宁蒙河段各断面的最大过流能力。 相似文献
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黄河下游河道断面形态参数变化及其水沙过程响应 总被引：1，自引：0，他引：1
基于1965—2015年黄河下游花园口、高村、泺口站的逐年水文和汛前河道断面的实测资料，分析了河道断面形态参数（河道断面面积，河道宽深比等）的变化，以及对河道断面形态与来水来沙间的关系做出定量化分析。结果表明：主槽断面形态参数与水沙搭配以及前期断面形态密切相关，沿程3个断面形态参数调整方式存在显著差异。河宽调整幅度沿程减小，辫状河段变幅最大，尤其在1986—1999年，辫状河段萎缩程度最为严重，其次为弯曲河段，顺直河段横向调整幅度最小。受到前期断面形态的影响，辫状河段河道断面调整方式既有横向展宽（萎缩）又有垂直加深（淤积）；弯曲河段河道宽深比与流量呈较弱的正相关关系，具有横向和垂向的调整方式；而顺直河段的宽深比与流量呈负相关关系，与来沙系数呈正相关关系，河道以垂直加深（淤积）为主。 相似文献
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1 Introduction With a long term of increasing water demand by industry, agriculture and domestic use along the rivers since the 20th century all over the world, the contradiction between the rational water use and water (ecological) environmental protect… 相似文献
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Under the assumptions of triangular cross section channel and uniform stable flow, an analytical solution of the minimum ecological in-stream flow requirement (MEIFR) is deduced. Based on the analytical solution, the uncertainty of the wetted perimeter method is analyzed by comparing the two techniques for the determination of the critical point on the relationship curve between wetted perimeter, P and discharge, Q. It is clearly shown that the results of MEIFR based on curvature technique (corresponding to the maximum curvature) and slope technique (slope being 1) are significantly different. On the P-Q curve, the slope of the critical point with the maximum curvature is 0.39 and the MEIFR varied prominently with the change of the slope threshold. This indicates that if a certain value of the slope threshold is not available for slope technique, curvature technique may be a better choice. By applying the analytical solution of MEIFR in the losing rivers of the Western Route South-to-North Water Transfer Project in China, the MEIFR value via curvature technique is 2.5%-23.7% of the multi-year average annual discharge, while that for slope technique is 11%-105.7%. General conclusions would rely on the more detailed research for all kinds of cross-sections. 相似文献
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Expressing the rate of energy dissipation either within a basin or in a downstream manner is important in understanding occurrence and association between various morphological variables. This study focuses on the downstream variation in stream power and its relationship with morphological variates along the main channel of River Ona, Ibadan, Nigeria. River Ona stretches for 20.5 km downstream of Eleyele Dam. Twenty‐seven (27) points were sampled along this stretch. The 27 points were averaged into nine (9) reaches. At each cross‐section, channel characteristics were observed and measured. These include: width (W), depth (D), velocity (V), slope (S), Cross‐sectional area (A), discharge (Q), total stream power (TSP), specific stream power (SSP), width‐depth ratio (W/D), hydraulic radius (R) and wetted perimeter (P). This study confirmed that the influence of a dam present upstream of a river channel significantly alters the behaviour of slope and this in essence affects the distribution of energy along the river channel. Slope produces a logarithmic relationship with increasing distance downstream (Y = ‐32.79‐0.70InS, r = 0.70, r2 = 0.49, p < 0.05) while there was no significant relationship between Q and distance downstream. 相似文献
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围绕黄河上游沙漠宽谷河段“多大流量能冲动多大含沙量的泥沙”、“不同流量能冲走多少泥沙”两个关键问题,对沙漠宽谷河段的水沙阈值展开深入研究。通过分析各断面历年水量、沙量变化过程,揭示了沙漠宽谷河段各区间河段的冲淤规律,得到不同区间河段、不同含沙量情况下的水沙阈值系列。基于水量平衡原理与输沙量平衡原理,分析各断面冲沙输沙流量、含沙量与输沙量之间的关系,建立场次洪水的河道输沙量计算模型,量化水量与沙量的转化效果。通过实例计算,不考虑沙漠宽谷河段水沙调控时,头道拐站的输沙量为0.124×108 t,沙漠宽谷河段的冲刷量为0.0527×108 t,考虑水沙调控时,输沙量增加近4倍。水沙调控显著改善了沙漠宽谷河道的水沙关系,冲刷了河槽,验证了水沙阈值及输沙量计算的准确性和可靠性。 相似文献
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基于GIS的斜坡单元划分方法改进与实现 总被引：5，自引：0，他引：5
斜坡单元已广泛应用于滑坡易发性制图和地质灾害评价。然而在山间盆地或大型宽谷处,常规方法划分出的斜坡单元与地貌背景难以匹配。依据高程及其衍生变量的基本形态系统和曲率的流域分割原理,基于ArcGIS技术,通过叠加曲率和反转曲率的流域边界,改进了斜坡单元划分方法。结果表明：与常规方法相比,改进方法不仅能够使用山脊线和山谷线以划分斜坡单元,还能利用台地边界和宽谷边界以分割水平地表与倾斜地表;划分出的单元大小相对均匀,单元形状总体介于圆形和正三角形之间。对于水平成分较多的地区,如黄土塬区和水库库区,该方法与传统方法相比,具有较好的应用前景。 相似文献
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不同坡面植被空间布局对坡沟系统产流产沙影响的实验 总被引：5，自引：0，他引：5
植被在有效控制水土流失、改善生态环境中具有重要作用。为探讨坡面不同植被覆盖度、不同植被空间布局对坡沟系统侵蚀产沙的影响,以4 m长坡面(坡度为20°)和3 m长沟坡(坡度为50°)组成的坡沟系统为研究对象,采用不同放水流量(3.2 L/min、5.2 L/min)的放水冲刷实验,研究了不同放水流量、不同植被覆盖度、不同植被布设部位对坡-沟系统及沟坡侵蚀产沙的影响。结果表明,在实验条件下,不同植被布设部位在相同放水流量、相同植被覆盖度条件下对坡沟系统侵蚀产沙有明显影响,而对产流量无明显影响;沟坡部分侵蚀产沙量不随坡面植被覆盖度的增大而减小,相反呈增大趋势。说明在实验条件下,对坡沟系统而言,仅在坡面部分布设植被,尽管能在一定程度上减少坡沟系统侵蚀产沙,但并不能有效减小沟坡部分的侵蚀产沙,甚至引起沟坡部分侵蚀产沙的增大。因此,水土流失治理过程中采取有效措施进行坡沟兼治将是减少水土流失的有效手段。 相似文献
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Ross A. Sutherland 《自然地理学》2013,34(1):75-93
This study determines the spatial and temporal variability of in-channel storage within a small semiarid drainage basin in equatorial East Africa, and establishes a tentative sediment budget for coarse (>200 μm) in-channel sediments. Detailed measurements of in-channel sediment storage (mass) within third and fourth-order ephemeral channels were obtained using channel-pit excavations and probing with metal rods. Eighty-seven monumented cross-sections were established in February 1986 and resurveyed in December 1986, following the last runoff event of the year. These provided data on change in sediment storage on a 30-m channel reach basis. In addition, measurements of bankfull channel width, mean depth, cross-sectional area, wetted perimeter, hydraulic radius, channel slope and distance from the basin outlet were measured at each cross section. Total in-channel sediment storage was approximately 8640 t with 83% of this total stored within the Main (fourth-order) Channel. Stepwise multiple regression of In-transformed data indicated that bankfull channel width and distance from the outlet (which is strongly related with slope) were significantly related to in-channel storage. The variation in the ratio of stream power:critical power along the Main Channel may explain the distribution of in-channel sediments. Net aggradation of 50 to 60 t during 1986 was minor in relation to the total in-channel storage reservoir, but indicates that a static equilibrium condition cannot be assumed. Bedload output during 1986 was approximately 125 t, and the computed input of coarse sediments to the major channels within the basin was approximately 185 t. The sediment delivery ratio for the coarse material was approximately 68%, which indicates a relatively efficient transport system. [Key words: geomorphology, sediment budget, in-channel sediment storage, semiarid, drainage basin.] 相似文献
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黄土坡面细沟侵蚀过程的REE示踪 总被引：6，自引：0，他引：6
利用REE示踪技术探讨了坡面细沟侵蚀的发育过程。试验结果表明：在细沟发育过程中，各坡段细沟侵蚀量呈动态变化趋势；细沟发育过程可以分为起始、发展、稳定3个阶段，在不同阶段，侵蚀方式、发育特征迥异。总的看来，在坡顶部、上部、中部、下部4个坡段上，细沟发育过程中，坡面下部的侵蚀量较大。但随着放水流量的增加，坡面上部侵蚀量的比重增加。由于溯源侵蚀，最下部坡段的相对侵蚀量从92％减少到37％，呈显著下降趋势，其它3个坡段则分别从4．7％、0．25％、2．14％增加到29％、17％和23％。试验结果还表明，REE示踪法不仅可定量测定不同坡位的侵蚀量，还可以揭示冲刷过程中各坡位相对侵蚀量的变化趋势。 相似文献
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用强度折减法和FLAC^3D计算边坡的安全系数 总被引：4，自引：0，他引：4
对采用强度折减法和FLAC^3D计算边坡的安全系数问题进行了研究。对边坡破坏的判断标准、边坡滑面位置的确定及计算参数对安全系数计算结果的影响进行了分析。结果表明，用FLAC计算时，边坡的破坏可以通过节点最大不平衡力突变、节点最大速度突变、特定点位移的不收敛等特征进行判断，同时边坡破坏的滑面也可以由速度等值线图等方法表示出来。另外，通过分析发现，弹性常数、剪胀角等参数对安全系数计算结果的影响不大。 相似文献