HEC RAS模型在汉江上游郧县尚家河段全新世古洪水流量重建中的应用

以汉江上游郧县尚家河段含有4期全新世古洪水事件的沉积剖面为例，采用HEC RAS模型计算出这4期最大古洪水最大洪峰流量为45 550~61 750 m3/s，与比降法重建的古洪水洪峰流量结果相比，误差为158%~309%。同时，采用相同水文参数和模型，计算了剖面附近的2010年7月18日洪痕洪峰流量，与实测流量相比，误差为491%，说明重建古洪水洪峰流量时水文参数选择与洪峰流量计算结果是合理的，同时也表明利用HEC RAS模型在重建古洪水流量中简捷，可操作性强，其研究结果为古洪水水文学研究提供一种新的方法     

以北运河（北京段）为例模拟评估北京市“水十条”水质改善效果

基于MIKE11构建北运河(北京段)一维水质模型,以氨氮、COD为目标污染物,建立污染源与水质响应关系。以2013年为基准年,考虑不同人口疏解情景预测2020年北运河(北京段)流域人口,并结合北京市"水十条"设置减排情景方案,对2020年水质改善效果进行量化评估。模拟结果表明:北京市"水十条"可实现显著的水质改善效果,到2020年,在中人口疏解方案下,北运河氨氮、COD平均质量浓度相比2013年分别下降40.8%~77.7%、39.3%~59.7%。COD质量浓度可稳定达标,氨氮质量浓度离达标还有一定差距,但日浓度可稳定在8mg/L以下,基本消除了黑臭水体。     

北运河下游流域典型设施农田非点源污染负荷定量化研究

为定量研究北运河下游流域设施农业非点源污染负荷情况,选择北辰双街大棚葡萄示范园为研究对象,通过对降雨径流污染负荷模型(SCS模型,USLE模型,吸附态N、P污染负荷模型以及溶解态N、P污染负荷模型)和灌溉污染负荷模型(改进的输出系数法模型)进行研究与修正,对径流和灌溉过程进行模拟分析,估算大棚种植区的污染负荷.结果显示,研究区雨季吸附态N、P输出负荷分别为40.98和1.42 kg·a-1,溶解态N、P输出负荷分别为628.77和4.57 kg· a-1,灌溉期TN、TP、NH4+-N和NO3--N输出负荷分别为182.15、2.56、60.49和62.82kg·a-1.示例验证表明所建模型具有较好的模拟效果,可进一步推广应用.     

安宁河上游冷渍沟泥石流特征及其发展趋势

冷渍沟是安宁河上游左岸的一级支沟，沟内发育了一大型滑坡 碎屑流，为后续泥石流活动提供充足的松散物质来源。为了研究冷渍沟泥石流的危害特征，在野外调查和实地勘测的基础上，分析了泥石流的形成背景条件及其特征，探讨了泥石流的发展趋势，提出了相应的泥石流防治对策。研究表明，冷渍沟泥石流属于过渡性（亚粘性）高频大规模泥石流，泥石流成灾速度快，危害严重；百年一遇的泥石流容重为21 t/m3，五十年一遇的泥石流容重为20 t/m3，二十年一遇害泥石流容重为19 t/m3，相应的峰值流量分别为12768、8171和3818 m3/s。在常态下，冷渍沟泥石流的发生频率和规模会逐渐减小；但如果近期遭遇强震或者暴雨，一旦滑坡失稳堵塞沟道，将会暴发大规模泥石流，很容易堵断安宁河，对上下游造成严重危害。因此，建议在该流域布设必要的泥石流防治工程；同时加强对沟道两岸和滑坡稳定性监测，做好泥石流发生的监测预警工作     

长江上游流域大洪水天气分型特征分析

通过对1981~2012年24例长江上游流域大洪水过程进行普查,发现影响长江上游大洪水强降水过程的天气系统主要为:巴湖槽东移型、贝湖槽稳定型和东北冷槽型。采用统计、诊断及合成分析方法,对3种不同天气类型的大尺度环流背景、主要影响系统及致洪降水发生机理进行研究,并总结其特点及差异。结果表明:3种类型大洪水的洪水特征及降水特征各不相同,大尺度环流背景及天气系统也有所差异。副高及500hPa中高纬环流形势异常是导致强降水发生的直接因素,西南涡、冷暖式切变线及冷空气在不同的类型洪水降水中作用各不相同,异常气旋性环流场、水汽输送方向及水汽通量辐合区与强降水的位置密切相关。     

基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量研究——以北运河为例

针对水环境的随机不确定性,构建了基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量核算方法,并以北运河为实证案例对所建立的核算方法进行验证：利用贝叶斯公式,通过对水环境容量核算涉及的流量、流速、背景浓度、污染物综合衰减系数这4个参数和水环境容量本身5个随机变量的分布特征进行分析,最后得到水环境容量的概率分布.结果表明：北运河流域10个河段的水环境容量都服从瘦尾偏态分布,并且河段流量与长度对其分布影响最大;与传统设计条件下的确定性水环境容量相比较,不确定性水环境容量分布不仅能够体现前者的信息,并且利用各参数的随机性以及实际监测数据进一步对前者进行了“修正”,能够更为全面准确的描述水环境.     

汉江上游罗家滩剖面晚更新世以来沉积物粒度端元分析

通过对汉江上游旬阳段开展野外考察,在罗家滩（LJT）发现夹有古洪水滞流沉积层（slackwater deposits,SWD）的风成黄土-古土壤剖面。对采集的沉积学样品进行粒度分析,利用Gen.Weibull函数分布的参数化端元模型反演得出4个端元,结合吸湿水等环境替代指标分析,探讨了各个端元所指示的不同沉积动力环境和物质来源。结果表明：在黄土层和土壤层中,EM1代表的主要是沉积物沉积后在亚洲夏季风影响下,经历强烈风化成壤作用形成的次生黏土矿物组分;EM2代表高空西风和东亚冬季风翻越秦岭而搬运的远源细粉砂组分;EM3代表山谷风从河谷中分布的河流沉积物和坡积碎屑物中以低空短距离形式搬运而来的粉尘物质,并且受到后期气候变化控制下的淋溶作用影响;EM4则代表山谷风从近源的河流沉积物和坡积碎屑物中搬运而来的粗颗粒物质。在古洪水SWD层中,EM1、EM2和EM3主要来源于汉江上游暴雨洪水侵蚀搬运的河谷两岸分布的表层沉积物;而EM4则明确代表河流特大/大洪水环境下搬运沉积的粗颗粒悬移质泥沙。该成果能够为区域环境变化研究提供指导和借鉴。     

西江上游有色金属产业集聚区河流沉积物重金属空间分布特征与来源解析

为研究西江上游有色金属产业聚集区对河流沉积物环境的影响,在西江上游的刁江、龙江、融江和柳江四条河流选取12个采样点,分析测定了10种重金属元素（Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cr、Ni、Tl、Sb和Hg）在沉积物中的含量,采用相关分析、主成分分析、聚类分析和Pb同位素示踪技术剖析沉积物中重金属的分布特征与污染来源.结果表明:① 污染物含量方面,沉积物中w（As）、w（Pb）、w（Cd）、w（Ni）、w（Zn）、w（Cu）、w（Tl）、w（Hg）、w（Sb）、w（Cr）平均值分别为95.42、113.09、4.92、28.03、416.51、27.07、0.75、0.31、34.02、57.58 mg/kg,w（As）、w（Sb）、w（Zn）、w（Pb）和w（Cd）的变化较大,分异显著,受外来源影响较大.② 空间上,内梅罗指数结果显示,刁江沉积物中重金属污染程度最高,龙江次之,融江和柳江较低.③ 污染物来源方面,As、Pb、Cd、Zn、Cu和Sb具有同源性,与西江上游有色金属聚集区矿产开发有关,Ni、Tl、Hg和Cr具有同源性,与地质背景自然源因子有关;沉积物样品206Pb/207Pb变化范围为1.08~1.19,4条河流沉积物Pb同位素比值与大厂、车河矿石同位素比值接近程度依次为刁江、龙江、融江、柳江.Pb同位素示踪分析结果进一步验证了刁江和龙江沉积物中重金属主要受有色金属采选冶矿业活动影响,融江、柳江沉积物中重金属主要由地质背景自然源因子所致.      

基于3个生物评价指数的滦河上游水质评价研究

对滦河上游布设的10个监测站点分别于2012年和2015年进行了四次大型无脊椎底栖动物采样,并对其种类区系组成、密度及分布进行了统计分析.在基于大型无脊椎底栖动物进行水质评价的过程中,分别使用需氧有机体百分率、Shannon-Wiener生物多样性指数和BI生物指数对滦河上游的水质状况进行评价,并获得了基于三个指数的各站点的水质情况.在分析各站点的水质评价结果的一致性和差异性的基础上,对三个指数用于水质评价的可行性和合理性进行了讨论.     

黄河上游青海段水电站水库水质监测与评价

通过１９９０－１９９３年对黄河上游的龙羊峡，拉西瓦、尼那、公伯峡水电站水质监测。结果表明：化学污染较轻，水质良好。