关于水利工程中水文问题研究的探讨

本文结合笔者多年工作的实践经验,对目前我国水利工程中若干水文设计问题进行了研究与探讨,谨供大家作参考之用.     

金沙江流域降水径流特性初步分析

选用1964～1990年内金沙江上游和下游14个雨量站资料进行降水特征分析,结果表明:降水地区分布相当不均匀,年内主要集中分配在汛期6～9月,年际变化不大;选用金沙江干支流上4个控制站年径流系列进行特征分析,结果表明:径流深地区分布不均匀,年内分配不均匀,丰枯周期明显,年际变化不大。     

伊洛河流域基流分割及其时空变化特征

基流是径流中相对稳定的组成部分,是枯水期径流的主要来源。为探究伊洛河流域径流和基流的时空变化特征,本文通过比较SWAT（Soil and Water Assessment Tool）模型及Chapman法在伊洛河流域基流分割的适用性,选择最优基流分割方法,确定流域的基流过程,并采用Mann-Kendall检验法、年内分配指标和反距离加权插值法,分析径流、基流和基流指数（Baseflow index, BFI）的年际、年内变化和空间分布特征。结果表明：①通过黑石关站实测径流数据验证,SWAT模型在伊洛河流域的适用性较好,模拟基流比Chapman法更精确;②1964—2017年伊洛河流域径流、基流和BFI均呈显著下降趋势,但三者突变情况有所差异;径流和基流年内呈现“单峰型”分布,且具有明显的季节性和不均匀性的特点,基流迟滞效应显著;③径流、基流和BFI值在流域西部和中部相对较高,东部相对较低,整个地区90%以上的子流域年均BFI小于0.5。本文结果可为伊洛河流域水资源合理开发利用及生态环境保护提供参考。     

黄河源区径流变化模拟及未来趋势预估

黄河源区是黄河流域的重要组成部分,其径流变化影响着整个流域的水资源和生态系统安全。本文利用1976—2014年黄河源区径流、气象、数字高程模型DEM（Digital Elevation Model）、土地利用、土壤以及第六次国际耦合模式比较计划CMIP6（6^th Coupled Model Inter-comparison Project）中8个模式的3个未来情景（SSP126、SSP245和SSP585）气象数据,基于SWAT（Soil and Water Assessment Tool）水文模型,对黄河源区主要水文站的径流进行了模拟、未来预估和变化分析。研究表明：①SWAT模型对黄河源区历史径流模拟的适用性较好,径流模拟的不确定性较小,模拟值较接近于实测值。②参数敏感性分析表明27个与水文有关的参数都对径流模拟有一定的影响。其中,土壤蒸发补偿因子、湿润条件II下SCS（Soil Conservation Sevice）径流曲线数、浅层地下水径流系数的敏感性较强,径流受陆面蒸散发、下垫面和降水影响较大。③降水是影响未来径流的主要因素。在SSP126和SSP245两种未来情景下,吉迈、玛曲和唐乃亥3个水文站在2021—2100年的两个时期（2021—2060年和2061—2100年）年均流量均呈增加趋势;而在SSP585情景下,2021—2060年呈增加趋势,2061—2100年则呈减少趋势。相对于1976—2014年,未来近期（2021—2060年）唐乃亥和玛曲站年均流量在SSP585情景下增加幅度最低,SSP126情景下增加幅度最高;吉迈站在SSP245情景下增加幅度最高,SSP126情景下增加幅度最低;未来远期（2061—2100年）3个水文站除了吉迈站是在SSP126情景下增加幅度最低外,其余均是在SSP585情景下增加幅度最低,SSP245情景下增加幅度最高。研究结果可为黄河流域水资源管理、防洪蓄水和生态环境保护等提供科学依据与理论支撑。     

融雪径流对流域水环境的影响

大气污染加剧形成了大量的酸性降水,在冬季则以酸性雪的形式出现。酸性雪的出现引起了全世界对融雪径流对流域水环境影响的广泛关注。文章较为系统地论述了径流污染物的来源及其迁移富集特点,在此基础之上探讨了融雪径流对水流域环境的影响。     

城市快速路路面径流污染及其环境效应

在广州城市快速路代表性路段选择3个监测点开展路面径流监测．结果表明,广州城市快速路路面径流悬浮固体、化学需氧量和石油类等污染物浓度较高,氮、磷营养盐浓度较低;不同监测点路面径流污染浓度差异较大,主要受降雨特征、日交通量和道路周边土地利用等因素的影响．路面径流中的石油类、化学需氧量、五日化学需氧量、总氮、总磷、铅和锌等污柒物已超过我国地表水环境质量标准Ⅲ类标准限值,若不经处理直接排入地表水,则可能造成受纳水体的水质污染．城市快速路道路旁径流排水口附近的土壤已明显受路面径流污染的影响,表层土壤有碱化、养分含量增加和重金属积累的趋势,路面径流污染给道路沿线土壤带来潜在的土壤理化性质不平衡和重金属污染的威胁．     

上海市高架道路径流持久性有毒物质研究(英文)

对上海市高架道路17场降雨径流进行收集监测,分析了降雨径流中10种重金属和16种多环芳烃(PAHs)的浓度.结果表明:上海市高架道路径流中10种重金属As,Se,Zn,Pb,Ni,Fe,Mn,Cr,Cu和Al的浓度范围分别为0.50~51.80,0~20.80,13.67~445.80,0~44.20,0~15.80,39.58~264.20,0~253.00,0~8.20,0~124.20,159.83~536.40μg/L.其中,Se,Pb,Mn和Al浓度值超过了其对应的基准连续浓度,而Zn和Cu则超过了其所对应的基准最大浓度.径流中多环芳烃浓度值范围为37.25~114.57ng/L,均低于对应的基准连续浓度.Zn,Cu和PAHs表现出明显的初期冲刷效应.运用改进的内梅罗指数法对径流水质进行评价,发现8场降雨径流样品水质生物毒性极强,4场生物毒性较强,3场生物毒性一般,仅有2场生物毒性较弱.因此,城市高架道路径流对水生态系统具有较高的生态风险,需对其进行净化处理.     

路面清扫控制高速公路径流重金属污染效果的预测(英文)

以长深高速滨州段作为研究对象,分析路面清扫措施对高速公路径流污染的控制效果.通过现场取样分析公路径流中重金属Cu,Cd,Pb和Zn的出流规律,计算出径流中Cu,Pb和Zn的事件平均总浓度和溶解态浓度以及降雨前后路面颗粒物重金属吸附量的变化;同时利用清扫车进行现场清扫实验,获得不同清扫频率下路面清扫对颗粒物的去除率.结合径流污染特性和路面清扫结果建立径流污染控制效果预测公式,并对路面清扫控制径流污染的效果进行预测,结果表明,清扫频率为1次/周时,路面清扫对溶解态Cu,Pb和Zn的去除率分别可达47.93%,46.87%和44.21%.