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水科学进展

水科学进展

2024年01期

《水科学进展》是以水为论述主题、以推动水科学技术进步为办刊宗旨的学术期刊，水利部主管，南京水利科学研究院和中国水利学会主办，主编为水文学家张建云院士。

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论著 | 关于中国水达峰几个问题的讨论

论著 | 关于中国水达峰几个问题的讨论

摘要：用水演变态势与需求峰值事关经济社会发展、生态环境保护大局，直接影响国家水网规划布局和重大水利工程建设。本文在水达峰内涵解析的基础上，总结了水达峰的自然社会特征和内涵，阐明了水达峰与需水、用水、缺水之间的关系，深入分析了中国统计用水量出现拐点的现象以及造成这种现象的6种可能原因，指出目前尚不能得出中国用水需求已达峰的结论。通过与国际上发达国家水达峰时人均GDP、产业结构、城镇化率等主要指标对比
论著 | 水网布局下黄河流域应对极端枯水的关键科学问题

论著 | 水网布局下黄河流域应对极端枯水的关键科学问题

摘要：变化环境下极端气象水文事件频发，长江、黄河面临同枯风险。在国家水网建设背景下，为提高长江、黄河同枯的极端不利情景下黄河流域水资源安全保障能力，本文分析了长江、黄河两大流域水资源安全面临的现实问题，识别了变化环境下大型流域枯水遭遇—水危机形成—跨流域调水潜力—多线路成网互济—极端枯水下水资源安全保障中亟需破解的关键科学问题，构建了水网布局下黄河流域应对极端枯水的总体研究框架，提出该领域重点研究
论著 | 基于多源数据的长江流域1982—2022年骤旱事件时空演变

论著 | 基于多源数据的长江流域1982—2022年骤旱事件时空演变

摘要：骤发性干旱（简称骤旱）是一种突发性高且强度大的极端干旱现象，会对农业生产和生态系统构成严重威胁。近年来，长江流域骤旱频发，然而其骤旱时空演变格局及规律尚不明晰。本研究基于GLEAM、GLDAS和ERA5-Land数据，以标准化蒸发胁迫比及其变化值作为识别指标，开展1982—2022年长江流域骤旱识别，全面分析长江流域骤旱空间分布和时间演变特征;并鉴于2022年旱情的严重性和特殊性，重点分析该
论著 | 基于精细化空间格局的城市承灾体脆弱性评估

论著 | 基于精细化空间格局的城市承灾体脆弱性评估

摘要：针对目前流域内部跨行政区单元空间精细化模拟并用于评估城市洪涝灾害工作的空白，本文着重聚焦精细化经济指标空间分布并将多源数据融合，构建了基于精细化空间格局的城市承灾体脆弱性评估体系，量化了深圳河流域脆弱性等级。研究结果表明：单一数据不足以准确模拟流域GDP密度，结合多源数据是进行GDP空间精细化更加有效的办法;深圳河流域GDP密度与第二、三产业空间化结果显示出高度一致性，产值密度最高达617
论著 | 顾及分类与定量误差订正的数值预报降水统计后处理方法

论著 | 顾及分类与定量误差订正的数值预报降水统计后处理方法

摘要：采用统计后处理方法的数值预报降水是延长水文预报有效预见期的重要途径，已有统计后处理方法不能同时订正预报降水的分类和定量误差，且对预报降水有效预见期的影响关注不足。提出耦合经验分位数映射模型（EQM）和伯努利-元高斯模型（BMGD）的统计后处理方法EQM-BMGD，建立用于有效预见期评价的综合精度指标，应用于汉江流域。研究结果表明：EQM-BMGD集成了2种单一方法的优势，并输出了更高精度的预
论著 | 基于深度学习的点云分割与洪水风险模拟方法

论著 | 基于深度学习的点云分割与洪水风险模拟方法

摘要：传统的洪水风险分析方法由于计算时长、数据不足和难以适应地形变化等，限制其在快速应急响应中的应用，亟需对大场景洪水进行快速预测建模与分析。本文推出一种融合大场景点云分割与深度学习的洪水风险快速模拟方法，通过数据采集与预处理、点云分割、重建数字高程模型和水动力学模拟，在中国南水北调工程的局部地区进行实证研究。结果表明，提取原始地面特征的平均交并比和总体分类精度分别高达70.8%和88.7%，洪水
论著 | 基于多源数据的山区小流域降水融合模型

论著 | 基于多源数据的山区小流域降水融合模型

摘要：为准确获取山区小流域的降水空间分布及其资源量，采用Kriging插值法对低分辨率卫星数据进行空间降尺度处理，通过长短期记忆网络（Long Short-Term Memory，LSTM）将局部卫星与观测数据进行降水融合，引入前期降水信息加强卫星与观测降水之间的时间相关性，并利用该模型进行流域降水空间分布估计。结果表明：从空间分布来看，融合模型对暴雨中心位置的捕捉更加精确;从降水量来看，所提模型
论著 | 三峡水库运行后汉口—九江河段水位变化特征及成因

论著 | 三峡水库运行后汉口—九江河段水位变化特征及成因

摘要：大型水库的修建引起坝下游的水位调整，进而对河势、航运、防洪及生态等产生显著影响。为探究汉口—九江河段水位变化特征及成因，采用M-K分析法分析1988—2022年汉口、黄石港和九江站的水位变化趋势，并使用基于距平残差的水位变幅分析方法和一维水动力模型，分析河道冲淤、下游水位和阻力变化对不同特征流量下水位变化的影响。研究结果表明：① 三峡成库前，除九江站枯水位呈显著性下降趋势，各级流量下的水位均
论著 | 长江中游通江湖泊对干流顶托作用变化规律

论著 | 长江中游通江湖泊对干流顶托作用变化规律

摘要：长江中游通江湖泊（洞庭湖和鄱阳湖）对干流的顶托作用直接关系到区域防洪安全。通过构造支流顶托强度指标并结合Copula函数，分析三峡水库蓄水前后两湖出流对长江干流顶托强度的变化和异同，讨论干支流流量分布和地形变化对两湖顶托强度变化的贡献。研究结果表明：① 三峡水库蓄水后，对干流顶托强度变化方面，汛期洞庭湖变化不大、鄱阳湖明显减弱;枯水期洞庭湖略有增强、鄱阳湖变化不大。② 干支流流量分布导致的汇
论著 | 三峡水库场次洪水排沙规律及影响因素

论著 | 三峡水库场次洪水排沙规律及影响因素

摘要：水库泥沙淤积导致库容损失，影响水库综合效益发挥，研究水库排沙规律及影响因素对于改善水库淤积状况具有重要意义。根据2003—2021年朱沱、北碚、武隆、寸滩等水文站实测数据，合理划分三峡水库场次洪水过程，分析其排沙规律，并重点研究坝前水位、入出库输沙率、洪水滞留时间等因素对排沙的影响。结果表明：三峡水库场次洪水过程的划分采用统一的定量标准并考虑洪峰沙峰异步传播的影响更加合理;水库排沙主要集中在
论著 | 不同沿岸输沙率计算公式对比分析

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摘要：经历近100 a的发展，沿岸输沙率计算公式研究领域已形成许多代表性成果，系统研判各计算公式的预测精度对于快速准确判断研究区域沿岸输沙能力具有重要意义。依据使用率高、公式结构简洁、考虑参数相对全面等标准，选择了国内外7个沿岸输沙率计算公式，采用现场原型沙、室内原型沙和室内轻质沙等多种实测资料，对各公式的计算准确程度和适用范围进行了定量检验。结果表明，CERC公式和Kamphuis公式适用于现场
论著 | 侧式进/出水口偏流出流下的大涡模拟

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摘要：实际工程中受地形地质条件影响，引水洞在水平上存在转角，导致出流工况来流不均，进/出水口内部紊流特性的复杂程度显著提升。利用大涡模拟对某带水平弯段抽水蓄能电站侧式进/出水口进行数值计算，其流速、概率密度分布与模型试验吻合较好。结果表明：偏流出流下进/出水口各流道分流比分别为0.64、0.81、1.26和1.29，水平方向流速分布极为不均;垂直方向主流靠近中下部，垂向雷诺切应力在扩散段内呈一正一
论著 | 乌梁素海湖冰完整生消过程的数值模拟

论著 | 乌梁素海湖冰完整生消过程的数值模拟

摘要：为探究气候变暖背景下乌梁素海湖冰的冰厚、冰温和冰物候特征的变化，利用ERA5-Land和MERRA-2再分析数据作为大气强迫场，结合多源卫星遥感反演得到的初始模拟日期，通过一维高分辨率热力学雪冰（HIGHTSI）模型模拟了2015—2016年乌梁素海湖冰的完整生消过程。结果显示：① 研究期内，最大冰厚达到41.7 cm，初冰日和终冰日分别为2015年11月21日和2016年3月25日，冰期为
述评 | 全球气象预报驱动流域水文预报研究进展与展望

述评 | 全球气象预报驱动流域水文预报研究进展与展望

摘要：全球气象模型及新兴人工智能模型为流域水文预报提供了日、次季节、季节等不同时间尺度的海量气象预报数据。与此同时，基于气象预报开展水文预报，涉及到数据获取、模型构建、评估检验等技术问题。本文以全球气象预报相关的研究计划为切入点，调研现有的1 d至2周小时尺度中短期天气预报、1～60 d次季节尺度气象预报、1～12个月季节尺度气象预报以及新兴的人工智能气象预报;梳理气象预报驱动下流域水文预报模型方
述评 | 河口海岸沉积层理特征与形成机制

述评 | 河口海岸沉积层理特征与形成机制

摘要：河口海岸地处海陆交界带，其沉积层理特征与形成机制是沉积动力学、动力地貌学和地层学等学科方向的研究热点，对评价海岸工程环境效应、重建沉积古环境等具有重要参考价值。通过梳理河口海岸区域径流、潮汐、波浪等多种动力因子作用的研究成果，归纳不同动力主导作用形成的沉积层理特征，剖析3种基本动力对沉积层理塑造的动力学机制，阐释洪水、风暴偶发动力因子以及生物扰动、海平面变化、围垦工程等其他影响因子对沉积层理

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目录

论著 | 关于中国水达峰几个问题的讨论

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论著 | 水网布局下黄河流域应对极端枯水的关键科学问题

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论著 | 基于多源数据的长江流域1982—2022年骤旱事件时空演变

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论著 | 基于精细化空间格局的城市承灾体脆弱性评估

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论著 | 顾及分类与定量误差订正的数值预报降水统计后处理方法

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论著 | 基于深度学习的点云分割与洪水风险模拟方法

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论著 | 三峡水库运行后汉口—九江河段水位变化特征及成因

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述评 | 河口海岸沉积层理特征与形成机制

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