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水科学进展

水科学进展

2024年05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 | 1957—2017 年中国不同流域土石坝溃坝事件时空演化规律

论著 | 1957—2017 年中国不同流域土石坝溃坝事件时空演化规律

摘要：本研究旨在分析中国不同流域土石坝溃坝事件与厄尔尼诺现象之间的关联性，并探讨厄尔尼诺对水库大坝安全运行的潜在影响。基于1957—2017 年中国气象站点逐日降水数据，采用合成分析和交叉小波方法，分析不同流域内厄尔尼诺对极端降水时空分布特征的影响，进而建立土石坝溃坝事件与厄尔尼诺现象之间的相关性。结果表明：九大流域内溃坝事件与厄尔尼诺显著相关，其中海河流域内溃坝事件与厄尔尼诺当年关联性更强，而
论著 | 太湖流域典型下垫面土壤水响应规律及影响因素

论著 | 太湖流域典型下垫面土壤水响应规律及影响因素

摘要：为揭示不同土地利用/覆被下土壤水动态变化规律，选取太湖流域城市绿地、耕地和林地3 种典型土地利用/覆被类型，开展了连续（2018—2020 年）原位观测（1h 间隔），剖析了不同下垫面的土壤水响应规律及主要影响因素。研究表明：随着土壤深度增加，降雨后土壤含水量峰值逐渐增加（埋深10、20、40 cm 分别为25.90%、28.06% 和31.24%），而土壤水增幅、增加速率和消退速率
论著 | 基于VIC 和MLP-ANN 模型重建中国陆地水储量数据

论著 | 基于VIC 和MLP-ANN 模型重建中国陆地水储量数据

摘要：基于GRACE 重力卫星的产品数据为大尺度的陆地水储量研究提供了重要支撑，但由于数据长度有限，无法满足长序列研究需求。基于气象和水文观测数据，利用可变下渗容量曲线（VIC）模型在中国十大水资源分区构建了流域水循环模型，基于模型输出的土壤水和雪水储量，并结合气象观测数据，构建了基于多层感知器的人工神经网络模型（ MLP-ANN），重建了中国地区1980—2018 年高分辨率（ 0.25°）的
论著 | 基于分布式模型的流域洪水时空特征分析方法

论著 | 基于分布式模型的流域洪水时空特征分析方法

摘要：为加深对极端暴雨条件下流域洪水形成机理的理解与认识，以“23·7”海河流域大清河特大洪水为例，提出一种基于分布式模型的流域洪水时空特征分析方法。采用时空变源分布式水文模拟方法，分别构建覆盖大清河南、北两支的分布式水文模型，开展分组并行模拟。结果表明：14 个站点模拟洪峰误差平均值小于5%，纳什效率系数平均值为0.7，模拟结果较好。“23·7”特大洪水大清河北支平均径流系数为0.55，远高于
论著 | 基于地表-管道-河道耦合模拟的城市内涝风险评估

论著 | 基于地表-管道-河道耦合模拟的城市内涝风险评估

摘要：为评估城市排水不畅引发的内涝风险，提出地表-管道-河道耦合的城市内涝风险评估方法，建立常州市城市产汇流与内涝试验基地模型，选取不同设计降雨情景进行内涝风险模拟。结果表明：受管道埋深和排水能力的影响，检查井溢流主要发生在管道下游段；随着重现期的增大，满管流管段比例平均由72.46% 上升至82.27%，溢流节点比例由1.95% 上升至4.11%；尽管大部分检查井并未发生溢流冒水，研究区域内仍
论著 | WRF/Grid-XAJ 双向耦合系统构建及其暴雨洪水模拟应用

论著 | WRF/Grid-XAJ 双向耦合系统构建及其暴雨洪水模拟应用

摘要：为解决陆气双向耦合中气象与水文模型不易匹配的问题，基于质量守恒原理，以土壤含水量为纽带，构建高效的WRF/Grid-XAJ 双向耦合（双耦）系统。通过屯溪流域2 场洪水事件分析发现：模型权重参数可定量评估水文-气象模型耦合的相容性；降水同化后，双耦系统的降水峰值模拟精度稍好于WRF 模型（误差在±5% 内）；双耦较单向耦合（单耦）系统能更准确地反映土壤含水量；降水同化前，双耦和单耦系统低估
论著 | 1954—2015 年东江流域水沙演变规律

论著 | 1954—2015 年东江流域水沙演变规律

摘要：流域水沙过程在区域水土资源形成、河流海岸地貌重塑及生态环境演变中起着关键作用，在气候变化和人类活动双重影响下其演变规律一直以来备受关注。基于多元时序聚类与侵蚀性降雨分析，以博罗水文站为例，探讨东江流域水沙演变规律及潜在驱动因素。结果表明：①大规模的植树造林活动使得1980—2015 年研究区域的森林覆盖率增长了超过30%；②博罗水文站的水沙关系在1987 年后发生明显变异，主要原因可归结为
论著 | 多源多层土壤湿度实时同化及在实时洪水预报中的应用

论著 | 多源多层土壤湿度实时同化及在实时洪水预报中的应用

摘要：准确获取流域土壤湿度（MS）的初始值及过程状态，对提高实时洪水预报精度具有重要意义和实用价值。从新安江模型参数的物理意义出发，基于站点墒情数据和CLDAS 土壤湿度数据构建点面转换模型（WKNN），将点面转换后的实时面尺度MS 作为观测数据，采用集合卡尔曼滤波法同化新安江模型预报的MS 过程，在五强溪区间流域进行实时洪水预报应用。结果表明：WKNN 作为点面转换工具，能够捕捉到不同土层MS
论著 | ENSO 与长江流域径流演变的遥相关机理分析

论著 | ENSO 与长江流域径流演变的遥相关机理分析

摘要：厄尔尼诺-南方涛动（El Niño-Southern Oscillation，ENSO）对长江流域径流演变具有显著影响。深入解析这种影响不仅有助于揭示长江流域径流的演变规律，也对于理解其遥相关机理具有重要的科学意义。本研究利用非齐次隐马尔可夫模型（NHMM）对太平洋海表温度异常（SSTA）进行动态模拟，识别出5 种ENSO 状态，分析了不同状态下的径流、降水和环流数据。结果表明，在强厄尔尼
论著 | 北京地区干旱预测不确定性来源贡献度量化

论著 | 北京地区干旱预测不确定性来源贡献度量化

摘要：受多种因素影响，干旱预测往往存在很大的不确定性。对不同来源不确定性贡献度进行量化有助于识别关键不确定性来源，为提高干旱预测和风险评估精度提供依据。本文以北京地区气象干旱为研究对象，采用多因素方差分析法对全球气候模式（Global Climate Model，GCM）、排放情景、干旱指数对北京地区干旱特征变量（历时、峰值和烈度）预测的不确定性贡献度进行量化，通过系统抽样和导函数分析法探讨GC
论著 | 平原圩区复合下垫面水文水动力耦合模型

论著 | 平原圩区复合下垫面水文水动力耦合模型

摘要：平原圩区地势低洼，下垫面类型多样，产汇流过程较为复杂，水文过程模拟和预报十分困难。为解决平原圩区洪水预报难题，建立考虑水田、旱地、林地、城市区与水域等多种下垫面类型的产汇流模型，利用MIKE 11 HD 水动力模型模拟河道汇流过程，提出面向平原圩区复合下垫面条件的水文水动力耦合模型；并采用BP 神经网络进行河道水位预报误差校正，以提高模型精度。选择广州市南沙蕉门河排涝片为研究区，检验耦合模
论著 | 南四湖不同起调水位汛期调水风险传导规律

论著 | 南四湖不同起调水位汛期调水风险传导规律

摘要：南水北调东线工程通水以来，有效缓解了山东半岛等地的缺水问题，但水资源供需矛盾依然突出，汛期调水将成为解决该矛盾的方式之一。汛期调水时，湖周河道开闸泄洪，非汛期积累于河道中的污染物随水流下泄入湖，使得流域水环境风险显著增加。为科学支撑东线后续工程汛期调水水环境风险管控和探究湖区内部风险传导机制，以南水北调东线调蓄湖泊南四湖上级湖段为例，构建水环境风险空间传导分析模型，计算相邻子湖区处于不同风
论著 | 长江中游戴家洲河段滩群联动演变及其对航道工程的响应机制

论著 | 长江中游戴家洲河段滩群联动演变及其对航道工程的响应机制

摘要：航道浅滩演变与滩槽形态调整具有强关联性，识别滩槽形态、河床冲淤与航道工程的响应关系，对评估航道工程实施效果具有重要意义。以长江中游戴家洲河段为对象，采用1954—2022 年期间实测水沙和地形资料，解析滩群演变联动关系及对航道工程的响应机制。结果表明：①自然水沙阶段（2008 年以前），巴河边滩与池湖港边滩关联性强，池湖港边滩淤涨并减弱了燕矶节点挑流作用，加速了戴家洲洲头低滩上延，而巴河边
论著 | 多沙河流水库排沙期下游水温演变规律

论著 | 多沙河流水库排沙期下游水温演变规律

摘要：多沙河流水库排沙期会有大量低温水伴随着泥沙向下游排放，改变了下游河道水温的前期分布状态，对水生生物及其栖息环境产生潜在影响。为探究水库排沙期下游水温的演变规律，本文修正了含沙水流与空气热交换系数的计算公式，构建了一维非恒定水-沙-温耦合传导数学模型，以小浪底水库为例开展了排沙期下游水温传导过程的模拟与分析。结果表明：①出库水温是影响水库排沙期下游水温的主要因素，下泄流量的增加和出库含沙量的
述评 | 黄河下游多因素耦合作用生态护坡破坏机制研究进展

述评 | 黄河下游多因素耦合作用生态护坡破坏机制研究进展

摘要：黄河流域在中国经济社会发展中具有重要的战略地位，其下游河道水少沙多、水沙关系不协调，具有二级悬河、河势演变复杂等特点，岸坡破坏会严重威胁防洪安全和经济社会高质量发展，因此，保障岸坡稳定、开展黄河下游护坡治理与风险管控十分必要。生态护坡破坏涉及水、土、植被、结构等因素，机理复杂，传统河流动力学理论已不能完全适用，需进一步深入研究。本文总结分析了黄河下游岸坡破坏现状、岸坡失稳机理及其主要影响因

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目录

论著 | 1957—2017 年中国不同流域土石坝溃坝事件时空演化规律

论著 | 1957—2017 年中国不同流域土石坝溃坝事件时空演化规律

论著 | 太湖流域典型下垫面土壤水响应规律及影响因素

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论著 | 基于VIC 和MLP-ANN 模型重建中国陆地水储量数据

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论著 | 基于分布式模型的流域洪水时空特征分析方法

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论著 | 基于地表-管道-河道耦合模拟的城市内涝风险评估

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论著 | WRF/Grid-XAJ 双向耦合系统构建及其暴雨洪水模拟应用

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论著 | 1954—2015 年东江流域水沙演变规律

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论著 | 多源多层土壤湿度实时同化及在实时洪水预报中的应用

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论著 | ENSO 与长江流域径流演变的遥相关机理分析

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论著 | 北京地区干旱预测不确定性来源贡献度量化

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论著 | 平原圩区复合下垫面水文水动力耦合模型

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论著 | 长江中游戴家洲河段滩群联动演变及其对航道工程的响应机制

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论著 | 多沙河流水库排沙期下游水温演变规律

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述评 | 黄河下游多因素耦合作用生态护坡破坏机制研究进展

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