2025, 41(4):1-9. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.001
摘要:采用PCR-GLOBWB模型模拟长江流域自然情景和人类活动情景下的月径流过程,使用Mann-Kendall突变检验划分基准期和影响期,并基于标准化径流指数和广义极值分布计算了不同重现期两种情景下的极端高流和极端低流变化范围,定量评估了长江流域气候变化和人类活动对极端径流演变的贡献程度。结果表明:气候变化是长江流域极端高流和极端低流变化的主要贡献因素;气候变化加剧了长江上游中部及中、下游地区的极端高流和极端低流发生的严重程度;人类活动对于极端高流和极端低流影响的区域差异性显著,缓解了丹江口水库和四川盆地极端高流的严重程度,但加重了中、下游的极端低流的严重程度。
2025, 41(4):10-18, 41. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.002
摘要:为分析黄河中游Budyko框架流域特征参数的时空变化,并捕捉不同因素对流域特征参数的影响,基于黄河中游8个子流域的径流、气象和人类活动数据,分区构建多元线性回归(MLR)、梯度提升(GB)和随机森林(RF)模型,对傅抱璞方程中的流域特征参数ω进行模拟。通过交叉验证选择表现最优的模型,识别对ω影响显著的主要控制因素,并进一步将最优模型纳入水热耦合平衡方程,构建时变Budyko框架,量化气候变化和下垫面变化对径流的贡献率。结果表明:3种模型中,RF模型在模拟ω时优于MLR和GB模型;1980—2019年各子流域ω值均呈增大趋势,ω主要受不透水面面积、人口和地区生产总值等人类活动因素的控制,在气候因素中潜在蒸散发是重要的控制因素;下垫面变化是黄河中游大多数子流域径流变化的主要驱动因素,然而气候变化对沁河子流域的影响略强于下垫面变化。
2025, 41(4):19-26. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.003
摘要:构建了黑龙江水资源利用效率评价指标体系,根据突变理论和熵权法确定各指标的主次关系,对2000—2021年黑龙江水资源利用效率进行了综合评价;采用Mann-Kendall突变检验法确定黑龙江水资源利用效率的突变年份及变化趋势,并利用因子分析法识别了驱动因素。结果表明:2000—2021年黑龙江水资源利用效率评价值的平均值为0.883,在时间上呈波动式上升趋势;在空间上,鹤岗和七台河地区的水资源利用效率变化不大,其他地区的水资源利用效率呈上升的趋势;黑龙江水资源利用效率驱动因素为人口资源因素、用水效益因素和工业效益因素。
2025, 41(4):27-32, 104. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.004
摘要:为科学构建“荆楚安澜”现代水网,基于湖北省水资源量、供用水量以及经济社会指标等数据,采用水资源空间均衡度评价法,以2019年为现状情景、2035年为水网优化布局情景,分别进行湖北省水资源空间均衡评价。结果表明:现状情景下湖北全省水资源空间均衡处于不均衡状态,其中鄂东南、鄂西北、鄂西南3个片区为高质量均衡状态,鄂中南、鄂东北、鄂北3个片区为不均衡状态;水网优化布局情景下湖北全省水资源空间均衡均处于高质量均衡状态;“荆楚安澜”现代水网建成后,湖北省节水水平进一步提高,水资源调配工程建设逐步推进,湖北省水资源空间均衡状态得到较大改善,中部、北部缺水问题得以解决,有效改善了湖北省水资源空间均衡状态。
2025, 41(4):33-41. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.005
摘要:将洪涝溯源法与水动力模型LISFLOOD-FP相结合,用于识别洪涝源并揭示区域空间水文连通性,并制定了4个准则对空间干预优先级进行划分,包括淹没范围、最大淹没水深、淹没道路、建筑物暴露度。以济南市黄台桥以上片区为例,分析了各准则及不同组合下的空间干预优先级,并讨论了降雨重现期和网格大小对空间干预优先级的影响。结果表明:洪涝溯源法可获取特定区域对总洪涝范围的贡献度,结合空间干预准则可以确定区域洪涝干预优先级;不同准则下的空间干预优先级不同,在制定防洪减灾计划时,需将特定需求与洪涝管理目标相结合;济南市黄台桥以上片区的海绵城市示范区具有较高的干预优先级,降雨重现期和网格大小对干预优先等级划分影响较大,但对优先级的空间分布影响较小。
2025, 41(4):42-50. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.006
摘要:为探究极端风暴与天文大潮不同遭遇情景下洪涝淹没变化规律,结合跨领域的大气模型、海洋数值模型和城市一二维洪涝模型,提出了一种大气海洋城市相耦合的复合洪涝模拟框架,以实现对台风、暴雨、风暴潮、洪涝淹没等完整过程的模拟。以2018年台风“山竹”风暴增水峰值与2022年6月珠江口天文大潮最低(S1、S5情景)、中(S2、S4情景)和最高(S3情景)潮位遭遇情景为例,分析了珠海市横琴岛北部区域洪涝淹没变化规律。结果表明:淹没面积、淹没水深及洪涝水量呈现S3>S4>S2>S5≈S1的规律,表明风暴增水峰值与天文大潮高潮位遭遇时更可能引发严重的复合洪涝淹没;随着总潮位最大值增加,复合洪涝淹没的主导因素将由排水系统溢流转变为海水淹没;同类遭遇情景(如S2、S4情景)下的洪涝淹没也可能存在巨大差异,表明风暴增水与天文大潮在不同相位叠加对洪涝淹没具有显著影响。
2025, 41(4):51-59. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.007
摘要:探讨了银川市典型区1990—2020年土地利用类型变化情况,解析了以不透水面为代表的景观格局演变过程;基于水文水动力耦合模型和随机森林模型,识别了不同重现期设计降雨情景下对内涝最大淹没水深和最大淹没面积具有显著影响的景观格局指数,并从产汇流机制的角度分析了原因。结果表明:对银川市典型区内涝影响显著的不透水面景观格局指数为斑块密度、分形维数和欧氏最近邻距离;在较短重现期(5~20a)设计降雨情景下,斑块密度对地表淹没影响程度最高,而在较长重现期(50~200a)设计降雨情景下分形维数和欧氏最近邻距离的影响更显著。
2025, 41(4):60-70. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.008
摘要:针对气候变化背景下城市暴雨雨型发生变化影响洪涝致灾过程的问题,在广州南沙金洲涌独立排水区构建了基于SWMM和LISFLOOD-FP的单向耦合内涝模型,探讨了雨峰系数分别为0.431(标准雨型)、0.2(雨型Ⅰ)、0.5(雨型Ⅱ)和0.8(雨型Ⅲ)的暴雨内涝特征。结果表明:研究区在标准雨型设计暴雨条件下,降雨重现期从2a提高至100a时,溢流节点最大流量提高约55%,溢流总量增幅达207%,淹没面积占比从24.2%增加至40.8%;随着降雨重现期的增大,重度淹没区面积显著增加,随着雨峰系数的增大,峰现时间延迟,达到最大淹没面积的滞后时间也越短,淹没面积峰值时刻提前于地表积水总量峰值时刻,且雨峰系数越小提前时间越长;不同雨型设计暴雨条件下,淹没面积与雨峰系数呈正相关关系,淹没面积增长率与降雨重现期呈负相关关系;对称型雨型导致的溢流总量最大,各降雨重现期下雨型Ⅱ的溢流总量较标准雨型平均高出3.765%,最大可高出7.728%;随着降雨重现期从2a提高至100a,管网达到超载开始溢流时刻提前15~40min,超载和溢流时间均延长。
2025, 41(4):71-78, 124. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.009
摘要:为协调防洪、供水、生态补水多目标调度之间关系,实现流域水资源系统经济、社会、生态多维度整体优化,构建了秦淮河流域水资源系统优化调度模型,提出了与河网水动力水质模型的耦合计算方法,并采用NSGAⅢ算法对耦合模型进行求解。结果表明:与常规调度相比,1%、2%、5%频率防洪调度经济维度和生态维度分别优化2.9%和5.3%、13.0%和4.9%、15.1%和7.0%;50%、75%、95%频率供水调度社会维度优化9.3%、13.1%、18.8%,汛期生态调度经济维度优化3.6%、8.6%、4.4%,非汛期生态调度经济维度优化6.1%、4.9%、4.8%;根据优化调度得出不同河段的河道水位控制线,提出了不同时期防洪、供水、生态补水的调度决策规则,有效提升了河网调蓄能力和防洪、供水、生态整体优化效果,提高了水资源综合利用效益。
2025, 41(4):79-86, 114. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.010
摘要:基于GEE云平台、Landsat5/7/8数据、JRC数据集,利用混合指数法提取了1986—2021年黄河流域及典型湖库的地表水体面积,并分析了其空分布特征;采用累积量斜率变化率比较法对气候因子和人类活动对黄河流域永久性水体面积变化的贡献率进行了定量评估。结果表明:黄河流域地表水体提取的生产者精度为99.39%、用户精度为91.51%、总体精度为94.22%、Kappa系数为0.8785,提取效果较好;1986—2021年黄河流域地表水体面积总体呈增加趋势,典型湖库中扎陵湖、鄂陵湖、东平湖、龙羊峡水库和小浪底水库的永久性水体面积呈增加趋势,红碱淖和刘家峡水库呈略减少的趋势;人类活动是黄河流域永久性水体面积变化的主导因素,降水量贡献率逐渐增大,气温和太阳辐射贡献率降低,但气温的贡献率仍为20%左右。
2025, 41(4):87-93. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.011
摘要:综合考虑黄河下游流域行洪输沙、社会经济、生态环境3个子系统对流域发展的影响,采用组合权重法确定指标权重,构建了行洪输沙社会经济生态环境系统耦合协调度模型,对黄河下游流域耦合协调变化趋势进行了分析。结果表明:2000—2020年黄河下游流域3个系统的综合发展指数差异明显,社会经济子系统的综合发展指数从0.079增至0.239,呈指数型稳步上升,生态环境和行洪输沙子系统发展较不均衡;子系统间的相互作用明显,但耦合协调度发展水平较低,经历了从中度失调到濒临失调的转变,未来有较大的提升空间;高水平耦合关系下,行洪输沙、生态环境子系统的不均衡发展是制约耦合协调度提升的主要原因,其中行洪输沙子系统中的河道稳定指数和平滩流量是主要因素,其次为生态环境子系统中的生境质量指数和生活污水排放量。
2025, 41(4):94-104. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.012
摘要:为量化黄河上游水沙统一调度的多目标协同/胁迫关系,构建了以龙羊峡刘家峡梯级水库为主体的黄河上游多目标协同/胁迫调控模型,对1996年7月至2022年6月的径流序列进行了调控。结果表明:长系列调度中多目标胁迫度的多年平均值为0.36,总体处于初级协调状态;受水库群调蓄作用影响,丰、平、枯典型年多目标协同/胁迫关系年内变化规律基本一致,汛期处于初级协调,防凌期由勉强协调转变为濒临胁迫,非汛期由勉强协调回到初级协调;连续枯水年组前期由于梯级水库大量补水和汛期及时蓄水,多目标协同/胁迫关系与典型年基本一致,但后期由于来水特枯加之水库水位较低,多目标胁迫度大幅提高,防凌期达到严重胁迫等级。
2025, 41(4):105-114. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.013
摘要:为量化评估南水北调西线工程不同调水方案下的径流丰枯遭遇及其影响,聚焦西线工程3种主要调水方案,构建了基于Vine Copula函数的上下线断面径流丰枯联合分布模型,系统分析了各调水方案下的径流丰枯遭遇特征,提出了调水适配度指标,开展了不同调水方案下有利调水概率分析,多维度探究了不同调水方案对西线工程整体效果的影响。结果表明:方案1(上线、下线调水量分别为80亿、90亿m3)的丰枯同步概率为52.0%,大于异步概率,调水适配度波动较大,为56.3%~66.0%,有利调水概率最低,为62.3%,调水稳定性较差;方案2(上线、下线调水量分别为40亿、130亿m3)因断面数量的增加使得丰枯同步概率下降为47.8%,调水适配度和有利调水概率分别为68.3%~74.9%和63.3%,均优于方案1;方案3(下线调水量为170亿m3)的丰枯同步概率为50.4%,近似等于丰枯异步概率,调水适配度最大可达76.0%,且波动幅度最小,调水适配性最佳,有利调水概率达69.3%,方案3可更有效利用断面间的径流资源,更有利于保障工程整体的稳定性。
2025, 41(4):115-124. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.014
摘要:根据江苏省南水北调工程水系和工程拓扑结构与组成特点,建立了复杂平原河网地区江河湖站联合优化调度模型,提出了动态规划逐次逼近逐步优化混合算法(DPSA-POA),通过模拟丰、平、枯典型水文年多情景以及南水北调东线二期工程建成前后多工况组合下的系统调度过程,从供水总量、供水时空分布、供水峰值等方面,评估了东线二期工程对江苏省苏北地区供水格局的影响。结果表明:东线二期工程建成后,苏北地区丰、平、枯水年可供水量分别增加约16.5亿、13.8亿、10.5亿m3,较现状提升约12.6%、12.5%、12.0%,连云港地区、中运河沿线和徐洪河沿线区间的供水量具有增供潜力;仅在枯水年用水高峰期(6月)省外调水量大于80亿m3时会影响苏北地区供水,平水年和丰水年均无不利影响。
2025, 41(4):125-134. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.015
摘要:为探究北汝河流域中游浅层地下水的水化学特征、主控因素及其对人体健康的潜在风险,采集了52组浅层地下水样品,通过统计分析和水化学图解法揭示了地下水水化学组成及其控制机制,采用熵权水质指数(EWQI)法评价了研究区浅层地下水的水质现状,并运用人类健康风险评价(HHRA)模型评估了Mn2+的潜在健康风险。结果表明:研究区地下水阳离子以Ca2+和Na+为主,阴离子以HCO-3和SO2-4为主,水化学类型以HCO3-Mg·Ca型为主,其次为SO4·Cl-Ca·Mg型,主要受碳酸盐岩风化作用的影响;研究区浅层地下水水质优、良、中和差等级占比分别为9.62%、75.00%、9.62%和5.77%,无极差等级,其中Mn2+是影响水质的最显著因子;饮水和皮肤接触途径的非致癌风险值均低于1,整体风险较低,但Mn2+的长期饮水摄入风险仍需重点关注。
邓晓颖,简康,齐玉峰,宋高举,王帅,王佳珍,王一鸣,宋会香,宋雪
2025, 41(4):135-143. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.016
摘要:为了解河南省沿黄区地下水水化学特征和离子主要来源,沿黄河流向在其中游段、过渡段和下游段选取5个典型剖面布设了14个采样点,于2023年进行了3次样品采集。运用数理统计分析、离子比图、Piper图、Durov图和Gibbs图等分析方法对研究区水化学特征和主要形成机理进行了分析,并对影响水化学组成的因素进行了讨论。结果表明:研究区优势阴离子为HCO-3,主要阳离子为Na+和Ca2+,地下水pH值范围为6.02~7.75,整体处于弱酸性至弱碱性之间,属于低矿化度水;沿黄河流向自中游到下游5个典型剖面地下水水化学主要类型分别为HCO3-Na型、HCO3-Na·Ca型、HCO3-Na·Ca和HCO3·SO4-Na·Ca·Mg型、HCO3-Na·Ca和HCO3·Cl-Na·Ca·Mg型、HCO3-Na·Ca和HCO3-Na·Ca·Mg型;研究区地下水水化学组成主要受到水岩作用和蒸发浓缩作用的影响,离子交换作用是区域地下水中Na+相对丰富的重要因素;相对于农业活动,工矿活动对部分研究区域地下水水化学组成影响更大,人为活动对地下水水化学组成的影响沿黄河流向逐渐增强。
2025, 41(4):144-150. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.017
摘要:选取2005年、2010年、2015年和2020年遥感影像,融合区域气象、地质和社会经济等相关数据,结合已有的研究成果和野外实地调研情况,综合运用图像分类、遥感反演、地统计分析等方法,选取18个指标构建了ED-GRA-TOPSIS模型,分析了河南沿黄核心区城市生态地质环境承载力的时空特征。结果表明:2005—2020年研究区生态地质环境承载力除郑州市外,其他各市均有所提升,但总体水平不高,介于0.3021~0.5931之间,生态地质环境所能承受人类活动阈限有所增长;生态地质环境承载力变化的区域主要为开封、濮阳和洛阳市,能源、工业发展和沿黄生态建设对该区域承载力影响深远;生态环境子目标层和社会经济环境子目标层的变化对生态地质环境承载力影响较大,生态地质环境承载力变化对人类活动较为敏感。
2025, 41(4):151-158, 179. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.018
摘要:为了解长江流域枯水演变规律、提升旱情应对能力,基于长江流域主要水文站1956—2022年长系列水文数据,在提取年、枯水期月尺度典型枯水年的基础上,对典型枯水年径流时空演变特征进行了分析。结果表明:年尺度下识别得到的典型枯水年集中在2006年、2011年和2022年,枯水期月尺度下识别得到的典型枯水年集中在1978年和2022年;2006年、2011年和2022年典型枯水年的共同特征为汛期来水较枯;2006年8月前径流相比历史同期逐渐转枯,8月后枯水形势更明显,而2022年8月前径流相比历史同期较丰,8月后呈现急剧由丰转枯;2006年干旱程度沿上游干流逐渐累积,宜昌站以下自上游至下游干旱程度逐渐缓解,2011年向家坝—寸滩、寸滩—螺山、螺山—大通区间干旱程度呈现降低、升高和降低的波动趋势,2022年为上中下游同枯。
2025, 41(4):159-168. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.019
摘要:针对长江下游高水位主控因素的沿程变化,采用非稳态潮汐调和分析(NS_TIDE)模型、非稳态潮汐调和分析与自回归模型修正(NS_TIDE-AR)组合方法、Transformer深度学习模型、水动力学模型、水动力学模型结合集合卡尔曼滤波(HM-EnKF)同化方法预报长江下游潮位,并对比了各种方法对长江下游沿线站点潮位预报的精度和在不同条件下的适用性。结果表明:相同条件下Transformer深度学习模型的潮位预报精度最高且最稳定,NS_TIDE-AR组合方法与HM-EnKF同化方法的精度较为接近,NS_TIDE模型和水动力学模型误差相对较大;NS_TIDE-AR组合方法、Transformer深度学习模型、HM-EnKF同化方法均能较好地预报洪水期长江下游潮位,NS_TIDE-AR组合方法不适用于风暴潮期间的潮位预报。
2025, 41(4):169-179. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.020
摘要:为科学认识黄河流域水资源演化格局,探究未来气候情景下秦岭北麓水资源涵养区径流组分的结构性演化过程,以秦岭北麓黑峪口水文站控制流域为研究对象,基于CMIP6全球气候模式数据,采用SWAT模型和DWT-LSTM耦合模型模拟了2030—2050年不同气候情景下的径流组分结构性演化过程。结果表明:在SSP2-4.5和SSP5-8.5两种情景下,秦岭北麓水资源涵养区未来均呈现变暖、变湿的趋势;SSP2-4.5情景下,未来基流量显著下降导致径流总量呈下降趋势,基流量、地表径流量以及径流总量相较于历史期的衰减率分别为19%、15.4%和17%;SSP5-8.5情景下,未来区域基流量、地表径流量以及径流总量均呈上升趋势,相较于历史期的增长率分别为2.6%、11.2%和7.5%;两种情景下,未来基流指数均值均小于历史期,水资源涵养能力将有所降低。
黄雅丽,胡朝阳,刘阳,葛建忠,姚佳玲,付开雄,林斌,刘炳义,陈华
2025, 41(4):180-188. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.021
摘要:基于有限体积算法的FVCOM,采用非结构网格下的堤坝处理方法构建了感潮河口三维水动力盐度潜坝耦合数值模型,以受咸潮入侵影响显著的闽江河口为研究对象,探究潜坝对闽江感潮河段咸潮入侵特征及规律的影响。结果表明:潜坝对咸潮入侵具有一定的抑制作用,且对底层水体盐度的削减程度优于表层,对大潮期的咸潮入侵削减程度优于小潮期;在大、小潮期,潜坝对水体分层较明显的宽浅河道抑咸效果明显优于水体充分混合的窄深河道,北港大潮期的安全用水控制线在峡南、金刚腿两处潜坝的影响下分别消退约5km和8km;潜坝改变了底层水体的流速与流向,使底层水流偏转的同时产生小范围涡流,进一步抑制了咸潮的继续上溯。
2025, 41(4):189-196. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.022
摘要:水文模型拆分组配与协同优化是水文建模有效的技术手段。基于文献聚类分析,结合文献计量数据与聚类结果,对水文模型的模块拆分、组合及优化方法进行了评述,总结了水文模型模块化设计、框架模型构建及多模型间误差传递等方面的关键研究进展,展望了水文多模型灵活组配与协同优化的研究方向。指出传统水文模型的构建方法通常缺乏必要的灵活性和可移植性,模块化设计的理念和机器学习等前沿技术的融合为水文模型的未来发展开辟了广阔的视野,这将为应对现代水文学面临的复杂挑战提供有力工具。
2025, 41(4):197-209. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.023
摘要:为提升水文要素非一致性变异背景下的长江上游月径流预测精度,基于宜昌与寸滩水文站1961—2022年逐月径流数据,构建了基于自适应噪声完备集合经验模态分解(CEEMDAN)、模糊熵(FE)、谱聚类(SC)、最优变分模态分解(OVMD)与Transformer深度学习模型耦合的CEEMDAN-FESC-OVMD-Transformer混合预测模型对长江上游月径流进行模拟预测。结果表明:CEEMDAN-FESC-OVMD-Transformer混合预测模型在宜昌与寸滩水文站具有较好的月径流预测效果,训练期纳什效率系数高于0.9,测试期纳什效率系数分别达到0.84与0.89;CEEMDAN-FESC-OVMD分解框架可提升汛期峰值流量预测精度;OVMD二次分解结构可有效降低月径流高频序列复杂度,提升径流的预测稳定性。
2025, 41(4):210-218, 227. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.024
摘要:基于渭河上游5个水文站和10个气象站的实测数据,分析了黄土高原典型生态建设区渭河上游的水文序列非一致性和突变方法的适宜性;采用6种突变检验方法、交叉小波分析和Budyko理论等方法,探究了渭河上游1980—2018年年径流量演变规律及其影响因素。结果表明:渭河上游年径流量呈不显著下降趋势(p>0.05),降水序列呈不显著上升趋势(p>0.05),潜在蒸散发和温度序列呈显著上升趋势(p<0.05),其中,径流序列和潜在蒸散发序列于1993年发生突变,降水序列于2012年发生突变,降水较径流突变点存在10a滞后性;渭河上游各水文站长序列径流变化最适宜的突变检验方法为滑动T检验法;量化解析了下垫面、年降水量和潜在蒸散发量对渭河上游径流的贡献率,分别为64.60%、37.87%、-2.47%;渭河上游径流的驱动因素是气候和人类活动的综合影响,下垫面变化是渭河上游径流变化的主导因素,其次是年降水量和潜在蒸散发。
2025, 41(4):219-227. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.025
摘要:通过水槽试验,研究了不同高径比、植被体积分数及淹没度影响下的沉水植被斑块沿程流速分布特性,得到了流速衰减区长度变化规律;通过特征值近似方法得到了流速衰减区长度预测公式。结果表明:沉水植被斑块流速衰减区长度分别与体积分数和淹没度呈负相关关系,在高度相同的情况下,与斑块宽度呈正相关关系;提出了沉水植被斑块流动影响下的三维流阻因子,对于高流阻斑块,流速衰减区长度由斑块宽度和高度共同决定,对于低流阻斑块,流速衰减区长度由斑块单位迎流面积决定;提出了流速衰减区长度预测公式,该公式预测精度较高,在测量平均不确定性度为5.5%的情况下,平均相对误差为10.3%。
2025, 41(4):228-235, 243. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.026
摘要:为了提高地下水水位预测的准确性和稳定性,构建了一种基于卷积神经网络(CNN)、注意力机制(Attention)和长短时记忆网络(LSTM)的CNN-Attention-LSTM模型应用于地下水位预测,采用河南省某市17处观测井的实测数据对模型进行了验证,并与CNN、LSTM、CNN-LSTM、Attention-LSTM模型进行对比分析。结果表明:CNN-Attention-LSTM模型在各井位上测试集平均决定系数、平均绝对误差、均方根误差分别为0.972、0.074和0.083,相较于CNN、LSTM、CNN-LSTM、Attention-LSTM 模型,该模型具有较好的平均决定系数、平均绝对误差和均方根误差指标;结合CNN、Attention和LSTM模型应用于地下水水位预测,可实现优势互补,提高水位预测的准确性和稳定性。
2025, 41(4):236-243. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.027
摘要:以南京城市河流秦淮河和夹江为研究对象,于2022年1月至2023年12月开展了调查采样,分析了研究期内两条河流的微塑料赋存特征,解析了微塑料的可能来源,并采用污染负荷指数法对研究区域的微塑料污染进行评估。结果表明:秦淮河微塑料颗粒平均丰度为(612.3±183.1)个/m3,丰度范围为333.3~942.1个/m3,夹江微塑料颗粒平均丰度为(556.2±263.7)个/m3,丰度范围为201.1~933.3个/m3;两条河流的微塑料颗粒粒径主要分布在0~1000μm,微塑料主要形状、颜色均分别为纤维状(秦淮河52.0%,夹江70.0%)和黑色(秦淮河63.2%,夹江72.5%);两条河流微塑料污染评估均显示污染程度为轻度。
2025, 41(4):244-252. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.028
摘要:基于1990—2020年鄱阳湖入湖水质及流域土地利用数据,分析了流域土地利用变化对鄱阳湖入湖水质的驱动特征。结果表明:入湖河流总氮与总磷质量浓度显著上升,其中总氮增幅尤为突出,2010年后总氮平均质量浓度较前期提高83.2%以上,总磷则在2010年后90%的时段超过湖库Ⅲ类水标准;流域内耕地向建筑用地的转化是土地利用类型变化的主导类型,建筑用地的扩张90%来自对耕地的侵占,其中赣江流域建筑用地年均增长量为67.8km2,且下游区域转化强度最高;建筑用地和耕地是导致鄱阳湖流域水质恶化的关键土地利用类型,下游区域耕地向建筑用地的转变对污染物浓度提高的贡献度达25.9%;总氮质量浓度变化与建筑用地的相关系数最高达0.819,而总磷受颗粒态迁移的影响与土地利用类型的相关性较弱。
2025, 41(4):253-264. DOI: 10.3880/j.issn.10046933.2025.04.029
摘要:以受采矿等人类活动影响的鄱阳湖典型入湖河流饶河为研究对象,采用16S rRNA基因扩增子测序技术,解析饶河入湖段、北支昌江和南支乐安河沉积物细菌群落的分布特征和影响因素,并甄别出相应的生物标志物。结果表明:入湖段沉积物细菌α多样性低于昌江和乐安河,且不同河段的细菌群落结构存在显著差异;入湖段沉积物细菌共现网络的复杂性低于昌江和乐安河,而乐安河的关键物种丰度高于昌江和入湖段;细菌群落与环境因子、地理距离之间均存在显著的衰减关系,沉积物细菌群落结构受环境和地理因子的共同影响;环境因子对沉积物细菌群落的影响大于地理因子,其中重金属对细菌群落结构和关键物种的解释率最高,分别为11.2%和8.7%;重金属和营养盐复合污染,尤其是重金属污染,导致了细菌α多样性及共现模式复杂性明显降低;酸杆菌纲和芽单胞菌纲被识别为饶河沉积物中重金属污染的生物标志物。
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