武汉市降水稳定同位素变化特征及其驱动因素分析

1

作者 陶士勇 徐晶 +4 位作者 夏军强 熊兴基 张翔 陈小强 刘祖凡 《水资源保护》 北大核心 2025年第3期212-221,共10页

基于2019—2023年采集的武汉市降水样品,利用统计分析方法和HYSPLIT模型,分析了降水稳定同位素变化特性及其与局地气象因子、水汽来源和区域尺度云量的关系。结果表明:降水稳定同位素表现出夏季风时期相对贫化、冬季风时期相对富集的年... 基于2019—2023年采集的武汉市降水样品,利用统计分析方法和HYSPLIT模型,分析了降水稳定同位素变化特性及其与局地气象因子、水汽来源和区域尺度云量的关系。结果表明:降水稳定同位素表现出夏季风时期相对贫化、冬季风时期相对富集的年内变化规律,各个时期均不具有降水量效应,仅冬季风时期呈现温度效应;识别出6种水汽输送类型对武汉市降水的影响,相对于大陆水汽成因的降水,海洋水汽成因的降水δ^(18)O值显著贫化,氘盈余值更低;区域尺度上,夏季风时期降水δ^(18)O值与降水前10 d的总云量、高云量和中云量之间存在明显的负相关关系,相关性最明显的区域与对流过程的发生区域重叠,处于远洋水汽运移轨迹的上游。综合推断,武汉市降水稳定同位素的变化特征与水汽来源和上游对流活动的共同作用有关。 展开更多

关键词 降水稳定同位素 水汽来源 对流活动 HYSPLIT模型 武汉市

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多时空尺度下武汉市景观格局与地表水质的关系

2

作者 孙祖佑 陶士勇 +1 位作者 林丽芳 徐晶 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第2期7-16,24,共11页

研究不同时空尺度下的景观格局对城市河流水质的影响,对流域的生态环境保护具有重要意义。以湖北省武汉市范围内的长江流域水系为研究对象,基于2021年全年7个监测断面pH、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮... 研究不同时空尺度下的景观格局对城市河流水质的影响,对流域的生态环境保护具有重要意义。以湖北省武汉市范围内的长江流域水系为研究对象,基于2021年全年7个监测断面pH、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)、总氮(TN)的统计结果,采用GlobeLand30数据集提取水质监测断面200、500、1 000、1 500、2 000 m共5种圆形缓冲区的土地利用情况,利用冗余分析方法将景观格局指数与水质数据相结合,研究不同时空尺度下武汉市景观格局与地表水质的关系。结果表明:(1)土地利用组成在湿季和干季时均以200 m缓冲区对各水质指标的解释率最大,分别为84.1%和97.2%。景观格局指数的解释率在湿季的200 m缓冲区和干季的500 m缓冲区最大,分别为90.9%和88.2%;(2)不同时空尺度下土地利用组成和景观格局指数影响水质指标的主要解释变量存在差异,对于土地利用组成,湿季时在较小的空间尺度下水域、草地贡献率较高,较大的空间尺度下建设用地贡献率较高,而干季时林地为主要解释变量。对于景观格局指数,在多数情况下斑块密度(PD)、最大斑块指数(LPI)和香浓多样性指数(SHDI)对于解释水质指标的贡献率最高;(3)在多数情景下,研究区域中耕地、草地和PD、景观形状指数(LSI)及SHDI与COD_(Mn)和NH_(3)-N具有较大的正相关关系,林地、未利用地及LPI与DO呈正相关,水域与COD_(Mn)、NH_(3)-N、TP等指标负相关,而建设用地仅在200 m缓冲区与污染性水质指标存在明显正相关关系。因此,重点防控200 m缓冲区内污染物的排放,强化耕地、林地、建设用地等管理,以及优化城市景观空间格局等措施对于武汉市城市水系污染治理具有重要意义。 展开更多

关键词 土地利用 尺度效应 水质 冗余分析 武汉市

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城市水系统关联模型研究 被引量：8

3

作者 张翔 廖辰旸 +3 位作者 韦芳良 刘玥 余樯 肖宜 《水资源保护》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期14-19,27,共7页

为了理清城市水系统中多因素间的复杂关系,对系统解决城市水问题提供帮助,基于水系统理论与城市水系统模拟相关研究,提出了城市水系统中水-经济社会-生态环境各因素之间相互作用和反馈的关联模型理论框架,建立了城市水系统演变过程中由... 为了理清城市水系统中多因素间的复杂关系,对系统解决城市水问题提供帮助,基于水系统理论与城市水系统模拟相关研究,提出了城市水系统中水-经济社会-生态环境各因素之间相互作用和反馈的关联模型理论框架,建立了城市水系统演变过程中由针对经济发展的正反馈回路和针对可持续性的负反馈回路共同控制的新模式,构建了模拟城市水-经济社会-生态环境内在联系的城市水系统关联模型。以武汉市为例,应用建立的城市水系统关联模型,采用2001—2017年的历史统计数据,建立了武汉市城市水-经济社会-生态环境各要素之间互馈作用的模拟模型,预测了武汉市的城市发展轨迹,并与武汉市2030年的远期规划进行比较,验证了模型的有效性,表明城市水系统模型能够揭示城市水-经济社会-生态环境多要素的耦合驱动机制,体现了节水技术与绿色发展相关政策两大因子导向下的生态环境、经济社会协同发展的良好预期。 展开更多

关键词 城市水系统关联模型 城市水问题 水系统理论 耦合机制 武汉

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基于多源降雨数据的中游城市群极端降雨特征和风险分析

4

作者 龚莉 张翔 +1 位作者 罗蔚 陶士勇 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第2期83-90,共8页

长江中游城市群是位于我国中部的特大型城市群,在经济社会发展中发挥着重要作用。为探究变化环境下中游城市群的降雨特征和风险,对CMFD、MSWEP和CN05.1这3种降雨数据在中游城市群的适用性进行了评估,选择中国区域地面气象要素驱动数据集... 长江中游城市群是位于我国中部的特大型城市群,在经济社会发展中发挥着重要作用。为探究变化环境下中游城市群的降雨特征和风险,对CMFD、MSWEP和CN05.1这3种降雨数据在中游城市群的适用性进行了评估,选择中国区域地面气象要素驱动数据集CMFD进行降雨特征分析,同时考虑强降雨量、暴雨日数、高程、坡度、人口、土地利用对区域城市化快速发展前后暴雨灾害风险进行分析。结果表明:包括省会城市在内的高度城市化区域在过去的40 a短历时暴雨发生频率和强度增加,城市群南部强降雨量、暴雨日数存在显著增长趋势,包括江西省新余、抚州、南昌、九江等区域;随着城市化的进程,人口向中心城市聚焦,中高暴雨风险区域增加,环鄱阳湖都市圈中高风险区占比明显增加。为应对区域暴雨风险,需集成多学科多部门城市监测数据,推进高精度多尺度监测-预报-预警系统研发与应用,加强城市化对局地气候和极端降雨影响的机理研究,协调灰-绿-蓝措施以增强城市气候适应性和韧性。 展开更多

关键词 城市化 极端降雨特征 风险分析 中游城市群 CMFD

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基于微生物完整性指数的水生态系统健康评价——以武汉市东西湖区湖泊群为例 被引量：13

5

作者 张迪涛 张鹏 +2 位作者 王司阳 张亮 常剑波 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期3055-3067,共13页

在基于生物完整性指数(IBI)的生态系统健康评价中,通常会采用鱼类、底栖生物、着生藻类作为指示物种.然而,随着生态退化影响下生产者和消费者的数量锐减,可获得用于评价样本的数量越来越少,这就使得上述指示物种作为健康评价指标的可应... 在基于生物完整性指数(IBI)的生态系统健康评价中,通常会采用鱼类、底栖生物、着生藻类作为指示物种.然而,随着生态退化影响下生产者和消费者的数量锐减,可获得用于评价样本的数量越来越少,这就使得上述指示物种作为健康评价指标的可应用性大大降低.以武汉市东西湖区5个湖泊为研究对象,利用环境DNA(eDNA)技术监测的水体微生物数据,建立微生物完整性指数(M-IBI)评价方法.综合水质和实地生境条件对采样点健康状况进行评分和比较,选择甘家教湖的5个采样点作为参考点.结合遴选的6个重要的生物指标,构建了生态系统健康评价打分方法.研究结果显示在全部19个采样点中,7个健康等级为健康,占36.84%;8个健康等级为亚健康,占42.11%;4个健康等级为一般,占21.05%,甘家教湖和杨泗泾湖所有采样点均为健康水平.评价结果合理地反映了不同湖泊的健康状况,说明基于eDNA的M-IBI方法在受损湖泊水生态系统健康评价中具有广泛的应用潜力. 展开更多

关键词 生物完整性指数 环境DNA 微生物群落 湖泊生态系统健康 城市湖泊

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气候变化对湖北省未来水资源量变化趋势的影响 被引量：3

6

作者 余樯 张翔 +1 位作者 柯航 佘敦先 《水电能源科学》 北大核心 2020年第9期36-38,47,共4页

为研究湖北省未来水资源量变化趋势,采用全球气候模式未来降雨数据,导入时变增益模型模拟湖北省未来水资源量。结合全国第三次水资源调查评价,应用1957~2016年湖北省实测降雨、径流数据,对时变增益模型进行率定、验证。并选用BCC-CSM1-1... 为研究湖北省未来水资源量变化趋势,采用全球气候模式未来降雨数据,导入时变增益模型模拟湖北省未来水资源量。结合全国第三次水资源调查评价,应用1957~2016年湖北省实测降雨、径流数据,对时变增益模型进行率定、验证。并选用BCC-CSM1-1、BNU-ESM、FGOALS-g2三种全球气候模式,选取RCP2.6与RCP8.5两种典型浓度路径下的降雨数据,作为时变增益模型的输入。结果表明,三种气候模式下2050~2089年湖北省水资源量相对于2020~2049年总体呈上升趋势,BCC-CSM1-1、BNU-ESM气候模式下RCP8.5浓度路径下的湖北省水资源量总体上低于RCP2.6浓度路径,FGOALS-g2气候模式则相反。 展开更多

关键词 气候模式 时变增益模型 典型浓度路径 水资源量

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基于水文水动力模型的平原河网地区排涝模拟应用研究 被引量：1

7

作者 梁昌梅 王敬 +2 位作者 张翔 刘路广 吴凤燕 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第5期17-23,共7页

平原地区河道纵横交错,水流速度慢且流向不定;闸站众多,导致水情、工情极为复杂,一旦发生洪水,将形成大面积的洪涝灾害,对人民群众生命和财产安全造成了较大的威胁。为了准确模拟平原地区洪涝水的产汇流过程,结合SCS模型和MIKEFLOOD模... 平原地区河道纵横交错,水流速度慢且流向不定;闸站众多,导致水情、工情极为复杂,一旦发生洪水,将形成大面积的洪涝灾害,对人民群众生命和财产安全造成了较大的威胁。为了准确模拟平原地区洪涝水的产汇流过程,结合SCS模型和MIKEFLOOD模型的优势,充分考虑了各类下垫面产流特征和闸站调度规程,构建了水文水动力模型,选取了位于湖北省江汉平原腹地的通顺河流域作为研究区,利用实测数据对模型进行了率定、验证,分析不同降雨条件下对该区域的排涝影响。结果表明①利用2003年、2010年、2016年的实测水位对模型进行率定与验证,模拟的相关系数均在0.8以上,误差低于2%;表明该模型的模拟效果较好,可以用于通顺河流域的产汇流模拟。②将通顺河流域分为11个子排区,各个排区产流量最大为排湖排区;幸福、通北等7个排区的现状排涝能力均不足10年一遇3日暴雨3日排出。③当发生5~20年一遇的洪水时,流域的排涝时间达到10~12 d时,河道水位逐渐下降。当发生30年一遇的洪水时,流域内的水位先增长后趋于稳定,表明流域内的外排泵站排涝能力不足以应对30年一遇洪水。该项研究可为复杂平原河网地区的排涝措施制定提供参考。 展开更多

关键词 平原河网 水文水动力模型 SCS模型 MIKEFLOOD模型 排涝模拟

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基于全生命周期的深圳市海绵示范区碳排放核算

8

作者 肖湘乾 佘敦先 +2 位作者 夏军 张翔 徐宗学 《水资源保护》 北大核心 2025年第3期222-231,共10页

基于IPCC排放因子核算理论,运用全生命周期评价方法,考虑海绵城市建设不同尺度不同点位的碳排放来源,构建了海绵城市碳排放核算框架。以深圳市国家海绵城市试点区域为例,核算了典型海绵设施以及典型海绵城市建设项目的全生命周期碳排放... 基于IPCC排放因子核算理论,运用全生命周期评价方法,考虑海绵城市建设不同尺度不同点位的碳排放来源,构建了海绵城市碳排放核算框架。以深圳市国家海绵城市试点区域为例,核算了典型海绵设施以及典型海绵城市建设项目的全生命周期碳排放,分析了影响碳排放水平的主要因素。研究结果表明:绿色屋顶、雨水花园等海绵设施全生命周期净碳排放为负值,其碳减排效益大于40 kg/m^(2),透水铺装和透水道路碳排放大于碳汇,其净碳排放为正值;海绵设施碳排放主要来源于间接碳排放,规划建设阶段贡献了绝大部分的碳排放,绿地固碳是碳汇的主要来源,其次是雨水利用、建筑节能等;建筑小区类海绵城市项目平均运行约12.4 a后实现碳中和,全生命周期30 a内产生的碳减排效益约183.61 t/hm^(2),道路广场类项目在一定海绵设施布局下有望实现碳中和。海绵城市能够发挥显著的碳减排作用,有效推进绿色城市低碳发展,在未来海绵城市建设过程中应注重低碳材料的使用,并合理规划海绵设施建设布局,通过多种碳减排方式提高海绵城市的碳汇功效。 展开更多

关键词 海绵城市 碳排放 碳减排 全生命周期 深圳市

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南水北调中线调水后汉江中下游水资源配置的稳健博弈研究

9

作者 韩琦 付湘 +1 位作者 张翔 赵小丹 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期193-199,共7页

针对南水北调中线工程运行以来汉江中下游径流量大幅减少,水资源供需矛盾突出的问题,基于水资源配置空间均衡准则,以生活、工业、农业3个用水部门水量分配满意度最大为目标函数,建立了水资源配置稳健博弈模型,分析了中线工程调水前后各... 针对南水北调中线工程运行以来汉江中下游径流量大幅减少,水资源供需矛盾突出的问题,基于水资源配置空间均衡准则,以生活、工业、农业3个用水部门水量分配满意度最大为目标函数,建立了水资源配置稳健博弈模型,分析了中线工程调水前后各主体水量分配满意度变化,并将稳健博弈模型与多目标优化模型的结果进行了对比。结果表明:在不确定性条件下,稳健博弈模型通过降低目标值来提高可靠性,得到的稳健均衡解劣于纳什均衡解;南水北调中线工程调水后,用水部门整体水量分配满意度下降幅度为9.4%,生活、工业、农业用水部门满意度分别下降4.9%、10.4%、12.9%;需水量最大的农业用水部门水量分配满意度目标值对稳健参数的变化最为敏感。 展开更多

关键词 水资源配置 稳健博弈优化 南水北调中线工程 汉江中下游

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长江中游城市群水资源绿色效率测度与影响因素分析 被引量：9

10

作者 肖宜 慈晓虎 +2 位作者 杨冰 张利平 夏军 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2023年第9期8-16,共9页

推动长江经济带高质量发展是关系国家发展的重大战略,提升城市群水资源绿色效率是保障生态优先绿色发展的基础性问题。在传统水资源利用效率研究中引入“绿色发展”概念,构建了水资源绿色效率评价指标方法体系,通过利用超效率EBM-DEA模... 推动长江经济带高质量发展是关系国家发展的重大战略,提升城市群水资源绿色效率是保障生态优先绿色发展的基础性问题。在传统水资源利用效率研究中引入“绿色发展”概念,构建了水资源绿色效率评价指标方法体系,通过利用超效率EBM-DEA模型和面板Tobit模型对长江中游城市群水资源绿色效率进行了测算和影响因素分析。结果表明:(1)水资源经济效率受GDP变化影响较大,水资源环境效率和绿色效率的测度结果更符合实际情况;2009—2020年间,通过各城市圈对比发现,武汉城市圈的水资源绿色效率始终高于环鄱阳湖城市群与环长株潭城市群。(2)经济水平发达的城市水资源利用效率也高;长江中游城市群水资源充沛地区用水效率略低于水资源贫乏地区;高速的城镇化发展对水资源绿色效率具有抑制作用,因此长江中游城市群需坚持走绿色、新型的城镇化发展道路。 展开更多

关键词 水资源绿色效率 长江中游城市群 超效率EBM-DEA模型 TOBIT模型

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基于ParFlow.CLM的居民小区屋顶雨水断接水文效应研究 被引量：1

11

作者 王瑶 王卫光 张翔 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第9期181-187,195,共8页

城市不透水面的快速扩张极大地改变了自然的水文循环过程,是造成城市内涝、河湖生态退化等城市水问题的主要原因之一。海绵城市建设及低影响开发利用源头海绵设施或城市绿地断接城市不透水面,减少不透水面的水文效应,是缓解城市水问题... 城市不透水面的快速扩张极大地改变了自然的水文循环过程,是造成城市内涝、河湖生态退化等城市水问题的主要原因之一。海绵城市建设及低影响开发利用源头海绵设施或城市绿地断接城市不透水面,减少不透水面的水文效应,是缓解城市水问题的重要措施。探究不透水面断接的水文效应对我国海绵城市建设具有重要意义。基于全分布式物理水文模型ParFlow.CLM,充分考虑城市地下构筑物,探究了不同土壤质地情景下西宁市某典型居民小区建筑屋顶断接在连续的降雨、蒸发过程中的水文效应。模拟结果显示,利用该居民小区自然绿地断接建筑屋顶能取得较好的径流控制效果:当土壤饱和导水率(K_(s))大于0.01m/h时,屋顶径流的年削减率能达到72.9%以上。屋顶断接在建筑物雨落管附近形成了集中入渗,增加了根区土壤湿度,且这一效应随着土壤渗透性的增加而增强。根区土壤湿度的增加进一步促进了绿地的蒸散发:与屋顶断接前相比,不同土壤质地情景下居民小区年蒸散发总量增加了6.2%~7.8%。另一方面,集中入渗在局部也形成了更深的湿润锋,使得更多下渗水量能够脱离植被根区的蒸散发作用,从而促进根区水分的深层渗漏。模拟结果表明,尽管该居民小区地下停车场限制了大部分区域的深层渗漏,当土壤K_(s)大于0.01m/h时,屋顶断接情景下的年深层渗漏总量仍能超过城市化前的水平。 展开更多

关键词 不透水面断接 海绵城市 低影响开发 ParFlow.CLM 城市地下构筑物

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超深埋隧洞防渗排水措施与衬砌外水压力分布规律 被引量：5

12

作者 苏凯 杨逢杰 +1 位作者 年夫喜 朱洪泽 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2222-2235,共14页

高外水压力是制约超深埋水工隧洞建设的关键性难题之一,以排水孔为中心的综合堵排措施是降低外水压力的主要举措。为克服传统排水孔实体单元法整体网格划分难度大和计算效率较低的问题,首先,基于ABAQUS平台开发了两节点排水孔线单元模型... 高外水压力是制约超深埋水工隧洞建设的关键性难题之一,以排水孔为中心的综合堵排措施是降低外水压力的主要举措。为克服传统排水孔实体单元法整体网格划分难度大和计算效率较低的问题,首先,基于ABAQUS平台开发了两节点排水孔线单元模型,并验证其在隧洞工程数值模拟分析中的正确性和有效性;其次,建立了考虑防渗排水措施的围岩-衬砌三维有限元模型,研究多种防渗排水措施下的隧洞渗流场及衬砌外水压力分布规律;最后,探讨了防渗灌浆圈与排水孔设计参数对外水压力分布的影响,提出了防渗灌浆圈与排水孔间隔布置的原则。研究结果表明:所开发的两节点排水孔线单元具有较高的精度,在排水孔数目繁多的模型中具有极高效率;排水孔数目越多、深度越大、排距越小,衬砌外水压力越低;排水孔能够有效降低衬砌的外水压力,而防渗灌浆圈降外压能力有限;在排水孔末端间隔一定厚度围岩后再施作防渗灌浆圈,可更有效发挥两者的降压作用。 展开更多

关键词 水工隧洞 混凝土衬砌 高外水压力 排水孔 防渗灌浆圈

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植被和气象指数在湖北省干旱评估中的应用探讨 被引量：4

13

作者 邹铠杰 景朝霞 +1 位作者 刘攀 程磊 《人民长江》 北大核心 2020年第7期20-25,45,共7页

近几十年来不断增加的极端干旱事件给湖北省的社会经济发展带来了重大损失,然而湖北省干旱监测评估的相关研究还很有限。基于VCI和SPEI指数评估了湖北省2001~2014年发生干旱条件的时空分布特征;并结合实地调查的干旱受灾面积年鉴数据,... 近几十年来不断增加的极端干旱事件给湖北省的社会经济发展带来了重大损失,然而湖北省干旱监测评估的相关研究还很有限。基于VCI和SPEI指数评估了湖北省2001~2014年发生干旱条件的时空分布特征;并结合实地调查的干旱受灾面积年鉴数据,对比分析了VCI和SPEI指数在年和季节尺度上对研究区域2001~2014年历史干旱评估结果的差异。研究结果表明:①时间上,湖北省发生年尺度全域性气象和植被干旱的频次小,分别为4次和1次,气象干旱的影响范围大于植被干旱;湖北省季节性气象干旱易发生于春季,而发生植被干旱的频率没有显著的季节差异,其中春、秋季发生气象干旱的频率比植被干旱高10%。②空间上,植被干旱主要出现在鄂北和鄂中南地区,而气象干旱则多发生在鄂南地区。③从与实际干旱受灾面积的关系上看,VCI比SPEI指数更加适合评价湖北省的实际干旱状况。 展开更多

关键词 干旱评估 VCI SPEI 干旱站次比 干旱频率 湖北省

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鄱阳湖湿地碟形湖-河流水稳定同位素变化特征及其指示意义 被引量：3

14

作者 陶士勇 张翔 +3 位作者 夏军强 肖洋 熊兴基 徐晶 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期487-498,共12页

为深入认识鄱阳湖湿地区域水循环过程,于2019年112月在鄱阳湖国家级自然保护区对降水、河流水、主要碟形湖水进行系统采集,综合分析碟形湖-河流水稳定同位素的动态变化特征及其指示意义。结果表明,鄱阳湖湿地修河和赣江的同位素组成具... 为深入认识鄱阳湖湿地区域水循环过程,于2019年112月在鄱阳湖国家级自然保护区对降水、河流水、主要碟形湖水进行系统采集,综合分析碟形湖-河流水稳定同位素的动态变化特征及其指示意义。结果表明,鄱阳湖湿地修河和赣江的同位素组成具有明显的季节性变化规律,4月河水同位素最为富集,57月逐渐贫化,之后呈现出不断富集的变化趋势,整体上与降水同位素的时间变化特性相似。在空间分布上,各段河水的同位素组成均具有相对稳定的沿程分布特征,赣江在修河汇入点上、下游的同位素特性在大多数月份没有呈现出明显变化。碟形湖水同位素的年内变化范围比河水大,并且相对富集。主要碟形湖水的δ2 H-δ18 O关系接近当地大气降水线,具有更小的蒸发线斜率以及系统性偏离的特征,反映碟形湖主要受到当地降水补给,经历了一定程度的蒸发作用。基于指数模型方法估算修河和赣江水体的平均滞留时间(mean residence time,MRT)分别为1.54和0.81年,赣江较短的MRT表明鄱阳湖流域具有不同水体组分相互快速转化的水力条件,修河上游柘林水库的调蓄作用导致其MRT明显大于赣江。通过假定碟形湖水的蒸发过程遵循瑞利分馏模型,全年的同位素监测结果揭示蚌湖、沙湖、大湖池的年平均蒸发损失量分别为15.5%、15.0%、14.1%,不同碟形湖之间蒸发程度的差异可能与地形、植被和水动力条件等因素的综合影响有关。 展开更多

关键词 稳定同位素 平均滞留时间 蒸发 碟形湖-河流水 鄱阳湖湿地

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基于水-经济社会-生态环境协同演变的生态流量阈值适宜性研究 被引量：2

15

作者 王钰 张翔 +3 位作者 闫少锋 刘浩源 邓梁堃 付湘 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期47-55,65,共10页

针对天门河-汉北河流域生活-生产-生态“三生”用水矛盾突出、水生态退化及经济社会发展受限等问题,基于水系统理论与系统动力学方法,构建“水-经济社会-生态环境”耦合模型,从系统层面研究河道内生态流量阈值的适宜性。应用情景模拟法... 针对天门河-汉北河流域生活-生产-生态“三生”用水矛盾突出、水生态退化及经济社会发展受限等问题,基于水系统理论与系统动力学方法,构建“水-经济社会-生态环境”耦合模型,从系统层面研究河道内生态流量阈值的适宜性。应用情景模拟法,考虑高效节水、再生水利用率提高等调控措施及未来天然来水的不确定性,设置9种情景模拟2022—2035年研究区高、中、低3种生态流量阈值下的水资源供需及经济社会发展态势。结果表明:高效节水和再生水利用率提高均有利于缓解因生态流量阈值增大而引起的区域水资源用户间的冲突问题;从“水-经济社会-生态环境”协调发展的角度分析,建议研究区丰水年(P=25%)生态流量阈值设置为年径流量的30%~50%,平水年(P=50%)和枯水年(P=75%)生态流量阈值设置为年径流量的10%~30%;增大生态流量阈值的同时应采取提高水资源利用效率的调控措施。研究结果从“水-经济社会-生态环境”耦合系统的协同演化机制出发分析河流生态流量阈值的适宜性,为复杂水资源系统的优化运行与科学管理提供了理论基础。 展开更多

关键词 水系统 “水-经济社会-生态环境”耦合 生态流量阈值 适宜性 系统动力学

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鄱阳湖典型洲滩湿地植物水碳稳定同位素与内在水分利用效率变化特征 被引量：2

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作者 陶士勇 张翔 +4 位作者 夏军强 刘浩源 徐晶 熊兴基 肖洋 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期99-111,共13页

在极端水文事件频发和人类活动影响加剧的背景下,鄱阳湖水文情势的异常变动给洲滩湿地植物带来了一系列影响。为进一步了解鄱阳湖湿地植物水分利用来源和内在水分利用效率(iWUE)的季节变化规律,揭示优势植物在生长过程中对不同水分变化... 在极端水文事件频发和人类活动影响加剧的背景下,鄱阳湖水文情势的异常变动给洲滩湿地植物带来了一系列影响。为进一步了解鄱阳湖湿地植物水分利用来源和内在水分利用效率(iWUE)的季节变化规律,揭示优势植物在生长过程中对不同水分变化的适应策略,于2020年12月-2021年5月在鄱阳湖国家级自然保护区蚌湖和修河之间的典型洲滩湿地上设置监测断面,对灰化苔草(Carex cinerascens)、南荻(Triarrhena lutarioriparia)植物样品及其潜在水源样品进行系统采集,测定并分析了水、碳稳定同位素的动态变化特征和指示意义。结果表明,典型洲滩湿地苔草和南荻植物茎水的氢、氧稳定同位素组成没有表现出明显差异,从冬季至春季,植物茎水的δ^(18)O值总体上均呈现波动富集的变化趋势。苔草在春季生长期iWUE没有表现出明显变化,而南荻在萌发时期iWUE最低,之后的生长期iWUE具有显著的增长趋势。在各潜在水源当中,植物茎水的同位素组成与土层中的重力水最为相近,其次为与根系分布联系密切的土壤水。在春季降水频繁时,来源于降水且埋深较浅的重力水可能是植物利用的主要水源,而在枯水期重力水埋深较深时,植物采取降水和土壤水的混合利用模式应对水分胁迫。植物叶片有机质的δ^(18)O值分析发现,苔草在萌发生长期i WUE的变化与光合作用能力相关的因素有关,南荻iWUE的变化主要受气孔导度变化的影响。 展开更多

关键词 稳定同位素 植物水分来源 内在水分利用效率 叶片有机质 湿地生态系统

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海绵设施结构参数的敏感度分析与优化——以成都某住宅区域为例

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作者 刘洁 张翔 郭舟 《中国农村水利水电》 北大核心 2024年第9期160-164,共5页

在城市化与气候变化影响下,城市洪涝与水污染等城市水问题愈发严重,海绵城市作为新一代的雨洪管理理念,通过“源头消减,过程控制和末端治理”的方法协同控制径流,提高城市的环境适应性。现有研究多集中于对单一设施的径流控制效果研究,... 在城市化与气候变化影响下,城市洪涝与水污染等城市水问题愈发严重,海绵城市作为新一代的雨洪管理理念,通过“源头消减,过程控制和末端治理”的方法协同控制径流,提高城市的环境适应性。现有研究多集中于对单一设施的径流控制效果研究,而对多种设施的参数组合分析较少。为探讨多种海绵设施结构参数变化对径流控制效果的敏感性以及影响机理,研究选取成都市某典型住宅区为对象,开展了生物滞留池、绿色屋顶、透水铺装和植草沟等四种海绵设施结构参数的敏感性分析与优化,并在该区域构建了城市雨洪管理SWMM模型,结合参数优化结果以及SWMM模型,对不同降雨情景下的组合设施进行区域径流控制效果的模拟。结果表明:生物滞留池和绿色屋顶的种植层厚度和土壤孔隙度,透水铺装的蓄水层厚度与孔隙度,植草沟的曼宁系数和蓄水层深度是对径流敏感度最高的因子;降雨重现期越大,结构参数的影响越大,且绿色屋顶的种植土层厚度和孔隙度改变对径流系数影响最为显著;在优化结构参数后,布设海绵设施可以实现40.49%~65.67%的径流峰值削减率,以及10~20min的径流峰值延缓时间,其削减程度随着重现期的增大而减小。研究结果为海绵城市设施的结构和布局优化提供了理论依据和实践案例,有助于实现海绵城市建设的最优径流控制效果。 展开更多

关键词 海绵城市 结构参数 敏感性分析 城市内涝 径流控制

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裸露段海底电缆落锚撞击变形响应研究 被引量：1

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作者 黄忠顺 沙欣宇 +1 位作者 闻婧哲 苏凯 《海洋工程》 北大核心 2025年第3期173-183,共11页

船舶落锚撞击海底电缆事故频发,严重威胁海缆安全稳定运行。依托广西防城港某海上风电项目,采用无限元法模拟半无限地基及海缆的辐射效应,在Abaqus中建立船锚-海缆-海床的有限元-无限元耦合模型,获取海缆落锚撞击时的变形响应规律,并研... 船舶落锚撞击海底电缆事故频发,严重威胁海缆安全稳定运行。依托广西防城港某海上风电项目,采用无限元法模拟半无限地基及海缆的辐射效应,在Abaqus中建立船锚-海缆-海床的有限元-无限元耦合模型,获取海缆落锚撞击时的变形响应规律,并研究了海床性质、撞击角度、落锚质量和撞击速度等因素对海缆损伤变形的影响。研究结果表明:1)海缆锚砸过程可分为冲击段、转折段和回弹段3个阶段,铠装钢丝层是主要的承载构件,内部结构层动态应力演化过程相较铠装钢丝层存在滞后现象;2)海缆局部凹陷变形随土体弹性模量增大而增大,海缆整体弯曲变形随土体弹性模量的增大而减小;3)光纤单元的纵向压缩率随冲击角度的增大而减小,冲击角度对铠装层凹陷变形影响不大,对于三芯复合海缆,在冲击角0°下出现光纤单元截面变形最大值,在冲击角60°时出现最小值;4)船锚的质量对海缆整体弯曲变形影响较大,船锚的速度对海缆局部凹陷变形影响较大。 展开更多

关键词 海底电缆 落锚撞击 有限元-无限元耦合 数值模拟 结构损伤

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快速城市化流域综合径流系数确定方法比较研究 被引量：11

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作者 殷书梅 龚莉 张翔 《人民长江》 北大核心 2022年第8期87-93,共7页

径流系数是表征流域的产水能力、反映自然地理因素对降水形成径流过程影响程度的重要参数。针对快速城市化背景下的海绵城市规划建设需求,为了寻求具有一定物理基础且较简捷快速的方法来确定区域产流,以武汉市后湖流域为研究对象,采用... 径流系数是表征流域的产水能力、反映自然地理因素对降水形成径流过程影响程度的重要参数。针对快速城市化背景下的海绵城市规划建设需求,为了寻求具有一定物理基础且较简捷快速的方法来确定区域产流,以武汉市后湖流域为研究对象,采用基于降雨径流试验的拟合函数、面积加权法和水量平衡法3种方法计算综合径流系数,并分析比较各个方法的优缺点。结果表明:①后湖流域3种方法计算的综合径流系数值分别为0.49,0.49和0.58;基于试验的拟合函数法计算简便,面积加权法各土地利用类型的径流系数取值主观性较大,水量平衡法具有水文学原理,适用于监测资料较充足区域。②降雨过程水量平衡法计算结果表明,前期影响雨量对场次径流系数有较大影响,在规划设计中应结合设计工况对应的成灾雨型、雨量、设计重现期等影响因素,优选水量平衡计算法。③当实测资料较为缺乏时,综合考虑排水规范中面积加权法和降雨径流试验方法可以快速得到区域综合径流系数的参考值。研究成果可为城市水资源利用和海绵城市建设提供参考。 展开更多

关键词 湖泊流域 综合径流系数 降雨径流试验 面积加权法 水量平衡法 快速城市化 海绵城市 后湖流域 武汉市

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长江流域上中下游基流演变规律及与降水量关联分析 被引量：7

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作者 黄珊珊 董前进 《水电能源科学》 北大核心 2022年第7期10-13,共4页

气候变化及频繁的人类活动给自然水循环过程带来强烈的扰动,使得径流的演变规律变得复杂,深入分析流域径流组分演变规律及归因辨识是合理利用与保护水资源的基础。基于长江流域三个代表性水文站点1952~2014年日径流数据及146个气象水文... 气候变化及频繁的人类活动给自然水循环过程带来强烈的扰动,使得径流的演变规律变得复杂,深入分析流域径流组分演变规律及归因辨识是合理利用与保护水资源的基础。基于长江流域三个代表性水文站点1952~2014年日径流数据及146个气象水文站点,采用L-H数字滤波法进行径流分割,获得基流序列及基流指数(BFI),分析了径流、基流及BFI的年、代、季演变规律,并绘制小波相干功率谱图以探求基流序列与面降水量之间的关联。结果表明,长江流域年径流、基流出现明显的下降趋势,BFI从21世纪开始呈现持续缓慢上升状态;基流与降水序列在8~18月尺度范围内存在密切相关,上游降水序列先于基流大约0.2个周期变化,中游和下游的降水序列与基流变化保持同步;上游至下游基流与降水之间的显著性程度降低,变化规律逐渐复杂。 展开更多

关键词 基流分割 L-H滤波分析 BFI指数 小波相干分析

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