1988-2018年洞庭湖北部地区地表水资源量演变分析 被引量：4

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作者 黄草 姜万 +2 位作者 冯迪子 曾杭 周慧 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第3期37-43,共7页

洞庭湖区水资源总量较为丰富,但近年来在气候变化以及强人类活动的影响下,水资源短缺问题日益凸显。根据1988-2018年的降水及径流数据,采用趋势及突变分析等方法分析了洞庭湖北部地区降水量和地表水资源量的演变特征。结果表明:洞庭湖... 洞庭湖区水资源总量较为丰富,但近年来在气候变化以及强人类活动的影响下,水资源短缺问题日益凸显。根据1988-2018年的降水及径流数据,采用趋势及突变分析等方法分析了洞庭湖北部地区降水量和地表水资源量的演变特征。结果表明:洞庭湖北部地区降水量呈先减小后增大的趋势,年际波动增大,荆南“三河”径流量呈显著减少;与1988-2003年(三峡水库蓄水前)相比,2004-2018年(三峡水库蓄水后)洞庭湖北部地区本地水资源量由38.90×10^(8)m^(3)减少到30.07×10^(8)m^(3),减小幅度为22.7%;过境水资源量由608.7×10^(8)m^(3)减小到471.4×10^(8)m^(3),减幅为22.6%;2004-2018年洞庭湖北部地区9、10月的过境水资源量大幅减少,其中10月份减少幅度达45%。 展开更多

关键词 本地水资源量 过境水资源量 演变分析 洞庭湖

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极端气候下洞庭湖河水地下水相互作用:以资江洞庭湖河段为例

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作者 谌宏伟 朱智超 +4 位作者 李正最 喻娓厚 周慧 于莎莎 彭向训 《地学前缘》 北大核心 2025年第2期445-455,共11页

以2022年洞庭湖为研究背景,以资江洞庭湖河段为研究对象,采用水化学和氡同位素联合示踪的方法,探讨洞庭湖区不同季节河水地下水相互作用关系,以揭示极端气候条件下湖区河道水交换的异常变化。1月和8月研究河段河水均为HCO_(3)-Ca型,地... 以2022年洞庭湖为研究背景,以资江洞庭湖河段为研究对象,采用水化学和氡同位素联合示踪的方法,探讨洞庭湖区不同季节河水地下水相互作用关系,以揭示极端气候条件下湖区河道水交换的异常变化。1月和8月研究河段河水均为HCO_(3)-Ca型,地下水分别为HCO_(3)-Ca型和HCO_(3)-Ca与HCO_(3)·SO_(4)-Ca型,均主要受岩石溶滤控制,且均表现出河水地下水一定程度混合的特征。1月和8月地下水^(222)Rn浓度平均分别是河水的21和23倍,且两类水体均为1月高于8月。1月和8月河水TDS和Cl^(-)沿程均小幅度起伏变化,地下水中则以与河水总体相近的趋势大幅度波动;1月河水和地下水^(222)Rn浓度沿程为总体先升后降的大幅度波动特征,8月则表现为上半河段变化趋势相反、下半河段趋势相近。综合分析认为:1月和8月研究河段上游和下游一定范围内均为地下水补给河水,中部一定范围内补给减弱;1月和8月地下水补给河水的速率分别为0.39×10^(-4)和0.44×10^(-4) m^(3)/(s·m),补给量分别为1.24和1.39 m^(3)/s。2022年的极端气候导致洞庭湖平原区河水和地下水相互作用关系出现异常,研究河段1月地下水补给河水强度增加,8月由通常的河水补给地下水逆转为地下水补给河水。极端气候不仅影响了洞庭湖平原河道水交换模式和强度,还可能导致河道生态系统的物质循环和能量流动功能出现异常。 展开更多

关键词 水化学 氡同位素 河水 地下水 相互作用 极端气候 洞庭湖

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基于Copula函数的湘江流域气象干旱向水文干旱传播特性 被引量：17

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作者 隆院男 黄崇荣 +3 位作者 李正最 魏永强 宋昕熠 黄志勇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第21期66-78,共13页

水文干旱的发生往往与气象干旱的发生密切相关,因此揭示两者间的响应关系对干旱预警及水资源管理具有极其重要意义。该研究以湘江流域为研究对象,采用标准化降水指数(standard precipitation index,SPI)和标准化径流指数(standard runof... 水文干旱的发生往往与气象干旱的发生密切相关,因此揭示两者间的响应关系对干旱预警及水资源管理具有极其重要意义。该研究以湘江流域为研究对象,采用标准化降水指数(standard precipitation index,SPI)和标准化径流指数(standard runoff index,SRI)分别表征气象干旱和水文干旱,采用皮尔逊相关系数确定干旱响应时间,并结合游程理论识别、融合和剔除干旱事件,分析湘江流域上、中、下游不同季节干旱的趋势性及周期性,最后建立基于Copula函数耦合贝叶斯网络模型的气象-水文干旱特征响应概率曲线。结果表明:湘江流域气象干旱到水文干旱的传播时间为2个月,阈值组合[0.5、0、-0.5]相较于组合[0、-0.3、-0.5]识别得到的干旱事件更优;下游发生水文干旱的情况最为严重,中游气象干旱最为严重,整体上水文干旱发生历时和烈度的最大值均大于气象干旱;流域整体有湿润化趋势,但是在夏季和秋季,存在干旱化的趋势;干湿变化存在几个较为明显的震荡周期,分别为3~5、6~10和18~21 a;对于联合分布函数,除了上游和下游气象-水文干旱烈度的最优联合分布为Gumbel Copula函数,其余干旱特征变量的最优联合分布均为Frank Copula函数;水文干旱历时、烈度的响应概率随气象干旱特征变量的增加而增加,但当气象干旱历时超出特定阈值时,水文干旱历时对其响应概率将趋于稳定,即当气象干旱历时超过特定阈值后,将不会进一步延长水文干旱的发生时长。该研究对深入了解湘江流域的干旱机理以及指导该地区防旱抗旱工作均具有重大意义。 展开更多

关键词 气象干旱 水文干旱 COPULA函数 贝叶斯网络 响应关系 湘江流域

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2003—2022年洞庭湖区碳储量变化趋势及驱动因素分析

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作者 李文婕 黄草 +2 位作者 夏丹 周慧 陈玮靖 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第8期32-48,共17页

【目的】作为我国重要的生态屏障,洞庭湖不仅在调节区域气候和维持生物多样性方面发挥着关键作用,也具有显著的固碳能力。旨在分析洞庭湖区的碳储量及其变化趋势,探索不同水文气象要素对碳储量变化的影响,为区域碳管理与生态保护提供科... 【目的】作为我国重要的生态屏障,洞庭湖不仅在调节区域气候和维持生物多样性方面发挥着关键作用,也具有显著的固碳能力。旨在分析洞庭湖区的碳储量及其变化趋势,探索不同水文气象要素对碳储量变化的影响,为区域碳管理与生态保护提供科学依据。【方法】基于2003—2022年的遥感数据与修正后的碳密度数据,结合InVEST模型,量化分析洞庭湖区域碳储量的动态变化,探讨碳储量的时空分布特征以及碳储量变化的影响因素。【结果】(1)2003—2022年洞庭湖区碳储量均值为7.6056×10^(8) t,2007年的碳储量最小,为7.3684×10^(8) t,2005年的碳储量最大,为7.9047×10^(8) t,区域碳储量整体呈下降趋势,年均下降0.12%;(2)碳储量受土地利用的影响显著,丘陵区(林地)、平原区(草地和耕地)和水域(水体和滩地)单位面积的碳储量均值分别为27.05 kg/m^(2)、14.27 kg/m^(2)和1.99 kg/m^(2);(3)碳储量的变化受到气温、降雨量等水文气象要素影响,年平均温度与碳储量变化呈负相关,冬季(10月至12月)降水量与碳储量呈正相关。【结论】2003—2022年洞庭湖区碳储量总体呈下降趋势,表明区域碳汇功能减弱。碳储量在不同区域间存在显著差异,其中丘陵区因森林覆盖率高对碳汇能力贡献最大,水域最低。土地利用变化、气候波动和水文条件显著影响碳储量,气温升高抑制碳储存,冬季降水则增加促进碳汇。合理应对气候变化以及优化土地利用结构是提升洞庭湖区碳汇功能的重要策略。 展开更多

关键词 碳储量 InVEST模型 洞庭湖 土地利用变化 影响因素

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考虑坡面沟流的土壤含水量精细化模拟及应用

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作者 童冰星 陈瑜彬 +3 位作者 张潇 许银山 吕坤 马润佳 《水科学进展》 北大核心 2025年第3期493-504,共12页

为了精细化模拟土壤含水量时空动态过程,量化考虑坡面沟流对下坡向沿程土壤含水量的影响,将流域离散为若干正交的栅格单元,建立考虑坡面沟流的分布式降雨径流模型(Grid-XAJ-SS),概化坡面水流经由沟道系统的汇集过程,设计栅格单元间水流... 为了精细化模拟土壤含水量时空动态过程,量化考虑坡面沟流对下坡向沿程土壤含水量的影响,将流域离散为若干正交的栅格单元,建立考虑坡面沟流的分布式降雨径流模型(Grid-XAJ-SS),概化坡面水流经由沟道系统的汇集过程,设计栅格单元间水流沿程再分配机制,精细化模拟土壤含水量。研究结果表明:Grid-XAJ-SS模拟的五强溪区间流域2014—2024年洪水的径流深相对误差和洪峰相对误差绝对值的均值分别约为4.7%和5.5%,土壤含水量空间分布与降雨中心位置的相关系数为0.66,和LPRM AMSR2产品在不同区域间变化的秩相关系数为0.47;考虑坡面沟流的百米分辨率、小时尺度土壤含水量模拟结果可以合理反映出土壤饱和区域由狭长河谷向坡面上溯扩展、最终形成块状连续区域的动态过程;土壤含水量空间分布变化与降雨过程合理相关,并与土壤墒情站点监测结果较为一致,不同区域的土壤水含量相对大小规律与卫星遥感反演的LPRM AMSR2土壤水产品具有显著相关关系,并且其结果能够为高精度的径流模拟提供保障。 展开更多

关键词 土壤含水量 坡面沟流 分布式降雨径流模型 LPRM AMSR2产品 五强溪区间流域

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基于氡同位素示踪的洞庭湖区枯水期湖水与地下水交互作用研究 被引量：4

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作者 谌宏伟 杨瑶 +6 位作者 黄荷 周慧 彭向训 于莎莎 喻娓厚 李正最 王赵国 《地学前缘》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期423-434,共12页

洞庭湖区水系发达,水文地质条件复杂,人类活动强烈,地表水和地下水的水力联系变化频繁,其研究的难度以及由此造成的研究不足影响了对湖区地下水赋存和运动规律的深入认识。本文以洞庭湖整体为研究对象,采用水位动态分析和氡(222 Rn)同... 洞庭湖区水系发达,水文地质条件复杂,人类活动强烈,地表水和地下水的水力联系变化频繁,其研究的难度以及由此造成的研究不足影响了对湖区地下水赋存和运动规律的深入认识。本文以洞庭湖整体为研究对象,采用水位动态分析和氡(222 Rn)同位素示踪法,定性和定量研究枯水期洞庭湖区地表水与地下水的交互作用关系与交互通量。枯水期洞庭湖区水位和氡浓度空间分布特征指示研究区内地下水向湖水排泄,尤以东洞庭湖最为显著。氡箱模型计算结果显示枯水期地下水排泄222 Rn通量为455.09 Bq/(m^(2)·d),占总输入222 Rn通量的60.07%,地下水排泄总量为0.29×10^(8)m^(3)/d,平均排泄速率为56.27 mm/d,地下水排泄对湖水的贡献率为7.04%。敏感性分析表明:风速、地下水和湖水222 Rn浓度以及湖面面积等参数较为敏感,合理布置取样点并提高敏感参数测量准确度能提高模型计算结果的可靠度。氡同位素示踪法物理意义明确、操作过程简便,是研究复杂区域地下水补、径、排特征的有效方法。研究成果一定程度上提供了洞庭湖区水量均衡的更多认识,可为洞庭湖区地下水资源评价和管理提供参考。 展开更多

关键词 地表水地下水交互作用 水位动态 氡同位素 枯水期 洞庭湖区

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基于大型底栖动物完整性指数与综合生物指数的水生态评价 被引量：14

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作者 姚琦 黎明杰 +7 位作者 麻林 唐哲 朱熠 刘阳圆 蔡永久 燕文明 张又 李宽意 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1476-1486,共11页

针对不同流域部分生物指数评价标准并不统一的问题,利用熵权法构建综合生物指数(CBI)统一模糊评价标准,同时计算底栖动物完整性指数进行评价结果验证.以2021年秋季和2022年春季东洞庭湖10个监测点的数据为基础,通过对25个候选参数逐步筛... 针对不同流域部分生物指数评价标准并不统一的问题,利用熵权法构建综合生物指数(CBI)统一模糊评价标准,同时计算底栖动物完整性指数进行评价结果验证.以2021年秋季和2022年春季东洞庭湖10个监测点的数据为基础,通过对25个候选参数逐步筛选,选出M3(软体动物分类单元数)、M9(耐污类群相对丰度)、M13(BI指数)和M22(Shannon-Wiener指数)4个秋季核心参数以及M6(摇蚊个体相对丰度)、M13、M16(BPI指数)和M24(Margalef指数)4个春季核心参数,采用比值法统一量纲后累加计算底栖动物完整性指数,再对BPI、FBI、Shannon-Wiener、BMWP指数客观定权后计算CBI指数划分出5个状态进行对比,结果表明:B-IBI指数和CBI指数均得出靠近出湖河道点位较为健康,湖体点位多为一般和较差,整体秋季健康状况略好于春季,六门闸附近为极差状态,可能是因为该区域是东洞庭湖的闸口之一,常年关闭导致水体流动性较差,开闸放水后沉积物中的淤泥会释放污染物使得湖区总氮超标,进而影响了大型底栖动物的完整性.CBI指数与B-IBI指数以及COD_(Mn)、TLI(∑)指数等相关分析结果良好,表明利用综合生物指数和底栖动物完整性指数结合能为东洞庭湖的水生态健康评价提供参考. 展开更多

关键词 大型底栖动物 生物完整性指数 熵权法 水生态健康 东洞庭湖

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栾川矿集区钼矿尾渣与土壤中钼的迁移转化机理 被引量：1

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作者 潘飞飞 谌宏伟 +5 位作者 陈丹利 赵膂 李正最 陈辉 彭向训 刘京 《现代地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期755-763,共9页

为提供栾川矿集区所在流域下游水源地陆浑水库Mo污染的源头控制依据,开展了6座钼矿尾矿库尾渣和土壤的野外调查及三道庄尾矿库尾渣和土壤的Mo赋存形态分析和降雨淋滤试验,以探讨Mo在钼矿尾渣与土壤中的迁移转化机理。结果显示,尾矿库尾... 为提供栾川矿集区所在流域下游水源地陆浑水库Mo污染的源头控制依据,开展了6座钼矿尾矿库尾渣和土壤的野外调查及三道庄尾矿库尾渣和土壤的Mo赋存形态分析和降雨淋滤试验,以探讨Mo在钼矿尾渣与土壤中的迁移转化机理。结果显示,尾矿库尾渣Mo平均含量为238.24 mg/kg,浸出液Mo含量达0.26 mg/L;土壤Mo平均含量为125.88 mg/kg;尾渣残渣态Mo占比97.71%,土壤残渣态Mo占比63.66%,可交换态和碳酸盐结合态分别占比22.35%和11.80%。酸-偏碱性降雨淋滤后,尾渣中残渣态Mo占比不同程度减少,中-偏碱性降雨更利于尾渣残渣态Mo向碳酸盐结合态转化,使之由淋滤前的1.19%分别增加到18.85%和24.14%,提高了尾渣中Mo的迁移性。酸性降雨时土壤铁锰氧化态和有机态Mo占比大幅度升高,其他形态Mo占比均一定幅度降低;中性-偏碱性降雨时土壤残渣态和有机态Mo占比升高,碳酸盐结合态和铁锰氧化态大幅度降低,表示酸性降雨可促进土壤中形成铁锰等钼酸盐,而中-偏碱性降雨可能有利于土壤中形成铁锰等氢氧化物和碳酸盐,阻碍了铁锰等钼酸盐的产生,一定程度上提高了Mo的迁移性。因尾渣和土壤矿物组成和理化性质不同,降雨淋滤下Mo在两者中的迁移转化机理存在一定差异,但总体而言,酸-偏碱性降雨均可促进Mo的迁移转化,从而影响水土环境。 展开更多

关键词 钼矿尾渣 土壤 MO 降雨淋滤 赋存形态 栾川矿集区

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缺资料地区小型水库纳雨能力计算模型构建及应用 被引量：1

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作者 童冰星 张潇 +3 位作者 张俊 李洁 江冬青 吕坤 《人民长江》 北大核心 2024年第8期96-102,共7页

针对缺资料地区小型水库预警难题,构建了考虑不同小水库运行方式的纳雨能力计算模型,并提出适用于缺资料地区的模型参数方案,开发考虑未来降雨的纳雨能力迭代试算方法。以2023年8月21日为起始时刻,计算湖南省缺资料地区32座试点小型水... 针对缺资料地区小型水库预警难题,构建了考虑不同小水库运行方式的纳雨能力计算模型,并提出适用于缺资料地区的模型参数方案,开发考虑未来降雨的纳雨能力迭代试算方法。以2023年8月21日为起始时刻,计算湖南省缺资料地区32座试点小型水库的纳雨能力,并以和平水库为例开展纳雨能力滚动计算。结果表明:计算得到的试点小型水库防洪风险与降雨分布合理相关,能够直观展现降雨主落区内的高风险水库分布,实现了库水位和前期降雨对于纳雨能力影响的合理量化,并且能够实时反映不同时期影响纳雨能力的主要因素的动态变化。 展开更多

关键词 小型水库 纳雨能力 前期影响雨量 迭代试算 缺资料地区 湖南省

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少资料地区暴雨洪水洪峰流量计算探讨--以洈水支流南河2023年8月27日的洪水为例

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作者 辛春辉 陈绍良 《农业灾害研究》 2024年第3期179-181,共3页

洪峰流量和洪峰水位是非常重要的水文参数,而这2个参数的计算非常复杂。若资料较少的地区想要计算这2个参数则难度更大。以洈水支流南河2023年8月27日洪水为例,对少资料地区暴雨洪水洪峰流量计算进行了探讨,为暴雨洪水洪峰流量计算提供... 洪峰流量和洪峰水位是非常重要的水文参数,而这2个参数的计算非常复杂。若资料较少的地区想要计算这2个参数则难度更大。以洈水支流南河2023年8月27日洪水为例,对少资料地区暴雨洪水洪峰流量计算进行了探讨,为暴雨洪水洪峰流量计算提供借鉴。 展开更多

关键词 洪峰流量 洪峰水位 暴雨

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基于SWAT模型的湘江永州流域非点源氮磷污染特征分析 被引量：13

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作者 武力 刘慧莹 +2 位作者 向超 王敦球 陈喆 《中国环境监测》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期65-74,共10页

为精准治理流域非点源氮磷污染,基于SWAT模型,运用本地区第二次全国污染源普查数据和2000—2019年流域水文、水质数据,开展湘江永州流域非点源氮磷污染模拟。结果表明:湘江永州流域建立的SWAT模型具有较好的模拟效果,流域2005—2019年... 为精准治理流域非点源氮磷污染,基于SWAT模型,运用本地区第二次全国污染源普查数据和2000—2019年流域水文、水质数据,开展湘江永州流域非点源氮磷污染模拟。结果表明:湘江永州流域建立的SWAT模型具有较好的模拟效果,流域2005—2019年的总氮月均污染负荷为383.40~17 998.70 t/m;总磷月均污染负荷为64.62~567.86 t/m,总氮和总磷各月污染负荷均与各月降雨量呈显著相关关系;农田和林地是本流域总氮、总磷污染负荷总量最大的2种用地类型,但两者之间单位面积输出的污染负荷强度却相反,林地对流域水污染防控具有正面效应,农田种植面源污染是非点源氮磷污染治理的重点。 展开更多

关键词 湘江永州流域 SWAT模型 氮磷污染

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二层测速方式超声波时差法测流参数自率定方法研究 被引量：6

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作者 李正最 李昕潼 张志明 《水文》 CSCD 北大核心 2023年第3期101-106,共6页

为解决超声波时差法比测率定的难题,采用二层测速方式构建基于垂向流速分布的河流断面水平层流速与断面平均流速的转换数学模型,通过二个水平层流速的信息提取与流速分布模型参数识别,获取河流断面流速分布特征,进而完成流量计算参数的... 为解决超声波时差法比测率定的难题,采用二层测速方式构建基于垂向流速分布的河流断面水平层流速与断面平均流速的转换数学模型,通过二个水平层流速的信息提取与流速分布模型参数识别,获取河流断面流速分布特征,进而完成流量计算参数的率定,实现水平层流速与断面平均流速的转换计算。通过湘潭水文站实例验证,水平层流速与断面平均流速转换模型计算的流量成果精度能够满足流量测验精度要求。 展开更多

关键词 超声波时差法 流速分布 流速转换模型 流量计算 参数自率定

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湘江2017年与2019年两场特大洪水的对比分析 被引量：4

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作者 沈倩娜 张霞 《水文》 CSCD 北大核心 2021年第2期80-85,共6页

2017年6月下旬到7月初,2019年7月上旬到中旬,湘江干流接连发生特大洪水。通过分析湘江流域多个测站的水文整编资料,结合部分实时信息,从降雨过程时空分布、干支流有关测站洪水水位流量过程、洪水组成、洪量、洪水传播时间与宣泄速度等方... 2017年6月下旬到7月初,2019年7月上旬到中旬,湘江干流接连发生特大洪水。通过分析湘江流域多个测站的水文整编资料,结合部分实时信息,从降雨过程时空分布、干支流有关测站洪水水位流量过程、洪水组成、洪量、洪水传播时间与宣泄速度等方面,对2017年洪水与2019年洪水的暴雨洪水特征进行了对比分析。2017年洪水,湘潭站上游的衡山、衡阳、冷水滩站水位过程与流量过程对应呈双峰形状,而湘潭站水位过程没有出现双峰;2019年洪水,湘江干流上下游站点的水位过程与流量过程基本对应,均呈双峰形状;2017年洪水宣泄慢,2019年洪水宣泄极快。2017年洪水与2019年洪水流量过程与水位过程起伏不对应、洪水宣泄速度的差异主要是由于洞庭湖水位顶托因素影响导致。 展开更多

关键词 流域 暴雨 洪水 湘江 洞庭湖

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