黄河源区水源涵养能力研究综述

黄河源区是黄河流域的主要产流区和水源涵养区,近年来源区径流量呈下降趋势,气温、降水、辐射、潜在蒸散发等是影响水源涵养的主要气候因素,草地退化、湿地萎缩、冻土消融也使得水源涵养单元受到显著影响。为科学认识和理解黄河源区水源涵养功能对湿地保护、水资源调蓄的重要意义,总结了水源涵养功能及其评估方法,阐述了黄河源区生态景观演变过程和泥炭地储水量研究现状,分析了不同水源涵养单元对源区水源涵养能力的影响。指出融合多种研究手段、方法,多尺度、多过程、多要素揭示黄河源区水源涵养变化机理是未来黄河源区水源涵养功能研究的发展方向。     

原木跌水结构对河流潜流带温度场的影响

为探究原木跌水结构对河流潜流带温度场的影响,应用有限元软件COMSOL Multiphysics构建了地表水-地下水二维耦合模型,分析原木跌水结构的高度、间距及数量等参数变化对河流潜流带温度场的影响规律。结果表明：河道中原木跌水结构的添加会改变潜流带局部的压力分布,增加原木高度、间距和数量都会使河床压力最大值增大;随着原木跌水结构高度增加,原木下方区域温度受地表水水温的影响范围扩大;随着原木跌水结构间距和数量的增加,潜流带热缓冲作用增强。原木跌水结构设置参数的变化将不同程度影响潜流带温度场的变化和热缓冲作用,引起潜流带内部的热异质性,从而增加底栖生物和水生生境的多样性。     

我国沿海生态植被消波研究进展

为对我国沿海生态植被消波研究进行综述,首先以消波植被作为切入点,分析了植被的刚度、分布以及非均匀性对消波效果的影响;进而,以水动力输入条件为切入点,综述了不同波浪情况下生态植被消波研究方法的异同;最后,将传统防波堤与生态植被消波进行对比,探讨二者在海岸条件、消波机制、生态效益、后期维护等方面的差异。认为消波植被刚度、分布、非均匀性等问题可以作为后续研究的方向,同时可尝试将防波堤消波与生态植被消波相结合,兼顾防灾减灾和生态保护的功能。     

基于改进 abcd 模型的黄河源区径流变化与归因

为改进模型对高寒地区融雪径流模拟不足的缺陷,将融雪模块耦合到传统 abcd 模型。利用 1980—2018 年逐月实测的径流数据和通过 AnuSpline 方法插值的格网气象要素,驱动改进后的abcd 模型,分析三江源生态保护措施实施前后（1980—1999 年和 2000—2018 年）黄河源区径流的动态变化,并量化关键气象因素与人类活动对径流变化的影响程度,即相对贡献。结果表明：耦合融雪模块的 abcd-snow 模型完善了高寒地区水文过程的模拟,提高对径流的模拟性能,在黄河源区表现出较好的适用性;整个研究时段黄河源区的实测径流呈不显著减少趋势（?0.80?mm/a,p>0.05）,但 2000 年前径流则呈现显著下降趋势（?4.12?mm/a,p<0.05）,2000 年后径流则呈显著增加趋势（3.16?mm/a,p<0.05）;?归因分析表明气候变化是源区径流变化的主导因素。2000 年前,气候变化对径流减少的相对贡献率为 62.8%,人类活动对径流的贡献为 37.2%;2000 年后,气候变化对径流增加的贡献率达到 120.0?%,人类活动对径流的贡献为?20.0%。其中：降水的变化是决定径流变化主导因素;其他气候因素的相对贡献较小;以人类活动为主的生态恢复可显著降低河川径流。本研究有助于理解气候变化和下垫面变化对黄河源区水资源变化的系统驱动机理,并为流域水资源合理配置提供科学参考依据。     

近60年长江流域河流纵向连通性演变特征

以长江流域为研究区,基于流域内水库、水电站、水闸和橡胶坝等4类拦河建筑物建设情况,采用阻隔系数法、最长连续河段占比法和区域整体法3种评价方法,探究近60年长江流域河流纵向连通性的演变特征。结果表明：基于阻隔系数法和最长连续河段占比法,2018年长江流域45条主要河流中评价等级为差、劣的河流数量皆为30条;在时间维度上,近60年长江流域主要河流的纵向连通性呈逐渐恶化的趋势,其中2000—2018年纵向连通性恶化最为显著;在空间分布上,评价等级为劣的主要河流集中分布在岷沱江、嘉陵江和洞庭湖水系水资源二级区;基于区域整体法,2000—2018年是长江流域二级区河流纵向连通性整体恶化的时期,2018年长江流域12个水资源二级区中有5个二级区的河流纵向连通性评价等级为优、良,其余7个二级区评价等级为中、差和劣。研究结果可为长江流域河流生态系统的保护修复提供参考。     

冻土水文地质学研究进展

冻土水文地质学主要研究冻土区水分要素的时空分布和运动规律及其与冻土间的相互作用。在微观上,冻结温度、未冻水含量以及孔隙水压力等冻土层独有的水热参数决定了冻土的结构和物理力学性质,同时影响了冻土层的冻融过程。而宏观上,冻土层的存在改变了常规的地表径流和水系模式,地下水的循环系统也由于冻土层的季节性冻融发生了根本变化,形成了冻土区独特的水文地质条件。从微观和宏观两种角度系统归纳与总结国内外冻土水文地质学研究进展,并分析包括地球物理技术、水化学、冻土水文模型在内的技术方法,同时对高寒区特有的地下水溢流冰、融雪入渗和冻土保墒现象的研究成果进行总结与分析。冻土水文的发展趋势应在积累研究数据和技术方法的基础上进一步探索产汇流过程机理,并建立更完善的冻土水文物理模型,定量分析冻土与水资源之间的相互作用。     

基于“量-质-域-流”的太原市水资源承载力评价

在水资源多维承载要素解析的基础上,从“量-质-域-流”4个维度构建水资源承载力评价指标体系;引入“单指标量化-多指标综合-多准则集成”（SMI-P）综合评价方法,采用层次分析法和熵权法的主客组合赋权法确定评价指标权重,建立基于SMI-P法的水资源承载力评估模型。将建立的评价指标体系与评估模型应用于太原市水资源承载力评价,结果表明：2009—2018年太原市各维度水资源承载力指数均呈上升趋势,水资源综合承载力处于超载状态;未来太原市水生态环境保护工作应主要集中在污水治理、湿地修复、水土流失治理等方面,即主要提高太原市水质和水域维度承载力。     

南水北调中线一期工程总干渠输水损失变化规律

为研究已建大型引调水工程运行期输水损失变化,以南水北调中线一期工程为对象,利用水量平衡原理计算得到6个典型渠段2018—2021年不同时间尺度下的输水损失变化过程,并与输水损失经验公式计算结果进行对比。结果表明：不同计算时空尺度下的渠段输水漏损流量结果差异较大,但沿程输水损失率差异较小;入渠流量规模是影响渠段输水漏损流量的主要因素,蒸发量、降雨和冰期冻融等也是造成中线总干渠输水损失时空变化的重要因素,因此仅考虑渠底渗漏损失不能有效反映中线总干渠输水损失变化过程。     

离心式血液泵水力特性设计及其试验研究

借助商业软件NREC开展离心式血液泵的水力特性设计,其设计流量为5 L/min,设计转速为5000 r/min,得到离心叶轮和蜗壳的三维结构设计方案,并针对其全通道网格进行设计工况下三维流场的定常数值模拟研究.对其溶血性指标进行分析,发现离心式血液泵中95％ 区域切应力小于150 Pa,最大切应力小于500 Pa,满足人体对血液泵溶血性的要求.搭建离心式血液泵流量-压升特性试验测试平台,以质量分数为0.06％ 的黄原胶溶液为流动介质进行试验研究,试验结果显示在设计转速下的实际体积流量偏大于设计流量,整体压升在6550 Pa左右.