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[硕士论文] 包文君
水利工程;水文学水资源 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:库区岸带覆盖护岸植物能够有效保护区域土壤,净化水体,美化库区环境,保证水库的正常运行。迄今未有关于三峡水库护岸植物对岸滩水-土-气系统影响的相关研究报导。为此,本文选择长江一级支流澎溪河-长江交汇处河岸带为研究区域,分析狗牙根覆盖区(同时以无任何植被覆盖的裸地为对照)上覆水体、土壤理化性质以土壤气体含量的情况,探讨了狗牙根对澎溪河水-土-气系统的影响规律。研究得出以下主要结论:
  (1)通过与无任何植被覆盖的裸地区域水体营养盐含量的比较发现,护岸植物狗牙根对上覆水体有一定的净化作用,其覆盖区上覆水体各水质指标平均值相比无狗牙根覆盖的区域分别减少了4.44mg SO42-/L、0.012mg NH3-N/L、0.02mgNO2-/L、0.02mg TN/L和0.07mg TP/L。运用水质综合污染指数法进行的计算发现,狗牙根覆盖区和非覆盖区上覆水体均达到合格标准,但前者水质更优于后者。
  (2)狗牙根覆盖区土壤理化性质具有较高的空间异质性:高程165~175m之间的土壤速效磷和有机碳含量最高,高程155~165m间的土壤pH和氨态氮含量最高,而高程147~155m间的土壤则以地表温度、土壤含水率和速效钾含量为最高。
  (3)与无狗牙根覆盖的裸地相比,狗牙根覆盖区地表温度较低,而土壤含水率和有机碳均较高。此外,土壤pH、铵态氮、速效磷、速效钾在狗牙根覆盖区土壤中的含量均低于无狗牙根覆盖的裸地。表明狗牙根具有降低地表温度,固结土壤,保持土壤水分、大量吸收土壤有效态养分物质的作用;同时,亦表明狗牙根对土壤酸碱性有一定程度的调节作用,能够对土壤进行改良。
  (4)狗牙根覆盖区土壤中CO2和CH4浓度具有明显的时空变化特征:土壤中CO2浓度在不同水位高程上有随着水位下降先增加后减小的趋势;而在月份(1-5月则)间则呈逐步增加的趋势。土壤中CH4浓度在时空序列上均呈单峰曲线,空间和时间对应的最大值分别是高程155~165rn区段的35.12mg·kg-1和2月份的49.15mg·kg-1。同时,与无狗牙根覆盖的裸地相比,狗牙根覆盖区CO2和CH4浓度值均较高,表明狗牙根的存在增加了土壤中CO2的来源以产CH4微生物的活性。
  (5)相关分析表明,土壤中CO2浓度与土壤温度的相关性更好,而CH4则与土壤含水率的相关性更好。狗牙根覆盖区土壤中CO2和CH4浓度受狗牙根的影响较高,且能够通过影响土壤中的含水率与温度而对CO2和CH4浓度产生间接影响。
[硕士论文] 张自航
水利工程;水文学水资源 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:英国山洪发生频繁,山洪的特点是流量大,历时短,破坏力强。山洪灾害在英国西南半岛每年都有发生;威尼斯(Valency)流域位于英格兰西南半岛,三面环海,出口断面为博斯卡斯尔(Boscastle)渔港,夏季多有特大暴雨,多发山洪灾害。山洪灾害的发生受水文和气象综合因素影响,成因较复杂,难以精确预报。采用陆气耦合模型进行山洪预报对山洪灾害防治与水资源合理调配均有非常重要的价值与意义。
  本文总结了威尼斯流域的洪灾成因灾后防洪工程措施;从陆气耦合的角度构建了威尼斯流域WRF-PDM耦合模型,再现了威尼斯流域Boscastle山洪过程;为威尼斯流域的山洪预警提供了依据,也为其它无资料小流域的山洪预报奠定了重要的理论与实践基础。获得的研究成果主要如下:
  (1)威尼斯流域山洪灾害成因主要有:1)气候变化(海平面上升);2)天气(中尺度对流系统)和暴雨(强对流降雨,暴雨频率高,强度大);3)陆面条件(植被多为草本植物,截留能力低,土壤多为耕作土,自然肥力低,透水性差);4)流域特性(狭长型流域,流域面积小,河网密度大,河道比降大,地势变化快,产汇流迅速);5)人为因素(防洪工程措施不完善等)。
  (2)在威尼斯流域Boscastle山洪爆发后,水沙流体大量倾泻,伴随有滑坡和泥石流,原有的河道和坡面遭到毁坏,下垫面的地质地貌发生了很大的变化。主要干支流受到的影响是河岸的侵蚀,河床的切割,横向运动和撕裂。灾后该流域具体的防洪工程措施有:加宽加深河道,边坡加固,增加防洪涵洞数量,安装地下排水管道,增高路基等。
  (3)在降雨模拟方面,WRF对威尼斯流域暴雨的时空分布有较好的模拟能力,模拟结果与观测值一致性较好,峰值有一定差异,总量略有偏小,总体上Grell-Freitas方案不管是在降雨的时间分布上还是累积雨量上都要比Zhang-McFarlane方案模拟效果好,Grell-Freitas方案比Zhang-McFarlane方案更适合威尼斯流域的降雨模拟。
  (4)在PDM模型参数率定和参数验证方面,参数率定纳什效率高达0.88,参数验证的纳什效率系数高达0.9。表明参数率定和参数验证的结果比较理想,邻站肯恩流域的流域特性参数可移用于无资料的威尼斯流域。
  (5)使用WRF的模拟结果输入PDM进行单向耦合;不同积云对流方案中,Grell-Freitas参数化方案能很好模拟洪峰流量。利用WRF-PDM耦合模型可以实现威尼斯流域的山洪预报。
[硕士论文] 王恺祯
水文学水资源 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:高纬度寒冷地区往往会存在冰凌问题,冰盖的存在使得渠道流动断面的湿周增加,水力半径减小,冰盖下表面的阻力增加。水流条件的改变往往会引发冰凌洪水,危桥梁、涵洞、河道工程和其他水工建筑物的安全。研究冰期冰情要素、槽蓄水量以冰下洪水波坦化程度的变化规律,对宏观掌握冰期洪水的发展规律具有重要的理论意义,对防凌减灾具有重要的现实意义。
  我国黄河宁蒙河段每年都会发生不同程度的凌情,本文以黄河宁蒙河段为研究背景,依据2006~2017年的原型观测资料,研究内容主要概括为以下几点:
  (1)以巴彦高勒、三湖河口、头道拐三个水文测站为研究对象,整理和计算黄河宁蒙河段流凌期、封冻期、开河期三个时期的冰情要素特征值,统计分析冰情要素间的函数关系;并对比分析三个水文测站间冰情要素的差异,计算各冰情要素的年际变化。
  (2)以巴彦高勒—三湖河口三湖河口—头道拐这两条河段作为研究河段,计算不同时期的槽蓄水量变化,统计分析槽蓄水增量与冰情要素间的函数关系,并对比两条河段冰期槽蓄水增量的差异。
  (3)从水量平衡方程和槽蓄方程两方面,探讨马斯京根法应用于冰期的适用性,并分析马斯京根法参数与糙率之间的关系;基于最小二乘法原理,使用MATLAB软件计算拟合,得到各河段不同时期的马斯京根法参数值;对计算出的参数的可靠性进行验证,结果表明计算值与实测值的数值与趋势皆比较接近,整体误差很低,将马斯京根法应用于冰期是可行的。
  (4)将冰盖发展分为冰盖冻结增厚和冰盖融化减薄两个过程,计算不同冰盖发展过程下的马斯京根法参数值,建立冰厚值与马斯京根法参数的联系,分析两种冰盖发展过程下洪水波传播坦化的规律,研究表明冰盖冻结增厚和冰盖融化减薄过程对洪水波的传播坦化存在差异。
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