水利月报 · 2026 年 9 月
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沙垄消隐与河海连通性成主线
本期为2026年9月1日至9月30日的水利科研动态。论文方面,低地沙床河流洪水期沙垄消隐的二维动态阻力模拟、分汊河网河海连通性概率路径框架、半解析LES-DEM推移质输运、全球水库水位-面积-库容数据集、黄河下游动床阻力变化等研究集中出现;数据方面,有基于GRanD的7250座水库hypsometric数据集、Copernicus雪盖比例观测、CAMELS-SPAT数据集及Zenodo发布的SFINCS验证数据;模型方面,涉及离散玻尔兹曼模型(溃坝泥沙、双层浅水D2Q16-2)、WATNEEDS与MOBIDIC耦合、Wflow_sbm同化、SFINCS全球验证、深度学习空间分布式框架等;工程与观测方面,包括Beaver dam analog安装后水文滞留与泥沙再分布、流动水面蒸发受控水槽实验、植被斜坡河岸流速实验、城市内涝污染物实验室研究;规范与方法方面,提出滞后框架评估非恒定渐变流流量监测、混合指数度量溶质混合、观测掩膜局部化同化等。以上均为条目所述事实,未推断资料外趋势。
沙垄消隐与动床阻力
本版导读本期多篇研究关注沙床河流床面形态与阻力变化。低地沙床河流洪水期沙垄消隐研究采用二维深度平均定床模型动态更新阻力,并采用不同糙率预测器描述沙垄尺度。黄河下游研究指出上游筑坝后动床阻力意外增大、沙垄发育更频繁,基于新流态划分标准建立动床阻力计算公式。两者均涉及沙垄与阻力关系,但分别采用模拟与公式率定方法。
低地沙床河流洪水期沙垄消隐:采用动态阻力的二维模拟方法
研究针对低地沙床河流中沙垄在洪水期可能消隐、进而影响洪水传播的问题,将二维深度平均定床水动力模型加以改进,使其根据局部水流条件动态更新床面阻力,并采用不同糙率预测器描述沙垄尺度、补充其他耗散分量。
上游筑坝影响下黄河下游动床阻力的变化
研究针对黄河下游因上游筑坝引起的来水来沙与河床演变变化,指出坝后动床阻力意外增大、沙垄发育更频繁,而现有基于坝前或水槽资料率定的动床阻力公式难以反映这一趋势。作者基于新的流态划分标准,考虑水流条件与床面形态影响,建立了动床阻力计算公式,并讨论床面形态的时空变化及各因素贡献。
河海与洪泛平原连通性
本版导读分汊河网河海连通性研究提出概率路径框架,保留所有可行下游路径并计入低水头闸坝累积效应,以区分结构冗余与功能连通性,案例为粤港澳大湾区。海岸曲流河研究以Mission River为对象,建模考察洪泛平原水体水交换与连通性,发现水交换随流量增加,活跃连接数在中等流量最多,有效连接数约为活跃连接数的三分之一至一半。
分汊河网河海连通性的概率路径框架:粤港澳大湾区案例研究
研究提出一种包含路径的概率框架,通过保留分汊河网中所有可行下游路径并计入低水头闸坝的累积效应,量化河海连通性,从而区分结构冗余与功能连通性。
量化海岸曲流河洪泛平原水体连通性与河流-洪泛平原连通性的差异
研究以美国得克萨斯州海岸曲流河Mission River为对象,采用建模方法考察洪泛平原及洪泛平原水体的水交换与连通性。结果显示水交换总体随流量增加,而活跃洪泛平原连接数在中等流量时最多;有效连接数(连接显著性的度量)也在中等流量达到最大,通常为活跃连接数的三分之一至一半,表明少数连接主导河流-洪泛平原交换。
离散玻尔兹曼与浅水模拟
本版导读溃坝水流可蚀床面泥沙输运研究构建离散玻尔兹曼模型框架,同时考虑推移质和悬移质,对流项采用二阶无振荡无参数耗散格式,泥沙部分用标准格子玻尔兹曼模型求解悬移质对流扩散方程和推移质Exner方程。双层浅水流动研究提出D2Q16-2模型,以克服传统深度平均模型难以刻画分层流结构及经典格子玻尔兹曼方法在超临界流下数值稳定性下降的问题。
溃坝水流可蚀床面泥沙输运的离散玻尔兹曼模拟
研究构建了离散玻尔兹曼模型(DBM)框架,用于模拟溃坝水流中同时考虑推移质和悬移质的泥沙输运过程。为处理可能出现超临界流的水动力条件,对流项采用二阶无振荡、无参数耗散格式离散,时间项采用一阶欧拉法;泥沙部分用标准格子玻尔兹曼模型分别求解悬移质的对流扩散方程和推移质的Exner方程。
双层浅水流动的离散玻尔兹曼建模:D2Q16-2模型
研究在离散玻尔兹曼建模(DBM)框架下提出双层离散玻尔兹曼模型D2Q16-2,用于浅水流动模拟,以克服传统深度平均模型难以刻画分层流结构、以及经典格子玻尔兹曼方法在超临界流条件下数值稳定性下降的问题。
遥感数据与径流预测
本版导读全球水库数据集研究提出SAGE方法,基于GRanD为7250座水库生成水位-面积-库容数据集并与现有全球数据集比较。罗讷河流域研究开发观测掩膜局部化集合卡尔曼滤波框架,将2017—2019年逐日Copernicus雪盖比例观测同化进Wflow_sbm分布式水文模型,并与开环、直接插入和一维EnKF对比。另有基于多边形光谱反射率采样的实时河流径流估计研究。
基于卫星与几何方法生成全球水位-面积-库容数据集用于水库蓄量估算
研究提出一种结合遥感与几何方法的SAGE(卫星与几何)方法,基于全球水库与大坝数据库(GRanD)为全球7250座水库生成水位-面积-库容(hypsometric)数据集,并与现有全球数据集比较。
基于多边形光谱反射率采样的实时河流径流估计
研究提出一种基于机器学习的河流径流估计(RDE)方法,利用沿河道多个多边形提取的平均光谱波段值,与时间对应的实测流量配对,以克服几何形态、阴影和植被河岸带来的限制。
观测掩膜局部化同化卫星雪盖数据以改进法国罗讷河流域径流预测
研究开发了观测掩膜局部化集合卡尔曼滤波(OML-EnKF)框架,将2017—2019年逐日Copernicus雪盖比例(SCF)观测同化进法国罗讷河流域的Wflow_sbm分布式水文模型,并将结果与开环运行、直接插入方案和一维EnKF对比。
模型验证与监测方法
本版导读开源水动力模型SFINCS在全球历史河流洪水中的验证工作配套数据以Zenodo数据集形式发布。非恒定渐变流研究提出以滞后为核心的表现度量,量化HQRC修正方法与多变量方法所得双变量关系相对常规HQRC率定的偏离。混合指数研究提出基于Kullback/Leibler与Jensen/Shannon交叉熵的溶质混合度量,取值介于0与1之间,并给出混合速率。
开源水动力模型 SFINCS 在全球历史河流洪水中的验证
研究对开源水动力模型 SFINCS 在全球尺度历史河流洪水中的表现开展验证,属于模型验证类工作,配套数据以 Zenodo 数据集形式发布(DOI: 10.5281/zenodo.16759100)。
基于滞后的框架用于评估和选择非恒定渐变流条件下的流量监测方法
研究针对水位—流量率定曲线(HQRC)在非恒定渐变流(UGVF)条件下难以刻画时空复杂性且常不报告不确定性的问题,提出以滞后为核心的表现度量,量化HQRC修正方法与多变量方法所得双变量关系相对常规HQRC率定的偏离。
混合指数的概念:基于Kullback/Leibler与Jensen/Shannon交叉熵的溶质混合度量
研究提出以Kullback/Leibler和Jensen/Shannon交叉熵两种密度函数重叠度量来刻画溶质混合,得到取值介于0(完全未混合)与1(完全混合)之间的混合指数及其时间导数(混合速率),可对简单羽流几何精确求解,并体现初始分离和不同输运性质等多羽流条件的影响。