“数字长江”建设与水利科技发展

就“数字长江”建设的内容、方式、关键技术、组织形式以及“数字长江”与“数字地球”的关系等问题 ,结合水利行业的具体特点进行了分析和探讨 ,提出了未来“数字长江”技术在水利行业中的应用模式 ,强调了“数字长江”的开发与建设对我国未来水利科技发展的重大意义。最后论述了“数字长江”技术在水利方面的应用与开发前景 ,以及当前需要攻关的课题内容和要实现的主要目标。     

空间信息技术在灌区信息化中的应用探讨

 灌区信息化是灌区现代化的基础和重要标志,也是水利信息化的重要内容。随着以“3S”技术（遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS））为主体的空间信息技术的不断发展,其在农业方面的应用已经越来越深入和广泛。以湖北省漳河灌区为例,对空间信息技术应用于灌区信息化的几个重要方向及其技术关键和难点进行了探讨,对具体技术问题提出了解决方法。     

可可西里湖泊群立体监测技术方法及应用

高原地区的湖泊自然、地理、气候条件恶劣,常位于人烟稀少的无人区,实地获取湖泊的基础数据十分困难。为了解决高原地区湖泊的水资源、水环境、水灾害的监测、评价、研究等方面比较滞后的问题,以青海省可可西里地区盐湖流域为研究区域,建立空-天-地-水一体化立体监测集成系统,获取盐湖湖泊全方位的基础数据,并对可可西里盐湖的面积、水位、容积及湖泊潜在溢出路径等进行分析与预测。结果表明：盐湖湖泊面积从2015年1月的147.41 km2增长至2018年12月的196.27 km2,4 a期间增长面积达48.86 km2,增长率达24.9%;湖泊容积由19.116亿m3增长至33.878亿m3,4 a期间增长容积达14.762亿m3,增长率达43.6%。通过建立基于高原湖泊的空-天-地-水一体化立体监测系统,获取高精度的高原地区湖泊的基础数据,能为可可西里盐湖流域的水资源管理与生态环境保护提供数据基础和决策支撑。     

深水大型沉井内部地形探测方法与实践

为了解决沉井施工监控中内部地形探测这一难题,在分析了探测作业环境特点基础上,提出了封闭环境下深水沉井的探测方法,利用三维多波束实时声呐系统在瓯江北口大桥成功采集到沉井内部地形数据。采用GIS技术构建了沉井内部地形三维场景数据,结合测绳探测数据和现阶段沉井取土方案,验证了探测的井底地形高程精度满足施工要求,论证了数据对井底地表形态特征的表达是可信的,表明提出的探测方法是可行的。在分析探测数据过程中发现:结合探测数据图像颜色的明暗和空间几何形态特征,能辨识出不同的取土分区和分布特征,通过GIS技术对取土分区及地形高程进行可视化分析,可以为沉井施工确定取土方式、位置和范围提供辅助数据。     

气候变化对可可西里盐湖流域湖泊水量变化的影响分析

湖泊是气候变化的敏感指示器。为了研究气候变化对湖泊水量的影响,以盐湖流域为研究区,应用统计方法对1989—2018年降雨、气温、蒸发进行线性趋势和突变分析,采用多源卫星遥感技术对湖泊面积等水文要素进行监测,分析湖泊面积与气象要素、湖泊面积与湖泊水量之间的相关性。利用VIC模型模拟径流并结合计算的冰川水量得到盐湖径流组成,定量探讨气象要素对湖泊水量变化的影响,综合分析2011年前后气象要素影响流域湖泊水量的差异。结合统计分析与水文模型定量计算可知:年降雨量、年平均气温显著升高,年蒸发量呈下降趋势,且与湖泊面积有较好的相关性。湖泊面积与湖泊水量间相关性较高,可间接体现气象要素对湖泊水量变化的影响。2011年前卓乃湖和盐湖水量变化主要受降雨量影响,库赛湖和海丁诺尔湖水量变化主要受气温影响;2011—2014年4个湖泊水量变化主要受降雨量影响;2015—2018年4个湖泊水量变化中降雨增加量、冻土释水和地下水补给增加量、冰川融水量对湖泊扩张的贡献约为34.48%、57.66%、7.86%,气温变化成为影响湖泊水量变化的主要因素,降雨量影响次之。     

长江流域洪水过程强信号敏感区水文-气象相关模型

通过对长江流域荆江段(枝城)水文站流量(水位)变化影响因子的研究,建立了区域洪水过程水文-气象相关模型.研究结果表明长江流域洪水过程关键敏感区强降水与水汽远距离输送是长江洪涝预报的强信号因子.水文-气象统计相关模型描述了荆江段(枝城)流量(水位)与大气水份循环分量相关特征,即长江流域中下游存在超前不同时段动态变化的降水强信号区及整层水汽输送通量高相关区,长江流域洪水发生过程亦存在显著的远距离输送水汽流相关轨迹特征,其路径为低纬海洋-高原-长江流域和低纬海洋-长江流域.     

清江流域水布垭水库温室气体交换通量监测与分析研究

为了研究水库温室气体源汇变化,选择清江流域水布垭水库作为研究案例,在 2010 年 5 月和 10 月开展了2次原位观测试验,获取了水布垭水库水气界面二氧化碳和甲烷交换通量、水体上空大气温室气体浓度垂直变化规律及水环境因子。结果表明：水布垭水库 2010 年 5 月份水体上空大气二氧化碳浓度在 0.5 m 高度以下最高,其中表层水温对水库水体二氧化碳源汇地位具有重要的影响; 2010年 10 月份水布垭水库水气界面二氧化碳和甲烷交换通量呈排放状态,平均通量分别为3 740.92 ±1 872.56mg·m -2·d -1和1.22±0.57mg·m -2·d -1,但比世界温带和热带主要水库要低得多,接近于中国太湖和东湖等自然水体排放水平;二氧化碳通量的空间分布从上游到坝前呈现升高的趋势,而甲烷的空间分布趋势则呈现相反的趋势。研究将为我国水库温室气体科学研究提供了宝贵的示范案例,为开展水电清洁能源开发提供科学支撑。     

大数据技术在水利行业中的应用探讨

大数据技术是正在发展中的新兴信息技术。基于大数据复杂性、不确定性等特点,对水利行业应用需求进行分析,提出了水利行业大数据资源化架构设计。通过对综合信息平台信息共享机制的研究、云计算及云存储应用,以及三维智能协同设计流程方案的探讨,对大数据在水利行业的深度应用前景进行了分析与展望。大数据技术将对未来水利行业的发展带来深远的影响。     

浅析水利移动GIS应用软件开发

在移动互联网时代,人们对基于位置服务(Loacation-Based Service,LBS)的需求与日俱增,对于水利行业的从业人员来说也不例外。对水利行业的移动地理信息系统(Mobile GIS)移动端应用软件(Application,简称App)的开发进行总结,内容包括:移动GIS的概念、移动GIS相较于传统桌面级GIS的特点和结构体系的介绍;面向水利业务的移动GIS应用软件的需求分析;移动GIS移动端应用软件的3种典型开发模式(本地Native、网络Web、混合Hybrid)探讨;最后通过对若干水利移动GIS的开发实例进行介绍与比较,并结合云计算、物联网等新技术趋势,对未来移动水利GIS可能实现的功能进行了展望。     

垂直干旱指数在湖北漳河灌区遥感旱情监测中的应用

遥感技术具有覆盖范围广、空间分辨率高、重访周期短、数据获取快捷方便等优点,遥感干旱监测已经成为干旱监测的重要研究方向之一。詹志明（2005）、阿布（2004）等假设裸露土壤的光谱特征满足线性分布,在NIR Red光谱特征空间中提出了垂直干旱指数（PDI）,并在我国西北干旱区宁夏固原地区进行了模型验证。为了进一步验证PDI在茂密植被覆盖条件下的可行性,选择长江中下游流域的典型灌区湖北漳河灌区作为研究区域,采用ETM+数据计算PDI,与2～5cm平均土壤水分相比较,结果表明：模型观测值变化曲线和实测土壤水分变化趋势保持一致,2～5cm平均土壤水分相关系数为0.76,与实测干旱指标基本吻合。PDI模型能够有效地反映地表覆盖和水热组合,简单实用,具有通用性和普适性,适宜于复杂下垫面条件下的遥感旱情监测。