一维河网不稳定流模型在黄河下游枯季水量调度中的应用

随着黄河下游工农业生产的不断发展,人民群众生活质量不断提高,黄河水资源供需矛盾越来越突出.确保黄河不断流必然面临着越来越大的压力,必须提高水量调度的快速反映能力.本文讨论了一维河网不稳定流数值计算模型在黄河下游枯水演进中的数学基础、 实现方法和在此基础上建立的枯季水量调度软件的应用.从对八十年代以来的枯水年份的模拟情况来看,流量拟合结果均能达到乙级以上,这对于水资源短缺的黄河下游的引黄调度具有重要的参考价值.     

多目标优化下平原河网引调水改善水环境效果评估

引调水是改善平原河网地区水环境的重要方法之一,通过构建太湖流域走马塘东南片平原河网区一维水动力水质数学模型,研究不同引调水方案对区域水环境改善效果,确定引调水过程中的异质性因子.从决策目标、水质指标、空间指标3个层面综合考虑,构建环境效益与经济效益结合的多目标函数及评价体系,对引调水方案进行评估优选.结果表明:引调水流量较大时,能够在一定程度上改善区域水环境状况,规划方案下引调水5 d后,高锰酸盐指数、氨氮、总磷的平均改善率分别为30.7%、22.2%、26.4%;引调水时,区域河网中不同空间点位、不同水质指标之间的水质改善过程与效果都存在一定异质性;引调水水量、调度模式及污染源分布都会对调水后的河网区水质产生差异性影响;本研究建立的多目标评价体系较现有方法能够有效涵盖引调水中存在的异质性因子,从多个目标层面优选引调水方案,实现水量水质综合优化调控,为平原河网地区水环境长效管理与科学决策提供理论参考.     

基于自相似河网结构的河网消退系数Cs计算方法研究

新安江模型河网汇流参数Cs对洪峰模拟影响较大,目前Cs的确定需依赖于大量的历史数据,因此Cs的确定成为无资料地区和资料匮乏区水文模型应用中亟需解决的棘手问题.本文基于参数的物理意义,通过自相似河网结构的假定,构建Cs与河网形态、流域下垫面特征的相关联系,提出基于河链蓄量方程的Cs估算方法,对半干旱、半湿润和湿润地区等不同水文气象分区的11个流域的Cs值进行推算并代入新安江模型中进行模拟,经比较发现,11个流域子流域Cs计算均值与新安江模型率定结果相近,说明该Cs计算方法是合理的.选取陈河、屯溪两个典型流域研究单元流域属性对Cs的影响,由结果可以看出Cs与流域面积、河链数、河宽呈正相关,与单元流域距离出口的远近呈负相关,这表明流域分块后各单元流域Cs值不一致,而新安江模型中采用相同Cs值对不同单元进行调节必然会造成汇流计算的误差.为进一步提高该方法在无资料地区的应用效果,将新安江模型汇流模块修改为每个单元使用对应的Cs计算值进行滞后演算,以陈河和屯溪流域为例采用新安江模型Cs率定值、Cs计算均值以及修改后新安江模型3种不同方案进行模拟比较,从模拟结果可以得出,修改后的模型具有明显优势,将模型参数与下垫面条件建立了联系,模型物理机制提高且参数的独立性增强,对于新安江模型在无资料地区的应用具有重要的指导意义.     

西太湖湖滨典型河网区与太湖水量的交换

以西太湖湖滨典型河网区——宜兴大浦河网区为研究区域,对于该典型河网区与太湖之间的水量交换情况进行了系统的计算研究．考虑降雨因素的影响,采用考虑下垫面分类的产汇流模型,对各计算年内(2002年(基准年)．1998年(丰水年),1995年(平水年),1994年(枯水年))典型河网区及其西部山地区域的降雨径流过程进行了产汇流模拟．建立起适合该河网区域的非稳态河网水量模型,结合径流计算结果,对各年内典型河网区内水流的动态变化进行了计算模拟,对典型河网区与太湖水体的水量交换情况进行系统研究,分别对顺流与逆流情况下交换水量的年内分布与年际变化规律进行了分析．     

调水引流工程对平原河网水动力调控的效果

平原河网多存在河道流动性不强,河道生态流速难以保障的问题,以典型平原河网地区——宁波市海曙区为例,开展野外原型同步监测,以河道分流比、换水率及槽蓄量为研究对象,系统分析引调水工程对河网水动力的调控效果.结果表明:平原河网水动力改善效果与引排水口分布、引水流量密切相关,为保证河网区水体交换良好,引排水口的连线应尽可能贯通...     

平原河网地区人类活动对降雨-水位关系的影响——以太湖流域杭嘉湖地区为例

太湖流域快速城镇化、水利工程等一系列人类活动对流域水文过程产生了深刻影响.本文以快速城镇化的杭嘉湖地区为例,基于1961-2014年逐日降雨、水位观测资料,构建了水位涨幅（ΔZ）、水位增长速率（k₁）和退水速率（k₂）等指标,旨在揭示变化环境下该地区降雨过程中水位的变化特征及可能的驱动因素.结果表明：1）变化环境下杭嘉湖地区近54年降雨量呈微弱的增加趋势,但降雨过程中的水位涨幅呈下降趋势,尤其是平均水位涨幅呈显著下降趋势,且于2000年左右发生明显变化;突变后水位涨幅下降主要集中在10~50 mm/d的降雨过程中,而大于50 mm/d的降雨过程中突变后水位涨幅较突变前有所升高.2）从空间分布上来看,各站降雨量与水位涨幅存在明显的空间差异,降雨量总体呈增加趋势,增加趋势东强西弱;大部分站点的水位涨幅却呈下降趋势,其中位于区域南部站点的平均水位涨幅下降趋势较东北部更为明显,水位涨幅呈显著下降站点的空间分布与杭嘉湖南排工程等水利工程的分布较为一致.3）通过对杭嘉湖地区降雨过程中水位增长速率和退水速率的变化分析发现,突变后较突变前退水速率有所提高,说明近年来水利工程等设施的完善和有序调度使得杭嘉湖地区的排洪能力有所提高,该变化可能是导致杭嘉湖地区地区突变后一定强度的降雨过程中水位涨幅下降的主要原因.而杭嘉湖地区强降雨过程中水位涨幅依然较高,可能是该地区洪峰水位居高不下的主要原因.此外,由于该地区近年来起涨水位抬升明显,对洪峰水位的抬升也有一定影响.     

地下水化学异常信息迁移的水动力学模型实验研究

地下水化学组份的震前异常特征之一是异常形态多样,异常幅度不等,形态与幅度方面表现出复杂性。为揭示这种复杂性的实质,进行了水动力模型实验研究。研究结果表明,脉冲状水化学异常信息在含水层系统中的迁移规律是复杂的,随着迁移距离的增大信息幅度的衰减是明显的,甚至异常形态也有变异。异常信息的这种变化牲学与含水受层受力状态的不同有关。     

基于熵值—环境基尼系数法的平原河网区污染物总量分配

为制定科学合理的水污染物总量控制方案,以典型平原河网地区——张家港市为例,构建与人口、资源、经济和水污染物承受能力相协调的单因子环境基尼系数模型,并通过贡献系数判断引起不公平的主要污染物分配单元.利用熵值—环境基尼系数最小化模型,确定张家港市各乡镇基于多元公平性原则的氨氮总量分配方案.结果表明:在水污染物总量分配过程中,污染物削减比例的大小和污染物现状排放量之间并不具有一致性,最终的分配方案要综合考虑多方因素确定.本研究构建的熵值—环境基尼系数最小化模型综合考虑了研究区域社会、经济、资源等多种客观因素,对于平原河网地区,由于其特殊的地理位置和自然条件,人口、资源等分布相对比较均匀,故基于该模型所得到的分配方案充分表现了多元公平性原则,更公平合理.     

确定太湖流域湖库总磷参照浓度的改进MEI模型

太湖流域湖泊污染严重,非常有必要建立相应的水质基准以便于湖泊水体的保护与修复.根据太湖流域12个受人类影响较小的湖库及太湖早期的总磷、总碱度、平均水深等数据建立了MEI(morphoedaphic index)模型,通过对模型中总磷与总碱度、平均水深因子的相关关系进行分析,并结合太湖流域湖库水深较浅的特征,提出了确定太湖流域湖库水体中总磷参照浓度的改进MEI模型.将该模型应用于太湖,得到太湖总磷参照浓度为0.025 mg/L.研究结果旨在丰富我国水体营养物基准的确定方法,并为太湖流域水体富营养化的控制提供理论依据,同时为长江中下游类似湖库水质基准的建立提供技术支撑.     

水文学与水力学相结合的南四湖洪水预报模型

南四湖流域是一个复杂的大流域，是东线南水北调的重要调节湖泊之一，也是干旱和洪水频繁流域．本文首先采 用分布式的新安江模型，对有实测流量资料的支流流域进行了模型参数率定，洪量预报达到了一定的精度，建立了南四湖 流域的洪水预报模型．采用一维、二维水力学模型并与水文学模型耦合进行上级湖的流量演进以及二级坝水利枢纽的 调度．     

太湖流域洪水调度方案的制定与实践

根据太湖流域洪水运动特点和流域防汛工作任务,通过对近几年太湖流域洪水调度方案的制定和洪水调度实践,表明洪水调度方案应紧密结合流域下垫面条件的改变而逐步完美,科学调度洪水效益明显。回顾太湖洪水调度方案的制定与实践,有助于其它湖泊洪水的管理,通过进一步修订洪水调度方案,可使太湖的防洪防涝效益更大。     

太湖流域防洪形势及近期治理防洪标准探讨

通过分析太湖流域自然、社会经济以及流域面临的防洪形势,认识流域防洪标准偏低,流域防洪体系建设不适应经济高速发展等问题,从现实和可能的角度分析论证流域防洪、区域防洪及城市防洪三个层次的标准,同时从统筹兼顾、蓄滞并重、完善提高、科学调度的原则出发提出了近期太湖流域共标准的设想。     

太湖流域望虞河西岸地区氮磷污染来源解析及控制对策

本文比较全面地调查了太湖流域望虞河西岸地区氮磷污染来源,结果表明:太湖流域望虞河西岸水体氮磷污染严重,氮磷污染物主要来源于生活污染,其氨氮、总氮、总磷排放量分别占总负荷量的60.2%、52.5%和52.9%.工业污染问题突出,纺织印染是污染物排放最大的工业行业.张家港市和江阴市为氮磷污染的主要贡献地.对区域环境容量进行了预测,并提出了氮磷污染削减目标,氨氮、总氮和总磷污染削减率分别达32.4%,51.8%和51.1%.最后,从加大污染综合治理力度、落实河道及生态修复工程、加强环境管理和监控等方面提出了望虞河西岸地区的氮磷污染控制对策.     

太湖流域防洪工程建设及减灾对策

太湖流域是我国经济最发达的地区之一,近代几次大的洪涝灾害及其损失表明洪涝灾害是本区最主要的自然灾害。本文分析了近年来太湖流域水利工程建设的格局及其在防洪除涝过程中的作用,在总结以往治水的基础上,介绍了新形势下防洪水利工程和建设思路,提出流域减灾目标和应采取的减灾对策。     

太湖流域1999年特大洪水和对防洪规划的思考

１９９９年太湖流域梅雨期自６月７日入梅,历时４３ｄ,流域面平均梅雨总量６７０ｍｍ,是常年的３倍,致使流域发生了本世纪以来的特大洪水。项平均连续最大７ｄ,１５ｄ,３０ｄ,４５ｄ、６０ｄ,９０ｄ雨量均超过历史暴雨实测最大值,接近或超过了百年一遇。流域降雨空间分布南部大于北部,浙西区、湖区、杭嘉湖区和浦东、浦西区明显大于湖西区和武澄锡区。太湖最高水位达到５．０８ｍ,超达１９９１年最高历史水位０．２９ｍ。     

关于太湖流域防洪标准的讨论

在分析流域、区域、城市防洪工程作用的基础上,提出以11项骨干工程为核心组成太湖流域防洪体系,其主要作用是在设计条件下保证流域整体防洪安全,并建议按流流域GDP的0．2％-0．3％洪灾损失作为判断和控制流域性洪灾的经济指标．根据太湖流域防洪标准的基本涵义,讨论了设计暴雨时空分布与流域防洪体系规划建设的关系．最后,在分析太湖流域现状防洪标准的基础上,从防洪减灾角度,提出提高流域防洪能力的建议．     

关于1999年太湖流域洪水灾情、成因及流域整治的若干认识和建议

１９９９年春末夏初,太湖流域发生了建国以来继１９５４年和１９９１年洪水后的又一次全流域性大洪水,造成了严重经济损失,中国科学院在定购和解译加拿大雷达卫星图像,派遣遥感飞机现场航拍的基础上,组织精干力量,投入洪水灾情调查,并得到太湖流域水利主管部门、地方各级政府和人民解放军的大力支持和协助,获得了关于１９９９年太湖流域洪涝灾情的大量资料及洪灾成因的初步认识,并对太湖流域进一步整治问题提出若干建议．１雨情超历史、水情创记录,受淹范围缩小,经济损失增加,是１９９９年 太湖流域洪水的显著特征 １９９９年太…     

太湖流域水问题及对策探讨

系统回顾了太湖流域自古以来的治水历史和经验教训,详细介绍了新中国成立后太湖治理进展和取得成就,分析 了当前流域存在的主要水问题,指出流域仍存在防洪减灾能力偏低、水资源调控能力不足、水污染严重、水资源和水环境 承载能力偏低等问题．这些问题如不能得到及时解决,将成为今后流域经济社会可持续发展的严重制约因素．在此基础 上,提出了要加快构建流域防洪减灾体系、流域水资源调控体系、流域水生态环境保护体系、流域现代化管理和调度体系 等四大体系的对策,实现太湖流域水资源“引得进、蓄得住、排得出、可调控”的目标,以太湖流域水资源可持续利用支撑 和保障流域经济社会的可持续发展．     

云南洱海桃溪河口净化工程的设计思路及初步净化效果

以太湖上游西苕溪流域为研究对象,通过分布式水文模型HEC-HMS模拟次降雨洪水过程:采用可视化数据存储系统HEC-DSS建立水文气象数据库,利用Geodatabase地理数据库技术集成流域自然属性数据库,通过距离平方倒数法对雨量数据进行空间插值,SCS曲线数法计算水文损失,运动波法计算直接径流与河道洪水演进,选用基流指数退水法模拟流域基流,并对模型中水库模拟部分进行适当修正.经模型校验,模拟结果表明,计算流量与观测流量拟合较好,效率系数大于0.8,洪峰流量误差低于4%,峰现时间误差低于2 h,该模型在土地利用变化对洪水水文要素的影响研究方面有较好的应用前景.     

平原河网区降雨径流污染负荷测算——以太湖流域望虞河西岸为例

如何精细量化降雨径流污染负荷是流域尺度实现面源精准治污全过程控制的重要前提.本研究以水污染较为严重的望虞河西岸综合示范区为例,通过开展不同土地利用类型的降雨观测实验,修正SCS-CN模型中的初损率,并基于土地利用类型遥感解译和降雨径流污染物浓度测定,精细刻画降雨径流中总磷(TP)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、化学...