闸控河段水质浓度与调度方式量化关系研究

在充分认识闸控河段水动力与水质因子变化特征的基础上，以沙颍河干流上的槐店闸为试点，研制了考虑水闸调控作用的水动力模型和考虑内源释放的水质迁移转化模型，结合实测资料对模型进行了验证；设计了多种水闸调度情景，对各情景下的水质浓度时空变化过程进行了模拟，进而构建了水质浓度变化率与闸门开度、闸门开启个数等调控因子的对数关系式；采用相同的处理方式，建立了沙颍河上其他四个控制闸的水质浓度变化率与闸门调度方式的关系表达式。     

闸控河段水质转化机制研究Ⅰ:模型研制

从闸控河段水环境系统的复杂作用机理出发,提出在"水体-悬浮物-底泥-生物体"界面内开展水质多相转化研究的总体思路。综合运用环境水力学、吸附-解吸动力学、水生生物生长动力学等理论,推导了描述各种相态水质成分之间传质过程的数学表达式。以MIKE 11模型为基础,建立了具有一定物理机制的闸控河段水质多相转化模型。结合2013年4月和2014年11月两次槐店闸调度影响实验数据,对水动力学模型和水质多相转化模型进行了参数识别和验证,并对实验期间溶解相和悬浮相物质的转化规律进行了分析。结果发现:水流流速和闸门调度方式对闸上和闸下断面各相水质浓度变化均有显著的影响,且闸门调度方式变化越频繁,水质多相转化越复杂。     

闸坝调度对污染河流水质影响的实验研究

为了分析不同闸坝调度方式下污染河流水质时空变化规律,探索闸坝调度对污染河流水质水量的作用机理,本文在对槐店闸多次实地调查和水质监测的基础上,设计了一套不同闸坝调度影响河流水质的实验方案,并进行了现场实验,研究了槐店闸现状调度、闸门开度减小、闸门开度增大三种调度方式下的水体和底泥污染物变化规律。结果表明:闸坝对污染河流水质的影响作用呈现出复杂的非线性关系;闸坝调度对河流水质有一定影响,其影响大小与闸门开度有关。本文的研究工作为构建闸坝作用下河流水质模型、分析闸坝作用规律、实施闸坝科学调度奠定了实验基础。     

闸控河段氨氮浓度与主要影响因子的量化关系识别

闸门调度对河道内水流、底泥等环境要素具有强烈的扰动作用,闸控河段的水质变化过程较常规河道更为复杂。为了探析闸门调度在闸控河段水质演变中所起的作用,以槐店闸为研究对象,结合水闸调度影响实验与偏相关分析方法,识别了闸控河段氨氮浓度变化的主要影响因子;研制了考虑水闸调控作用的水动力模型和考虑内源释放的水质迁移转化模型,在大量情景模拟基础上构建了氨氮浓度变化率与主要影响因子的经验关系式。结果表明,在所选的9个指标中,闸前流速、上游来水浓度和闸门开度是氨氮浓度变化率的主要影响因子;水闸调度对氨氮浓度变化过程具有一定的影响,闸门大流量泄水使得闸后出流断面的氨氮浓度增加;氨氮浓度变化率与闸门开度、闸门开启个数、上游来水浓度之间呈对数关系,闸门开度的增大或开启个数的增多会使浓度变化率变小,来水浓度的增加会使浓度变化率逐步增大。     

基于水动力模型分析水闸调度对水质的影响

传统的水闸调度分析模型在对水质影响方面的模拟精度较低,为了能够更准确地分析各种方式的水闸调度对水质的影响,基于水动力模型分析水闸调度对水质的影响因素。构建水动力模型,在目标河段建立一个结构网格,以准确地描述该河段的水流情况,分析水闸调度过程对于水流的影响,计算其过闸流量的模型影响系数,设计不同水闸开度以及水闸开启情况的情景模式,分析水闸调度对水质的影响。设计实验,比较文中影响因素的分析模型与传统影响因素分析模型的模拟精度,通过实验结果可知:文中的水闸调度对水质影响分析模型与实测值的误差比传统模型与实测值的误差平均低0.113mg/L.     

基于EFDC模型的感潮河网地区闸门调度研究

水动力调控是治理黑臭水体、建立良好水环境和水生态的重要措施。对于感潮河网地区,做好闸门泵站调控的水动力调控达到活水循环是水环境问题治理的关键。研究了福州感潮河网地区水系水质维持的水动力调度模拟。基于EFDC构建福州复杂河网水系水动力水质模型,模拟研究区内不同水质目标及引水条件下的闸泵调度对河道水质变化影响。根据模型模拟结果得出结论：采用潮差引水可以降低运维成本,但是无法使水质恢复维持在优秀水平;采用泵站引水可以快速恢复河道水质,使用不同位置泵站对河道内水质产生影响不同,应根据实际的运维目标进行调整;同时开启水系南侧闸门及泵站易导致河网中心区域水体流向反复,引发水体震荡,不利于河道水质恢复维系,在运维调度中应避免同时开启。研究结论可以为感潮河网地区水质维系和水动力调控实施提供方法借鉴。关键字:     

闸门调度对下游水体COD浓度衰减的敏感性分析

为定量讨论单一水闸的多闸门调度对下游COD浓度衰减的影响,采用2009—2011年在北运河杨洼闸上下游进行的实地监测数据,通过结合人工神经网络与修正的一维污染物衰减模型,建立了单一水闸多闸门调度对下游水体COD衰减影响的数学模型;并使用权值分析法、Sobol法对该模型进行全局敏感性分析,分别得到上游来水COD浓度、纵向距离、水闸开孔数、开闸高度的一阶敏感性指数和总敏感性指数。结果表明:Sobol方法在神经网络模型敏感度分析中的定量化结果与权值分析法一致;杨洼闸对水流的控制作用明显,且增减开闸孔数比升降闸门高度可更有效地控制流量大小;降解系数与弥散系数的变化对河道内COD的衰减过程影响很小,且通过闸门调度改变水力条件也不会显著提高两者的影响力,COD浓度的衰减主要依靠稀释作用;影响COD降解过程的因素排序为:上游来水COD浓度,纵向距离,水闸开孔数,开闸高度。     

上海市苏州河水系调水研究

根据苏州河水系的实际情况,在分析调水原因和方式的基础上,针对已经和即将建成的苏州河环境综合整治工程设施．研究如何在新形势下充分利用潮汐和动力引导水体定向有序流动。根据各主要控制水闸泵站的实时水情、雨情、工情及地理、气象等信息,通过河网水力水质数学模型模拟不同的闸门水泵运行调度方案及结果,以及专家决策支持系统确定不同情况下防汛和调水的最佳方案,再将方案转化为可执行的指令自动调控水闸泵站的运行．实现苏州河水系水利工程设施体系的智能化运行。在确保防汛安全的情况下大量引入清水资源冲走内河黑臭水体来达到防汛和调水的最佳效果,实现苏州河水系全流域防汛保安和水环境状况的全面改善。     

潮汐河网地区雨天黑臭治理数学模型研究

雨天溢流截流是控制城市水体雨天黑臭的重要手段。针对潮汐河网地区水闸调控及降雨径流污染排放与河道水质的动态响应问题,基于开源式水动力水质模型系统HEC-RAS并耦合降雨径流模块,建立了实现雨天河道水质控制目标的雨水截流方案论证数学模型。以我国福州市某潮汐河流区域为例,利用自然潮汐与内河水位差,通过动态控制闸门开度,建立三种引排水方案(南引北排、北引南排和南引南排-北引北排放)的水动力和水质模型,模拟雨天不同降雨截流量水平下的河道水质情况,进行最优方案比选分析。结果表明:①在双向引排水模式下,中部区域水动力条件不佳,污染物回荡累积导致水质日趋恶化;②在相同降雨截流量水平下,南引北排调度时的河道断面水质达标率均高于北引南排调度时的达标率;③以场次降雨低于15 mm为基准,按照雨后72 h80%以上的河道断面水质达标为考核条件(氨氮浓度低于4.0 mg/L),在南引北排调度方案下,临界雨水截流量为6 mm。     

梯级电站运行下拉萨河干流水文情势变异及归因分析

梯级水电站不同的调度模式对河流水文情势产生的影响存在差异。为了定量分析拉萨河干流梯级水电站不同调度模式对水文情势变化的影响,采用水文变异指标法及变化范围法（IHA-RVA）,综合评价了旁多、唐加和拉萨3个水文站32项水文情势指标的改变度及综合改变度。结果表明：常规调度模式下,3站的水文情势发生了轻度改变,综合改变度分别为0.17、0.21和0.20;电力调度模式下,3站的综合改变度分别为0.50、0.54和0.48,属于中度改变。采用多系列贡献率分割法,研究了天然径流量变化、河道外引水退水以及梯级电站调度运行3因素对月均径流改变的贡献率。研究表明：常规调度模式下,3因素对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率分别为0.81、0.02和0.17,主导因素为天然径流量变化;电力调度模式下,3因素的贡献率分别为0.56、0.06和0.38,梯级电站调度运行因素的贡献率显著提高,电力调度下梯级电站调度运行对拉萨水文站月均流量改变度的贡献率比常规调度提高了124%。     

Call for Papers

正As the eldest and most distributed professional journal of water industry,Water Wastewater Engineering(W WE)gained very wide acceptance from the colleagues working in this field in this country since start publication in 1964.Now it is administrated by the Ministry of Construction of the People’s Republic of China and sponsored by the China Civil Engineering Society etc.     

库水波动下库岸边坡地下水浸润线解析解及误差分析

解析法是库岸边坡地下水浸润线计算中便于实际应用的方法,但该方法须基于若干假定并对潜水运动基本方程线性化后才能求解。针对各假定和线性化过程建立不同的地下水渗流数学模型,用解析法和有限元法解答上述数学模型,分析各误差大小及其规律。结果表明：库岸垂直处理带来的误差要小于方程线性化处理和不考虑非饱和渗流带来的误差,而且它们都随渗透系数变大而减小;在三峡库区库水调度情况下,假定库水位等速变化带来的误差对大多岸坡而言可以忽略;计算库岸边坡地下水浸润线时,解析法只适用于水位变化幅度相比含水层厚度较小,且几何边界规则、岩土结构简单、岩土体渗透性较好时的情况。     

Changes in Summer Irrigated Crop Area and Water Use in Southeastern Turkey from 1993 to 2002: Implications for Current and Future Water Resources

Changes in summer irrigated cropland acreage and related water use are estimated from satellite remote sensing and ancillary data in semi-arid Southeastern Turkey where traditionally dry agricultural lands are being rapidly transformed into irrigated fields with the help of water from the Euphrates-Tigris Rivers. An image classification methodology based on thresholding of Landsat NDVI images from the peak summer period reveals that the total area of summer irrigated crops has increased three-fold (from 35,000 ha to over 100,000) in the Harran Plain between 1993 and 2002. Coupled analysis of annual irrigated crop area from remote sensing and potential evapotranspiration based estimates of irrigation water requirements for cotton indicate a corresponding increase in agricultural water use from about 370 million cubic meters to over one billion cubic meters, a volume in accordance with the state estimates. These estimates have important implications for understanding the rapid changes in current agricultural withdrawals in Southeastern Turkey and form a quantitative basis for exploring the changes in future water demands in the region. For example, expansion of irrigated lands have led to a steady decrease in potential evaporation due to increased roughness and decreased humidity deficit in the Harran Plain. Assuming that the changes in future evaporation conditions will be of similar nature, water use for irrigation is expected to decrease over 40 percent in future irrigation sites. Incorporating this decrease in overall planning of the irrigation projects currently under construction should lead to improved management, and by extension, sustainability of water resources in the region.     

浅谈优化Vray渲染在制作三维场景的应用研究

用Vray三维渲染引擎来渲染三维场景,其质量和速度是由一些影响因素和参数设置决定的,不同的参数和因素,可以得出不同的三维渲染效果.因此,分析、优化三维渲染质量和速度的影响因素,正确、合理的选择参数对提高Vray最后渲染阶段的质量和速度非常重要.     

固结、渗流和沉积控制方程研究

本文从两相流体动力学的守恒方程出发，考虑固相、液相的相对运动，推导了可以考虑场的不均匀性和流体压缩性的统一形式的控制方程，并对方程所基于的物理概念和相互联系进行了必要的分析。通过对方程适当形式的表达，可导出用于大、小变形固结、渗流和沉积的简化方程，显示了在不同领域的三个理论存在一定的统一性。方程推导过程并未对本构关系加以限制，适用范围较广。依据实际问题的要求，作了不同形式的简化。     

四川省及重庆市中型水电站效益分析

该文分析了四川省及重庆市几座中型水电站的调查材料表明：四川省及重庆市中型水电站不仅在川渝主网和地方电网中起着很大的作用，并具有巨大的社会效益，同时还有综合利用效益，说明修建中型水电站的优越性．     

Site modelling methods for detecting hydrologic alteration of flood frequency and flood duration in the floodplain below the carlyle dam,lower Kaskaskia River,Illinois, USA

Reports concerning the influence of dams on river hydrology vary among researchers, interest groups and government agencies. These often contradicting statements may occur because changes in hydrology caused by dams are distinct for each dam and river watershed. The objective of this research was to use site specific techniques to determine if the 1967 installation of the Carlyle Dam, lower Kaskaskia River, Illinois, altered flood frequency and duration within the forested floodplain located below the dam. Results indicated a decrease in flood duration and frequency, and a decrease in annual flood frequency variation at a site 6.4 km below the dam. Pre‐dam versus post‐dam differences in flood frequency and duration at the site 32.2 km below the dam were related to climate rather than dam effects. Although dam impacts are a concern, this research shows that distance downstream from the dam and downstream tributary and watershed characteristics should be considered before assuming that the dam has changed hydrologic parameters for portions of rivers. This research also indicates that areas of the lower Kaskaskia River may still maintain hydrologic ecological integrity, and could be targeted for restoration and adaptive management purposes. Hydrologic modelling combined with river gage and on‐site well measurement techniques presented in this study could provide detailed flood frequency and duration information for land use, sociological and geomorphological questions in focus areas within river floodplains. Copyright © 2008 John Wiley & Sons, Ltd.     

Statistical tools for thermal regime characterization at segment river scale: Case study of the Ste‐Marguerite River

Suitable thermal fish habitats are constrained by both maximum and minimum temperature tolerances. A multivariate and geostatistical approach was developed to estimate stream thermal characteristics at the river segment scale. Data from 22 temperature‐monitoring stations during summer 2007 were used to estimate monthly maximum temperature as well as thermal characteristics such as the number of events, the cumulative degree–days and the associated duration over specific temperature thresholds of 19 and 21°C. The probability of exceeding these temperature thresholds has also been interpolated. The methodology relies on the construction of a multivariate space using physiographic and hydrological characteristics of gauging stations as inputs in a canonical correlation analysis (CCA). A geostatistical interpolation technique, ordinary kriging, was subsequently used to perform interpolation in the physiographical space constructed using CCA. Results from this study were obtained for thermal characteristics estimated into two different interpolation spaces: (1) a 7 metrics space, and (2) an 8 metrics space. Cross‐validation technique has been performed and satisfactory results were obtained. Kriging thermal characteristics (magnitude and duration) into the 7 metric space for a 19°C threshold exceedance leads to best results with Relative Root Mean Square Error (RRMSE) ranging between 9.66 and 15.08%. The study shows that kriging in a multivariate space is a promising tool for water resources managers, especially in cases where risk mapping for lethal or sub‐lethal temperature thresholds may be required for a specific fish species. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

掺MgO混凝土的宏细观试验研究

利用MgO膨胀剂的延迟微膨胀效应能显著提高大体积混凝土的力学性能,产生的预压应力还能有效提高大体积混凝土抵抗温度开裂的能力,但目前对其微观机理研究不多。采用宏观与微观相结合的方式,研究了不同活性指数、不同掺量的MgO混凝土的力学性能,利用SEM/EDS微观分析手段揭示了MgO对混凝土性能影响的作用机理。试验结果表明：MgO取代部分水泥掺入混凝土中,混凝土的力学性能降低;掺量为4%~5%时,活性指数为100s的MgO混凝土的膨胀率大于活性指数为50 s的MgO混凝土;MgO混凝土的膨胀特性与Ca,Si,Mg,Al等元素的分布情况有关,掺入的MgO将改变界面区Ca,Si,Mg元素的富集特性,Ca元素和Mg元素更易于在界面区富集,导致混凝土宏观力学性能的降低。     

基于MIDAS软件探讨施工工序对深基坑稳定性的影响

基于武汉地铁名都站深基坑工程与水文地质勘察资料,建立了三维工程地质仿真计算模型。依据名都站深基坑开挖支护方案,利用有限元软件MIDAS的摩尔-库仑本构模型,对武汉地铁名都站深基坑施工过程中,不同施工工序下每步开挖之后,基坑的变形情况做仿真模拟计算,并对比分析其对基坑稳定性的影响。结果表明：基坑围护结构的变形情况与施工工序有很大的关系,施工工序越合理,上部土体变形越小,反之越大。因此,在基坑工程的施工过程中,要注重施工步骤的划分与合理安排,从而保证基坑工程的安全。研究成果为以后武汉地区基坑工程的施工设计提供了值得借鉴的经验。