香溪河水质的平面二维数值模拟

三峡工程建成后改变了三峡库区及长江支流的水动力条件,对水生态环境产生重要影响,导致近年来水华现象频繁发生.该文采用空气动力学数值格式的平面二维水质模型对香溪河的水流水质进行了模拟研究,并采用2007年9月～10月和2008年6月～7月香溪河的水质监测数据对此模型进行了率定和验证.计算结果表明:该模型可以准确地模拟香溪河水流水质时空分布,并验证了流速是诱发香溪河水华发生的重要因素,且0.03 m/s为香溪河水华发生的临界流速;香溪河的营养物质浓度在水华期间处于动态变化中,特别是上游河段的浓度受来流所含营养物质浓度的影响明显,此研究结果可为三峡库区水质管理提供相关科学依据.     

三峡水库不同水位运行下大宁河水动力过程模拟

三峡大坝的建成运行对库区支流水动力过程具有重要影响。以三峡库区支流大宁河为例,基于Delft3D模型,建立了大宁河大昌到长江口段平面二维水动力模型,并对三峡水库高水位和低水位运行条件下大宁河的水动力特征进行模拟计算,得到大宁河模拟区段水流流场的沿河分布。模拟结果表明:不管是三峡水库低水位或高水位运行,大宁河整体流速缓慢,均低于0.04 m/s;河流库湾区低水位时流速低于0.01 m/s,高水位时低于0.001 m/s,呈现明显的"湖相"特征,水体自净能力极大地削弱,易发"水华",影响大宁河水质安全。研究结果可为三峡库区支流的区域化管理提供决策参考。     

针对小江回水区水华现象的生态调度方案评估

水库生态调度是一种有效的生态补偿手段,通过合理的水库调度方式,可以弥补或减缓水利工程对生态环境造成的影响。综合考虑开县消落带的生态需求和现行三峡水库的调度运行特点,应用验证后的生态动力学模型,模拟出小江调节坝调度方案。提出适用于小江调度方案优化的评估指标体系,根据不同调度方案下调节坝上下游水位、流速和水质情况,利用层次分析法对调度方案进行评估分析,确定调节坝的最优调度方案。研究证明,通过对调节坝的合理调度来改变下游河流水动力条件,可以抑制藻类大量繁殖生长以及改变河流营养盐分布。为以生态调度控藻为目的制定合理的小江生态调度方案提供了可靠的依据。     

水库潮汐式调度对支流水动力影响研究——以三峡库区支流小江为例

三峡水库蓄水运行后,库区支流在春夏季时有水华暴发,对水质造成了一定影响。大量研究表明,通过水库调度改变库区支流水动力条件,抑制水华发生是可行的。采用Delft3D模型对三峡库区支流小江渠马-双江大桥段进行模拟研究,以探明潮汐式调度对库区支流水动力的影响,为抑制库区支流水华发生进行生态调度提供理论支撑。研究结果表明：三峡水库开展潮汐式调度对小江的水流具有扰动作用,整体趋势表现为水位抬升期回水区中、下游段流速值均有所减小,水位下降时流速值有所增加,基本与河口水位变化的步调保持一致;调度期水位变幅越大,流速的扰动越大;水位抬升期表现为流速减小幅度随调度水位变幅的增加而增加,水位下降期表现为流速增加幅度随调度水位变幅的增加而增加。     

太湖流域平原水网城市生态补水措施研究

太湖流域独特的平原河网特性决定了其水环境治理和水生态保护的复杂性,为探究生态补水对平原水网中心城区河道流速和水质改善效果,以苏州市古城区为例,基于MIKE模型构建生态补水模型,并模拟3种不同生态补水方案对研究片区水动力和水质的改善程度。结果表明：通过新增补水水源、提升补水水量、增设生态堰坝等生态措施,可优化中心城区多源补水格局,完善补水体系,提升活水保证率,古城区重点河道断面水质均得到有效改善,且大部分提升至Ⅲ类及以上水平,可为改善平原水网中心城区河道水动力创造有利条件。     

汉丰湖水体富营养化控制水量调度方案

为探究汉丰湖水量调度对库区水动力及水体富营养化的影响,基于2014年汉丰湖实测流量、水位和水质数据构建了MIKE21二维水动力和对流扩散模型,以实测流速、TN和TP浓度验证了模型的准确性,利用该模型模拟了7种调度方案下库区流速、TN和TP浓度分布情况,并对各模拟方案的运行情况进行了比较。结果表明,大流量的水量调度方式能有效提高库区水体流速,在较短时间内降低调节坝断面的TN、TP浓度,但实现整个库区营养盐浓度的降低需要保证一定的调度时间。     

基于MIKE11模型构建的流域现状年水量水质模拟

研究浑河流域干流水动力模型的主要目的是模拟浑河流域各控制段的流速,水位和流量,从而为水质模型提供数据输入,为水质和水量联合调度提供数据支撑,以改善水质。研究首先构建了浑河流域的水动力模型,在此基础上,进行了径流模拟和水质模拟,并对当前年度水质进行了模拟~([1])。     

基于Delft3D的三峡水库不同工况下香溪河水动力水质模拟

三峡大坝高水位运行对库区支流水环境的影响一直是备受关注的问题。以三峡库区支流香溪河上游河段为例,基于Delft3D模型,进行水动力水质模拟研究。首先,采用模型中的Flow模块对研究水域构建了水动力模型,对研究河段2013年汛期和蓄水期的水动力时空特征进行模拟;然后利用Waq模块构建了水质模型,模拟了NH+4在大量排放之后的流动分布规律。模拟结果表明:香溪河在汛期呈现"河相",流速较大;在蓄水期香溪河的"湖相"化趋势明显,流速低,形成涡旋;在蓄水期,由于三峡库区水位抬升,造成香溪河流速缓慢,其水动力特征对污染物分布中起了决定性的作用,使污染物表现出明显的回水污染特征,威胁香溪河水质安全。研究结果可为三峡库区支流的区域化管理提供决策参考。     

茅洲河河口建闸对闸上水质的影响研究

采用MIKE FLOOD模型建立了茅洲河河口一、二维耦合的水动力、水质模型,模拟分析茅洲河河口建闸后对茅洲河干流及河口附近水质的影响。通过模型模拟表明,由于茅洲河干流中下游的污染物以及交椅湾地形的影响,交椅湾内水体流速变慢,茅洲河河口易形成污染带。通过茅洲河河口建闸前后的工况模拟分析,共和村断面在2020年工况下洪水期氨氮浓度在1.6～2.3 mg/L之间波动,均值为2 mg/L,建闸后基本稳定在2.13 mg/L。枯水期时建闸前氨氮浓度在1.4～2.1 mg/L之间波动,均值为1.8 mg/L,建闸后基本稳定在1.83 mg/L。研究发现,河口闸的建设对茅洲河干流的水质基本没有改善作用。从污染物均值来看,河口建闸后闸上水质略有恶化,主要原因是河口处靠近外海区域污染物浓度较干流下游浓度低,建闸后闸址下游河水无法上溯,对断面污染物的稀释作用减小。本研究成果可供茅洲河水环境治理的相关决策提供参考,也可为其他流域的河口闸建设研究提供参考。     

三峡水库蓄水前后库区及坝下游水质变化与成因探讨

为了解三峡水库运行对大坝上下游水质的影响,同时为三峡江段水质保护提供参考,根据长江三峡水环境监测中心在三峡库区官渡口和坝下南津关两个重要断面1998~2012年间的水质监测资料,比对分析了水库蓄水前后部分水质指标的年际和年内变化特征,并探讨其成因。结果表明,2003年三峡水库135 m蓄水成功后,水体中SS和重金属等指标浓度下降,TP等营养盐指标浓度呈不同程度减小,DO等氧平衡指标浓度总体下降。由此可得:三峡水库运行对库区及坝下游水体水质有积极影响;水库运行后,水流变缓,泥沙沉降,使得水体含沙量明显减少,污染物浓度也相应降低,泥沙吸附沉降作用对减少大多数水体污染物的作用不可小觑;但库区中吸附了大量水体污染物的泥沙,如果再悬浮,会对长江干流水质产生不利影响,应密切关注库区水体泥沙含量的变化规律。     

基于GA-灰色波形预测模型的白洋淀天然入淀水量

白洋淀天然入淀水量在长期的时间序列上有着丰、枯水期交替演化的规律,灰色波形模型适用于这一规律发展趋势的研究。通过遗传算法(GA)对灰色一阶模型(GM(1,1))的迭代基值α与背景值系数β进行优化,利用遗传算法收敛效率高,选择范围广的优点,建立了以GA-GM(1,1)群为基础的GA-灰色波形模型,对白洋淀天然入淀水量趋势进行研究。最终得出结论:GA-灰色波形模型不仅在信息序列的拟合上明显优于传统灰色波形模型,且GA-灰色波形模型能更好的抓住信息序列发展特点,更为准确的预测白洋淀天然入淀水量演化规律。说明用GA-灰色波形模型进行白洋淀天然入淀水量研究是可行的,也为研究湖泊水资源量变化提供了一种新思路。     

长春市雷家沟水面线灰色预测模型研究

以试算法提供的长春市雷家沟百年一遇的洪水资料为基础,建立了灰色预测模型。通过对灰色数据的处理及对精度检验,验证了模型的合理性,其研究成果对于合理确定长春市雷家沟水面线具有一定参考价值,也为合理的确定长春市雷家沟设计岸顶高程提供科学依据。     

Hydrological balance and application of the MedWater Model on Naxos Island

The MedWater model was used to determine both the present and future water balances of the largest water basin on Naxos Island, Greece, comparing water resource availability with water demand while also testing assumptions related to the regional hydrological context and different future scenarios. The model indicated that: the required quantities of water for both irrigation and drinking needs reach their annual maximum values during the summer season; the annual water balance shows a general surplus, but not on a monthly basis; the available quantities of water are not enough to cover irrigation demands during the annual dry period; available water resources maximize in March and are generally under-exploited; and the required volumes of water for both irrigation and direct human consumption will increase in the future.     

基于WRMM模型的水资源配置及方案优选研究

研究克拉玛依市水资源配置方案优选。通过建立2005年克拉玛依市水资源配置模型,选取13个方案对克拉玛依市水资源进行模拟;在充分考虑社会、经济、环境、资源利用等因素的基础上,构建了水资源配置方案评价指标体系,利用层次分析法,分析各个指标的权重,并对2005年克拉玛依市水资源配置方案进行优选。结果表明:WRMM模型适用于克拉玛依市水资源的配置,层次分析法优选结果符合克拉玛依市水资源配置执行方案。     

基于水质目标管理的涑水河水环境容量研究

应用水质目标管理技术方法,研究涑水河水环境容量计算及分配,污染负荷削减等关键技术,实现涑水河污染物减排。建立涑水河水动力水质模型,结合实际监测资料,进行模型率定和验证,并对涑水河在95%、75%、50%保证率下,各断面COD、NH_3—N水环境容量的研究。COD水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-6802.037、-5891.560、-5203.764 t/a;NH_3—N水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-3328.943、-2070.057、-1821.376 t/a。需要对其进行污染物削减,确定涑水河污染物的削减量,COD在特枯年、枯水年和平水年削减量分别2103.75、1926.58、1702.33 t/a;NH_3—N削减量分别是927.07、605.31、546.29 t/a。将水质目标管理技术运用在涑水河水环境容量研究中,为流域环境水质改善提供技术支撑。     

基于GIS的流域土壤水分补给量的模拟研究

地理信息系统（GIS：Geographical Information System）的栅格数据模型是进行水文分析较常用的方法之一，它强大的空间分析功能非常利于构造分布式模型，土壤水分的空间分布与地形、土壤和土地利用等因子密切相关。本文利用GIS栅格数据模型构建了流域累积土壤水分补给量的分布式模型，并应用于鄂尔多斯高原的考考赖沟流域。结果分析表明，模型能够合理地表达累积土壤水分补给量的空间变化。这对于我国半干旱山地丘陵地区的土地利用结构的空间安排、植被生态建设与恢复具有重要意义。     

河流水质模型研究概述

阐述了研究河流水质的意义，对国内外河流水质模型研究进行了概述，在此基础上，探讨了今后河流水质的研究方向。     

基于灰色马尔科夫模型的南四湖水质预测

针对传统GM(1,1)模型存在灰色偏差和抗干扰能力弱的问题,建立一种等维新息灰色马尔科夫模型。该模型采用灰色马尔科夫模型改进传统GM(1,1)模型,再利用等维新息思想更新建模所需数据序列。运用该模型对南四湖2019—2021年的水质状况和水质演变趋势进行预测,结果表明：灰色马尔科夫模型的相对误差小、精度高、预测结果合理;2019—2021年南四湖水质整体呈现由北向南逐渐变好的趋势,其中CODCr、NH3-N、CODMn质量浓度呈下降趋势,TP、TN质量浓度有上升现象,存在超标风险,应加强对南四湖流域TP、TN的控制。     

基于CCHE模型的乌斯满引水枢纽水流数值模拟

通过CCHE2D平面二维水沙数学模型,采用非线性k-ε紊流闭合模型,有限元法离散控制方程和时间行进格式求解方程对塔里木河乌斯满枢纽模型进行二维水流特性数值模拟。分析了枢纽上下游水流水面形态变化、断面流速变化以及水位高程变化。探讨了引水闸及泄洪闸对计算河段水流流态的影响。将各典型断面水面高程变化与物理模型试验实测值进行对比,得到二者水面变化趋势基本一致。结果表明:CCHE软件能较好地运用于引水枢纽工程水流运动的数值模拟。     

基于经济行为分析理论的水银行运行机制研究

水银行是调剂用水余缺、节约水交易成本、保障供水安全的一个有效工具。由于水银行运行机制方案是其发挥效益的基础，本文利用水银行的经济行为分析模型，以王圪堵水库供水区为例研究了10种模拟情境下的存水价格、贷水价格和方案特点，分析了不同方案下的水价情境。定量分析表明：对贷水市场利用边际贷水成本定价，存水价格按照农民的意愿定价，可实现贷水量越多水银行获得的总利润越高，是有利于实现存水者、贷水者及水银行三方共赢的适宜方案。