基于ADCP测量的钱塘江主要断面污染物通量研究

用声学多普勒流速剖面仪（Acoustic Doppler Current Profiler，ADCP）获取河流断面的流量资料，结合水质分析所得的高锰酸盐、氨氮、总磷、石油类等污染物浓度资料，分析了钱塘江主要断面的污染物通量。结果表明，污染物通量研究将水质和水量统一起来考虑，很好的反映了污染负荷大小，是全面了解和评价河流主要断面污染物输送量和贡献量的有效手段，今后在治理流域水污染时应重视对河流污染物通量的研究。     

基于小波分析的汀江水沙通量变化规律研究

利用1951-2007年月平均水沙通量资料,采用Morlet小波函数,对汀江上杭水文站近60年来的年际和年代际变化特征进行小波分析,揭示了汀江水沙通量的多时间尺度变化特征和突变点,并根据小波能量谱(能量集中区)所对应的主周期进行了趋势分析.计算结果表明,洪季水沙通量的多时间尺度振荡趋势和位相与水沙通量的年变化特征相一致;洪季(4-9月)和年径流量均存在18年左右时间尺度的主振荡周期,6 -9年时间尺度的次主周期;洪季(年)沙通量均存在28年左右时间尺度的主振荡周期,16年时间尺度的次主周期;经小波趋势分析,未来10 -20年,汀江水沙通量与正常值相比呈降低趋势.     

基于固定式ADCP的陈东港污染物通量计算

根据太湖流域西部重要入太湖河道陈东港2021年ADCP流量测验数据和水质在线监测数据,分析了该河道流量、污染物质量浓度和通量的年内变化特征,比较了流量、水质数据采集频次对污染物通量计算结果的影响。结果表明：2021年陈东港年平均流量为73.66 m³/s,年径流量为23.29亿m³,日均流量年内波动剧烈,峰值出现在7月,其变化过程受降水影响显著;COD_Mn和TP质量浓度的年内波动也较明显,全年累计通量分别为10 357 t和352 t。基于固定式ADCP流量测验数据计算污染物通量较基于水文巡测数据的精度提升约39.5%,两者差异主要集中在6—8月。若要将两种污染物年累计通量的计算相对误差控制在5%以内,流量采集频次不宜低于2 d一次;若相对误差控制在10%以内,流量采集频次不宜低于10 d一次,在丰水期(6—9月)和枯水期(12—2月)需提升至2 d一次。与流量采集频次相比,两种污染物年累计通量对水质采集频次变化的敏感性相对较低,当水质采集频次从8 h一次减少到30 d一次时,相对误差仍在5%以内。     

BP网络在利津站水沙通量研究中的应用

介绍了BP神经网络的基本理论和算法,利用MATLAB开发了相应的程序,建立了BP网络模型,并对1991年利津断面汛期和非汛期的径流量和输沙量进行了预测.结果表明:BP 网络模型拟合精度高,预测效果好.     

神经网络在黄河口水沙通量研究中的应用

利用利津断面1963～1989年的水沙资料,建立了GRNN网络模型和BP神经网络模型,研究并探讨了黄河口水沙通量的预测问题.结果表明:①利用奇数年数据建立的GRNN和BP模型预测误差大、精度低,而用归一化处理的数据建立的GRNN和BP模型预测的绝对误筹小、精度高,并且GRNN的预测精度比BP模型的高;②神经网络具有很高的灵活性和非线性映射能力;③归一化的实质是自变量的无量纲化,利用量纲分析理论研究水沙影响因子,为进一步研究黄河口水沙问题提供了一个思路.     

中国大陆太平洋流域河流下泄水沙通量的变化

选择中国大陆太平洋流域主要的10条河流17个代表性站点,分析、插补各站年径流量和年输沙量数据,汇总得出1955-2007年53年的水沙通量系列数据,代表中国大陆太平洋流域河流总的下泄水沙通量。总体看,中国大陆太平洋流域河流总的水通量约为每年15 600亿m3/a,从时间序列来看,无明显趋势性变化;总的沙通量约为每年13.9亿t/a,从时间序列来看,呈明显的4级梯级下降,年输沙量从20.9亿t/a降至近年的5.8亿t/a。输海沙量的降低主要是水土保持、水利枢纽对水沙量的调节、灌溉引沙和气候变化等因素综合作用的结果。     

基于ADCP实时指标流速的感潮段断面流量计算

长江下游感潮河段水位-流量关系曲线无法确定。针对传统测流方式存在的监测频次偏少、无法实现流量过程推求等问题,建立了ADCP在线测流系统。根据一段时期内在线测流系统中ADCP实时指标流速监测值与断面平均流速实测值,建立了两者间的多元线性回归模型,并进行求解,获得了模型的回归系数。以南京水文实验站2010年11月至2011年12月之间的监测资料为例,通过以上方法计算实时指标流速的回归系数,并结合水位和河底高程求得过水断面流量。与实测流量对比表明,该模型具有较好的拟合效果,计算精度较高,可广泛地应用于流量的实时报汛及整编。     

水沙条件对黄河下游河床演变影响的分析途径──兼论水沙与断面形态关系

根据黄河等河流的实测资料，分析来水来沙大小及其过程对河床演变的影响，提出断面形态与来流大小、过程的定量关系。以黄河为例，探讨了水沙搭配对河道冲刷与淤积的作用。     

长江沙市段断面面积对水沙变异的滞后响应研究

通过长江中游沙市站的实测水沙、断面资料的分析表明,沙市站河槽形态的调整对水沙变异存在一定滞后性。为了研究沙市河段河床演变的滞后响应规律,从3个方面对适用于黄河流域的河床演变滞后响应模型进行改进:①以沙市站多年平均枯水位下的断面面积作为滞后响应模型的特征变量;②引入“年组合流量”概念;③在模型迭代公式中使用分段函数,从而得到适用于沙市河段的河床演变滞后响应模型。利用模型迭代公式进行计算,结果表明改进后的河床演变滞后响应模型计算精度R²处于0.7~0.8之间,可以很好地描述沙市站河槽形态的调整规律。     

三维水沙输移模型对深圳深水湾水沙输移的研究

运用三维水沙输移模型研究深圳深水湾的泥沙输移,经过实测资料的验证,计算值能够模拟实际情况,表明波浪对泥沙输移有重要的影响。为进一步研究深圳深水湾泥沙在潮流作用下的输移规律,模拟了1998年7月21日至1998年8月21日涨退潮期间的水沙运动,计算结果表明深水湾属于泥沙淤积区域。     

洋山港南北汊道水体和悬沙输运变化

汊道封堵是洋山港建设的规划方案之一,是后续码头建设的基础工程,其实施也是对港区水动力变化和海床冲淤演变产生影响的主要工程。迄今为止,港区北部颗珠山-小洋山汊道和南部双连山-大山塘汊道及大山塘-大洋山汊道保持畅通。这几个汊道是否封堵一度成为热点问题。本文通过通量分析方法,分析汊道位置水沙输运年际变化。结果表明,颗珠山汊道单宽净输沙通量逐年增强,保留颗珠山汊道是必要的。     

洋山港海域余流分离和会聚现象研究

洋山港海域岛链峡道具有下层水体余流分离现象和会聚现象两个主要特征，它们对峡道内的悬沙浓度分布、底质沉积物分布和海床冲淤均产生显著影响。悬沙浓度在余流会聚区呈现高浓度特征，在余流分离水域具有低悬沙浓度趋势。余流分离和会聚现象使砂质沉积物在峡道西部集结并形成大型沙体，余流会聚现象导致了峡道西部粘土沉积区的形成。余流分离现象是峡道深槽形成的主要原因，余流会聚现象是峡道西部浅滩区形成的主要原因。洋山港北港区工程将会使峡道西部海床淤浅，东部深槽加深。     

崎岖列岛堵汊工程对洋山深水港区冲淤影响分析

 通过对上海国际航运中心洋山深水港所在崎岖列岛海域水、沙运动规律和冲淤环境的调查研究,对港口建设过程中小洋山岛链3个汊道的封堵而导致汊道潮流量的丧失,港区淤积体的生成,进而引起洋山港区海床地形冲淤环境变化的过程进行了深入分析。认为堵汊工程后,在新的边界条件下,经过水沙和地形冲淤的不断调整,原来“冲淤平衡、略有冲刷”的环境逐渐得到恢复,港内水深得到良好维护,确保了深水港的成功建设。     

椒江入海水沙通量的变化规律

基于椒江流域沙段和柏枝岙水文站1958-2013年实测径流量和输沙率资料,采用水文学和数理统计等方法,分析椒江流域始丰溪和永安溪入海水沙通量变化特征及相互关系,并对气候和人类因素影响进行讨论。研究结果表明:始丰溪和永安溪的水沙通量具有明显的年际变化和年内变化,水通量变化相对稳定,沙通量变幅大于水通量,始丰溪变幅大于永安溪;椒江洪枯季流量悬殊,洪峰暴涨暴落,梅汛期和台汛期是主要输水时期,台汛期是主要输沙时期;始丰溪和永安溪水沙通量之间具有较好的峰谷对应关系;椒江流域径流变化主要受降雨量控制,而输沙量变化还受其它因素影响;受人类活动影响,始丰溪和永安溪的水沙关系发生多次改变,突变时间与人类活动吻合;里石门水库的建成和运行,对始丰溪径流起到了调节作用,水沙通量年内分配趋于均匀。     

基于水库-河道耦合关系的水库水沙联合调度模型研究与应用

为使多沙河流水库既能实现防洪、发电和生态等综合效益,同时又能兼顾下游河道维持一定过流能力的目标,运用动态规划方法构建了基于水库-河道耦合关系的水库多目标优化调度数学模型,集成了水库减淤效益、发电效益、下游河道河床演变3个计算子模块。其中下游河道河床演变计算子模块是整个数学模型的核心模块,它的年度计算结果既作为水库调度寻优的判别条件,又通过实时反馈更新了下一年度水库优化调度计算的边界条件。将该模型应用到黄河小浪底水库水沙联合调度的研究中,结果表明,在维持下游河道4000 m3/s左右的中水河槽的基础上,构建的模型能充分权衡下游防洪、库区减淤、电站发电之间的关系,实现了水库综合效益的优化。该结论为研究多沙河流水库水沙联合优化调度提供了新的思路和理论依据。     

黄河下游洪水的输沙效率及其与水沙组合和河床形态的关系

以1950-1985年间274次洪水的资料为基础,对黄河下游洪水的输沙效率进行了研究,查明了场次洪水排沙比随流量变化的3个临界点。同时还发现,当场次洪水平均含沙量小于34.02kg/m3时或当来沙系数小于0.01kg.s/m6时,下游河道可以不淤。黄河下游游荡段排沙比最小,过渡段次之,限制性弯曲段最大,可见窄深河段的输沙效率要高于宽浅段。上述3个河段处不冲不淤状态时的临界含沙量依次增大,证明窄深河段可以在含沙量较大时保持临界不冲不淤状况。     

黄骅港海域三维流场数值模拟

利用三维潮流数学模型模拟黄骅港附近海域的流场,分析了黄骅港建港前后海域潮流场的主要变化,以及建筑物引起的沿堤流和口门横流及其对泥沙运动的作用.在NE向8级风作用下,黄骅港附近海域水流的垂向流速变化非常显著,对泥沙输移起重要作用.     

广州港南沙港区附近水动力环境情景模拟分析

广州港南沙港区处于蕉门、虎门下泄流与伶仃洋上溯潮流的交汇区,港区水动力环境十分复杂.近年来鸡抱沙围垦工程进展迅速,港区附近陆域边界、水动力环境都在不断发生着变化.为了分析这种变化对南沙港区维护的利弊,主要采用数学模型动态情景模拟手段,分析了现状及鸡抱沙尾部下延对南沙港区的影响,针对水动力条件的变化,提出了减轻港池泥沙回淤的一些措施.     

引黄灌区水沙资源配置关键技术的研究

引黄灌区水沙资源配置关键技术包括灌区减沙沉沙技术、引水分沙技术、渠道输水输沙技术等。通过引黄灌区引沙和沉沙资料的分析，论述了引黄灌区减沙技术和对灌区有害的粗颗粒泥沙处理技术，前者主要是通过控制引水含沙量或减少引水量来实现，后者主要是通过有害泥沙的拦截和沉积来达到。结合渠道输水输沙能力，总结了提高灌渠输沙能力的工程措施和非工程措施，前者包括加大渠道比降、渠道衬砌、改造阻水建筑物、优化断面等，后者主要是指水沙调控技术。通过分析渠道引水分沙特征，进一步探讨了引黄灌区自流灌溉和提水灌溉的特点，指出自流灌溉的支渠引水含沙量略低于或等于干渠含水量，渠道处于增淤状态；若提水泵站及其进口合理布置，将会有利于渠道减淤。     

论黄河小浪底水库拦沙后期的运用及水沙调控

小浪底水库是确保黄河下游防洪、减淤的关键性工程,2007年已进入拦沙后期。为了尽可能地延长水库的使用寿命和减少下游河道的淤积,以最大限度地发挥小浪底水库的作用,制定合理的水库运用方式是非常重要的。回顾了小浪底水库运用以来的贡献和新情况,评述了拟定的水库运用方式的研究成果,根据三门峡水库和黄河下游河道数十年来的冲淤变化的实践经验,提出了小浪底水库拦沙后期运用方式的原则和水沙调控的建议。