基于SWAT模型的闸坝水量水质优化调度模式研究

水量水质联合调度是现代水利工程调度面临的一种新的调控模式.本文将闸坝水量水质联合调度模型、遗传算法耦合到流域综合管理模型SWAT中,从流域尺度上探讨了闸坝的合理调度模式,并在北京市温榆河流域进行了实例研究.研究表明:(1)基于SWAT模型,建立耦合闸坝系统的温榆河流域水量水质模型,较好地模拟闸坝影响下流域的水量水质演变过程,为温榆河流域闸坝调度研究提供支撑.(2)引温济潮二期工程的实施后,温榆河干流下游水量将有所减少,水环境状况将进一步恶化,尤其是在鲁疃闸上游地区水质浓度显著提高.闸坝的水量水质优化调度对改善全流域水环境状况,提高水资源利用率有积极的作用.研究将为温榆河流域及其他多闸坝流域水污染整治提供技术支撑和借鉴,同时也对北京市经济社会的可持续发展具有重要的意义.     

大气环境影响评价及其软件系统研究

主要对大气环境影响评价中的地面气象，低空探测有关资料的处理方法，数值修正以及大气扩散模式的适用性等进行了研究，编制了代空测风测温，平衡球，地面常规气象等资料统计和大气稳定度分类数据处理的软件系统。系统可自动计算太阳高度角，大气扩散参数，大气污染物排放量；可统计各种风向，风速和稳定度联合频率；可绘制风速，风向，温度廓线和平衡球运行轨迹；可计算网络浓度分布和长期平均浓度分布曲线。     

压气式SF6断路器二维冷态气流场的模拟计算

将压气式ＳＦ６断路器与操动机构进行了二维冷态气流场联合求解，计算了断路器的空载分闸特性及分闸过程中各时刻灭弧室内的冷态气流场，应用Ｔａｙｌｏｒ－Ｇａｌｅｒｋｉｎ法对可压缩气体非稳态控制方程组进行了数值求解。     

基于对比分析法的内蒙古某风场风资源后评估

近年,风电项目后评估方面的研究已逐步开展起来,但多倾向于风电场运行安全性、经济性和发电量指标,以及用风电机组分布系数、风资源系数和损失系数来评价风电场运行情况。基于对比分析法,从平均风速、风向频率、最大风速、风速频率、有效风速小时数、风功率密度变化等评估要素,对内蒙古某风场风资源进行了后评估。研究表明：两阶段相比,风场参考气象站年平均风速、平均最大风速均趋于减小,趋势变化率分别为-0.015、-0.185;主风向一致均为SSE;静风频率降低21.6%;风场不同周期平均风速约减小0.80 m/s,白天风速减小10.00%,夜间风速减小约12.00%;3个风速区间有效风速小时数分别减小263 h、533 h和925 h,风速频率峰值区由6.50~7.50 m/s降至4.50~5.50 m/s,高频风速（超过7.00%）由4.50~9.50 m/s降至2.50~8.50 m/s;风功率密度与风速变化趋势较一致,其中,1月和下半年各月份2阶段风功率密度较接近,除5月外其他月份较设计阶段减小较明显;风功率密度频率峰值区对应风速区间由14.50~16.50 m/s减至9.50~10.50 m/s;高频区（超过7.00%）由10.50~13.50和14.50~16.50 m/s变为7.50~15.50 m/s。     

雷暴风和良态风下输电塔气弹模型风洞试验

为研究雷暴风下输电塔的风振特性和风振系数,基于导流板在边界层风洞中模拟的稳态雷暴风场,开展了输电塔气弹模型风洞试验,并与B类场地下的结果进行了对比.结果表明:输电塔雷暴风下的位移、应力及加速度响应随风速和风向的变化规律与B类场地类似.雷暴风下的平均值、脉动响应一般会高于B类场地,且雷暴风最大风速处于塔头高度时响应的增幅...     

二维声源定位算法仿真

文中提出新的高精度,快速二维声源定位算法.计算机采集四个声音传感器,一个风速传感器和一个风向传感器的信号,计算出声源的位置和当地的声速.用MatLab语言进行的仿真分析结果以及用VB所设计的交互式虚拟二维声源定位系统软件的使用表明,该算法是实用和有效的.     

SAR海面风场反演研究

本文对SAR(合成孔径雷达)海面风场反演进行了研究.首先介绍了SAR反演海面风场的物理机制,然后阐述了由雷达后向散射截面反演海面风场的模式函数,随后对最具代表性的CMOD4经验模式函数进行了仿真,得到了海面雷达后向散射系数在不同海面风速、风向、雷达入射角和极化条件下的变化关系.结果表明:海面雷达后向散射截面在不同程度上依赖于风速、风向、入射角和极化方式,这对将CMOD4模式实际应用于SAR海面风场反演有很大的指导作用.     

大场域来流空间强风风场的数值模拟研究

合理构建强风风场的数值模拟方法,对于准确探究输电塔、风机塔等典型电力设施在强风作用下的风致响应规律及抗风稳定性至关重要,也是输变电工程技术领域的热点问题。针对现有研究及相关规范中对强风风场特性考虑不足的问题,提出一种大场域来流空间强风风场的数值模拟方法。首先,介绍空间强风风场的数值模拟流程及平均风速的模拟方法;其次,重点考虑大场域来流强风脉动风速的非高斯概率统计特性和空间分布相关性,引入峰度和偏度对脉动风速非高斯特性进行数学描述,并基于线性滤波法AR模型和Gurley相关性变形构建强风脉动风速模拟的数学模型,完成强风风场的数值模拟;最后,选取实际工程中的输电塔为计算案例,进行空间强风风场的模拟与验证。结果表明:文中建立的强风风场模拟方法在工况上更加贴合实际,经参数修改可适用于不同工况,为进一步开展输电塔、风机塔等空间结构的风振响应分析、失效概率计算乃至抗风设计研究提供可靠的研究基础。     

温度场的数值模拟法在干式电力变压器热设计中的应用

建立了干式变压器二维非稳态温度场的数学模型，采用有限差分布方法来求解变压器一相的温度场，分析计算了铁心，低压绕组，高压绕组的温升特性及整体温度分布和最热点位置。     

熔融碳酸盐燃料电池单体数值模拟及性能分析

介绍了熔融碳酸盐燃料电池的原理.认为燃料电池内部的温度、电流密度和反应气体浓度等分布参数对燃料电池的安全、高效运行具有重要的影响,准确地预测燃料电池的温度场、电流密度场和反应气体的浓度场具有十分重要的意义.在考虑熔融碳酸盐燃料电池内部电特性和热特性的基础上,建立了熔融碳酸盐燃料电池单体准二维数学模型.利用该模型对逆流形式的熔融碳酸盐燃料电池单体的主要性能参数进行了稳态数值模拟.仿真结果对于熔融碳酸盐燃料电池的设计及运行具有一定的参考价值.     

基于生态保护目标的乌梁素海生态需水研究

本文针对乌梁素海的生态环境问题和实际情况,提出了乌梁素海生态需水的水量目标为乌梁素海调蓄库容在2.4亿m^3～9.43亿m^3,相应的水位目标为1018.35m～1020m,水质生态保护目标为Ⅳ类;依据这些生态保护目标,基于水量平衡法,得出排干系统能够长期提供的水量为5.48×10^8m^3/a,就能够维持乌梁素海的水量平衡;由此乌梁素海的生态需水量主要体现为水质达标Ⅳ类标准的情况下的生态环境需水量,本文基于环境稀释需水量法建立了乌梁素海的生态需水量模型,计算得出了现状条件下在1、5与10年时间内相应的乌梁素海生态需水量为9.73亿m^3,4.62亿m^3与4.38亿m^3;在污染物30%削减方案下,1、5与10年内乌梁素海生态需水量为6.78亿m^3、2.39亿m^3与2.25亿m^3;在污染物40%削减方案下,同等历时的生态需水量为6.07亿m^3、1.76亿m^3与1.53亿m^3。研究成果对乌梁素海生态修复具有重要参考价值。     

云东海退田还湖工程调水改善水质的数值评估研究

退田还湖已成为改善水环境景观的重要手段。本研究结合珠江三角洲典型城市湖泊云东海的退田还湖工程,建立适宜于浅水湖泊的三维水动力-水质数学模型,模拟分析引调北江水前后云东海湖区的水动力和水质输移过程的变化特征,评估调水引流改善云东海湖区水流水质成效。对比现场观测资料表明,所建水动力-水质数学模型精度较高,可为城市湖泊资源开发、修复和引水调控提供技术支撑,一定程度上减少退田还湖中引水工程论证的盲目性和随意性。     

城市湖泊生态环境需水量计算方法研究——以东昌湖为例

数量与质量是水资源同时具有的不可分割的两个属性,城市湖泊生态环境需水量应是城市湖泊发挥其正常功能所需具备的一定水质的水量.以东昌湖为例,结合其功能要求,将其生态环境需水量划分为以下四个组分:水体生态环境改善需水量、水体本底需水量、湖滨带绿地景观需水量和湖滨带娱乐需水量.考虑到生态环境需水量的时空特性,探讨了结合水量水质耦合研究和阈值研究的生态环境需水量计算方法.东昌湖多年平均生态环境需水量的计算结果表明,最优生态环境需水量为2922.9万m3;中等生态环境需水量为2334.7万m3;最小生态环境需水量为1746.4万m3,而且水体生态环境改善需水量和水体本底需水量两部分占全部生态环境需水量的绝大部分.计算结果可为保护其生态环境,促进其可持续利用提供依据.     

计入湿地植物影响的滇池二维流场计算

依据滇池生态环境建设规划,在以前研究工作的基础上,综合考虑湿地植物和湖泊水域条件变化,在水槽实验确定湿地植物综合糙率基础上,根据水动力学原理建立垂向平均化的二维水动力学模型。模拟研究了拆除防浪堤前后滇池水体及滇池生态湿地建成后湿地水体3种情况的流场,分析了湿地植物以及湖泊水体边界条件改变对滇池流场的影响。模拟计算结果表明,拆除防浪堤拓展水域对滇池湖泊流场整体影响不大,但拆除防浪堤改变了边界条件和风生流的局部流向,使滇池局部区域的流场变大。滇池北部福保和西山之间区域平均流速由0.73cm/s增加到1.18cm/s,增大了61.6%;滇池南端昆阳区域平均流速由0.34cm/s增加到0.57cm/s,增大了67.6%;其他区域的平均流速由1.22cm/s增加到1.32cm/s,增大了8.2%,变化较小。生态湿地建设对滇池流场的影响主要发生在湿地区域,湿地区域流场平均流速由0.43cm/s变为0.14cm/s,减少了67.4%;现有水体区域内流场平均流速由1.27cm/s变为1.21cm/s,减少4.7%,影响较小。研究成果对滇池湖泊生态环境的修复和建设有一定意义。     

深圳荔枝湖工艺处理单元水污染治理效果研究

采用含内源污染的平面二维总磷输移模型,计算和分析了深圳市荔枝湖水污染治理工程中湖水大循环、曝气过滤、砾石床接触氧化、人工湿地、阿科曼生态基等五种不同水处理单元组合的六种工艺对荔枝湖水污染治理效果。结果表明不同水处理单元对荔枝湖雨水污染治理效果的大小为：湖水大循环〉曝气过滤〉砾石床接触氧化〉人工湿地〉阿科曼生态基。     

引江调水改善太湖贡湖湾的水环境效应

本文以生态系统动力学模型CAEDYM为建模框架,紧密结合太湖生态系统结构与功能特点,以河道流量及其物质含量、风场、太阳辐射等为外部函数,以藻类生消及其相关营养盐变化过程为建模核心,建立考虑内源释放的各种形态氮、磷输移与转化的太湖整体三维藻类动力学模型。在选取关键性评估指标的基础上,构建非调水及实况调水两种情景方案,应用模型计算了两种情景方案下贡湖湾环境指标的时空变化,重点对比分析了蓝藻生物量的变化规律及其影响因素,较客观评估了引江调水对贡湖湾的水环境效应,阐明了引江调水对贡湖湾水环境的改善机制。     

大型城市湖泊群引水调度模式研究

武汉东湖是国内最大的城中湖,东湖、沙湖、严西湖和北湖组成了大型城市湖泊群。＂大东湖生态水网构建工程＂将重建长江与湖泊群的水力联系,通过引江济湖改善湖泊群的水生态系统。为确定工程合理的引水调度模式,本文建立了湖泊群水动力水质模型,采用正交规则网格,考虑污染物的自然降解和底泥释放,采用零厚度隔板模拟湖中的隔堤,并对模型进行了率定和验证。综合考虑可引长江水量和入湖径流总量,选取典型平水年,对三种引江济湖调度模式进行了深入研究,通过建立的水动力水质模型的动态模拟计算,分析与比较各种调度模式的引水效果,为大东湖生态水网连通工程的实施提供科学的决策依据。     

三峡工程蓄水对鄱阳湖水情的影响格局及作用机制分析

鄱阳湖近年多次出现罕见的枯水水情,且恰逢三峡工程开始试验性蓄水,三峡工程对鄱阳湖的影响因此广受关注和议论。为明确三峡蓄水对鄱阳湖的影响及其作用机制,本文运用长江中游江湖耦合水动力学模型,以2006年三峡蓄水试验为例,计算了汛末蓄水对鄱阳湖水情的影响分量。结果表明：受蓄水影响,鄱阳湖湖口、星子、都昌和康山水位平均下降0.94m、0.74m、0.50m和0.03m。水位影响格局呈北高南低。湖泊内部的洲滩湿地受水位下降影响,提前出露,受影响最大的是中部的开敞水域。干流水位快速下降,加速湖水下泄是三峡工程蓄水对鄱阳湖水位的主要影响方式。     

洞庭湖区气候及江湖关系历史变迁的探讨

洞庭湖历经沧桑变迁，汉末以前湖盆与水位均较荆江低，东汉后期，天然植被不断遭破坏，使湖水水位渐高于荆江，造成湖高江低，出现江、湖两安之势，宋代湖区周围垦辞活动增强，森林破坏极大，荆江江面束狭，河床逐步增高，元明时期，多次疏浚调弦、虎渡等穴口，造成江水入湖，清代水土流失加剧，藕池、松滋相继决口、从此四口分泄荆江洪水与泥沙，造成湖面萎缩，洞庭湖退居为第二大淡水湖。     

火力发电厂环境成本测算方法研究

火力发电企业是我国污染物排放大户.电厂环境成本的研究有利于促使排污主体对环境问题的真正关心,更有利于其积极治理环境污染.文章以经济学为理论基础,运用环境经济学和技术经济学等方法,以污染者付费原则、损害补偿理论为指导,提出了火电厂环境成本的定量计算模型,并在基于区域环境容量测算模型的基础上对上述模型加以修正,在理论研究方面具有一定的突破性.