一维畦灌地表水流-土壤水动力学耦合模型Ⅰ：建模

畦灌地表水流-土壤水动力学耦合模型可从物理机制上综合模拟地面灌溉过程中地表水与土壤水系统之间的互动关系,为开展区域尺度地面灌溉系统性能评价提供了基础工具.利用二阶时空离散精度的混合数值解法求解一维全水动力学模型,建立了一维畦灌地表水流运动模型,并利用二阶时间离散精度有限差分法和构建的四阶空间离散精度有限体积法解算一维土壤水动力学模型.同时,以地表水和土壤水质量守恒方程交替迭代计算的地表水深收敛值为基础,利用动量守恒方程获得地表水流速场,实现了地表水-土壤水系统间的有效迭代耦合,构建起基于数值解法和迭代耦合模式同步改进的一维畦灌地表水流-土壤水动力学耦合模型.     

干旱对流域地表水体水质影响初探

干旱缺水导致的水环境污染问题主要表现为污染物浓度升高、水体富营养化加剧、河流水域纳污能力降低。通过识别干旱对流域水环境的影响机制,系统介绍了干旱发生时和干旱发生后产生降水对流域地表水体水质的影响,着重研究了旱涝交替阶段污染物产生、入河及在河道中的迁移转化规律。结果表明:干旱导致流域水体污染不断恶化,区域生态平衡受到严重影响;干旱导致可用水资源量减少、水质污染加剧、严重影响社会经济的发展和人类健康,其中水质恶化表现最为突出。     

汛限水位动态控制技术运用条件及存在的问题

结合山东省水库汛限水位动态控制专题调研成果,归纳和总结了汛限水位动态控制技术需要具备的基本运用条件,对该技术在应用中存在的降雨与洪水预测预报系统需要完善、库区和下游工程条件尚需加强、急需构建非工程保障措施体系等问题进行了分析,并提出了相关建议:①从工程角度出发,对水库大坝和下游河道堤防进行除险加固;②进一步加强对水文预报及人为判断决策风险的考虑,研究多因素间可能存在的相关性;③通过洪水补偿来提高公众对洪水风险的认识水平,增强其风险意识;④对汛限水位动态控制的事前预警与事后应急处理及补偿措施进行研究,并考虑风险收益的分摊问题.     

水工抗震规范中高土石坝动态分布系数的探讨

我国土石坝的建设规模和难度越来越大,水工建筑物抗震设计规范的动态分布系数分布图已经不能完全满足设计要求。本文以世界同类型中最高的双江口心墙堆石坝为例,利用有限元动力分析方法,分析了坝体的加速度反应及其分布规律,并与振动台模型试验结果进行了类比。在此基础上探讨了规范的动态分布系数分布图存在的问题。研究表明,尽管试验得到的模型坝加速度反应大于原形坝计算值,但两者的加速度反应的分布规律基本一致。建议对高土石坝的动态分布系数分布进行系统的分析论证,考虑不同坝高、不同部位、不同工况和不同坝型下的加速度放大倍数,给出更为安全合理的动态分布系数图,以指导工程实践。     

妫水河入官厅水库水污染成因及减排措施评估

为保障妫水河入官厅水库入流水质达标,分析水质成因,分步制订水质改善措施。采用MIKE21耦合植物作用的Ecolab生态水质模型,对妫水河下游入官厅水库断面至东大桥断面、支流三里河水域进行模拟。通过对丰水期和枯水期监测数据及模拟结果进行分析,流域上游来流水量及水质、区间污染源及河流湿地等自净作用是影响官厅水库入流水质的主要原因,其中:妫水河入流污染负荷对水库入流水质贡献率最大,丰枯水期氨氮、总磷和总氮的贡献率分别为18.32%～45.76%、9.31%～31.17%和29.34%～67.56%;区间入河污染源氨氮、总磷和总氮削减率分别为19.41%、31.31%和24.94%;丰枯水期河道自净对氨氮、总磷和总氮削减率分别为44.85%～61.29%、51.40%～77.92%和8.40%～23.06%。为改善官厅水库入流水质,在流经城市区的妫水河下游及三里河修建了河流湿地公园,对区域污染源进行截污,使得入库水质可达到Ⅲ类水。为长远确保官厅水库的水质,控制来流水质和加强流域治理是关键,同时营造岸带湿地,对水质改善有积极的作用。研究结果及方法可为水库污染防治及负荷量削减提供理论依据。     

水质标识指数法在赣江尾闾段水质评价中的应用

赣江为鄱阳湖的重要补给水源,赣江水质对鄱阳湖生态有着重要影响。本文以电导率（EC）、浊度（TUR）、悬浮物（SS）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH₄-N）、硝态氮（NO₃-N）以及化学需氧量（COD）作为赣江水质评价指标,采用水质标识指数法对赣江尾闾段2015年10月30日、12月4日以及2016年1月12日、3月10日和5月30日5个时间点、3个支流、8个监测点的水质进行综合评价分析。分析结果表明：采用主要污染物水质标识指数法（PP-WQI）所得赣江下游北、中、南支流污染指数分别为3.84（COD）、3.53（COD）、3.84（COD/SS）,综合水质标识指数法（CWQI）所得污染指数分别为3.8077、3.5003、3.7465;水质介于Ⅲ类和Ⅳ类之间,属于轻度污染,主要污染物为COD、TN和SS。水质在空间上表现为中支较好,南支和北支较差,上游优于下游;在时间上表现为夏季（5月30日）最差,冬季最好（12月4日和1月12日）。     

原状黄土增湿过程中的土水特征曲线模型

黄土增湿过程是黄土持水特性与增湿变形特性相互影响的过程。已有的土水特征曲线模型主要描述土体的含水状态与吸力的相关关系,无法全面反映增湿过程中黄土的持水特性与变形特性。因此在固结仪上开展了新疆原状黄土的分级增湿试验研究,试验中引入能够全面反映土体含水状态和变形情况的"增湿水平"这一变量,并用增湿水平和吸力表征黄土土水特征曲线模型。结果表明:各竖向压力作用下增湿过程中,半常用对数坐标系下原状黄土增湿水平与吸力关系曲线形状相似,均明显的分为初期平缓段和陡降段两个阶段;竖向压力对增湿水平与吸力关系曲线的影响主要体现在初始吸力与陡降段斜率的不同,可以归一化为幂函数形式;为此建立了以增湿水平和吸力表征的土水特征曲线模型。并将该模型用于其他地区黄土,验证了所建模型适用于原状黄土的初始含水率和吸力状态、不同初始含水率的压缩状态,以及重塑黄土在压力作用下的增湿变形状态。     

北京市河长制信息系统设计与研发

为进一步贯彻落实河长制工作部署,北京市开展河长制信息化建设工作,并设计研发了基于GIS的河长制信息系统。系统采用GIS、"互联网+"和人工智能等技术,依托PC端、移动端和公众号3种载体,服务于市、流域、区、乡镇和村各级河长的业务管理工作,全面实现了河道管理网格化、事件处置流程规范化、河长绩效考核差异化、河道信息公开化。系统不仅可以切实推动河长制在全市的开展和落实,提高河长的工作效率和效果,而且有助于实现全市水生态环境质量显著提高,进一步助力早日实现水清、岸绿、安全、宜人的宏伟目标,造福全市人民。     

水动力学模拟模型在盐碱地改良中的应用

松嫩平原土地盐碱化现象较为严重,水利工程措施法仍为主要的盐碱地改良方法。为更好的发挥水利工程的作用,提出通过水动力学模拟模型与水利工程措施相结合,在设计阶段通过水动力学模拟模型对水利工程措施效果进行论证分析,在运行管理阶段通过模拟分析获取最佳调度方案的思路,以发挥水利工程最大效果,促进盐碱地改良。     

河北省清河县高氟地下水处理的试验研究

针对河北省清河县高氟地下水的高p H值（8.3）、高氟浓度（3.6 mg/L）的水质特点,以新型高效Fe-Al-Ce除氟吸附剂为核心,设计了含预处理、活性炭吸附和超滤单元的小型吸附装置用于家庭终端高氟水的处理。在清河高氟原水现场,对不同空间流速（SV）和不同运行方式条件下的Fe-Al-Ce吸附剂除氟性能和装置出水安全性进行了研究评价。结果表明,在SV=1 h-1条件下,装置运行效果良好,Fe-Al-Ce吸附剂除氟穿透吸附容量为活性氧化铝的3倍以上,装置出水的金属浓度符合标准要求,超滤单元对微生物有截留作用,但其微生物安全性还需进一步提高。