环境友好的近自然型鱼道

鱼道是帮助鱼类顺利通过闸坝等障碍物的专用设施,在维系河流连续性与生物种群交流方面具有不可替代的作用。近自然型鱼道是目前国际上十分流行的鱼道布置形式,其典型特点是利用漂石与天然河道床沙质构建尽可能接近于天然河流的水流流态。与传统的工程鱼道相比,近自然型鱼道由于构建了鱼类熟悉的水流流态,因而往往具有更高的过鱼效率。本文全面介绍了近自然型鱼道的设计理念、类型、构造布置特点、设计原则、以及水力计算方法,并对我国鱼道技术的进一步发展提出了若干建议。     

基于可控蒸散发的狭义水资源配置

以流域"天然-人工"二元水循环模式和水资源优化配置模型为基础,构建针对区域目标蒸散发(ET)的狭义水资源评估模型。结合流域分区经济耗水和生态耗水计算方法,给出评估模型分析过程,提出基于可控ET的水资源可持续利用评价指标。以湟水干流为例,利用针对区域目标ET的狭义水资源评估模型,阐述当地近5 a水资源开发利用过程中存在的问题,为社会经济发展规划和水资源配置格局提供建议。实例应用表明,基于区域目标ET的狭义水资源评估模型,可为流域分区的水资源配置和管理提供依据。     

高拱坝施工期温控参数敏感性分析

在混凝土高拱坝浇筑过程中,影响坝体施工期温度场及温度应力的因素有很多,因此选用适当的浇筑方案对于节约工程成本及提高坝体安全性有着重要意义。以孟底沟水电站工程为例,选用多种施工方案,并利用三维有限元方法进行仿真分析,分析了浇筑季节、浇筑层厚、间歇时间及浇筑温度等因素对坝体施工期的敏感性。结果表明,低温季节浇筑、在防止热量倒灌的前提下尽量减小浇筑层厚度、缩短间歇时间、降低浇筑温度有助于降低温度应力,提高坝体安全性。     

无粘结环锚预应力衬砌锚具槽布置方式对比研究

无粘结环锚预应力衬砌锚具槽是整个预应力衬砌受力的关键部位,其位置的选择对于整个预应力衬砌受力和安全而言至关重要。结合引松供水工程有压输水隧洞无粘结预应力衬砌结构,采用等效荷载法和实体建模相结合的方法进行Flac3D三维建模,对锚具槽单排和双排布置时的衬砌关键部位受力情况进行了分析。计算结果表明:(1)无粘结环锚预应力衬砌的下半环因锚具槽的影响,会存在局部预应力缺失和分布不均,而单排锚具槽布置能减小衬砌预应力的不均匀性。(2)锚具槽及附近区域是预应力衬砌的薄弱区,衬砌拉应力区主要分布在锚具槽环向的临空面附近,衬砌受压最大区域分布在相邻锚具槽之间。(3)双排锚具槽布置型式抗超载能力优于单排锚具槽布置型式。     

我国江河源头区水生态保护战略

山区是大多数江河的源头和发源地,江河源头区的生态保护对于整个流域的水安全具有重要战略意义。根据DEM数字高程图,参照我国主要山脉分布,叠加我国水资源分区图和水土保持分区图,综合得到八大类江河源头区。分析各类江河源头区气候、降水量、主要植被类型、主要土壤类型等特点,提出我国江河源头区上蓄、限牧、调农和补偿的水生态保护战略,具体包括源头区水库拦蓄工程建设和源头区林草植被建设,加强海绵调蓄功能,在西北风沙区和青藏高原江河源头区的牧区草地实施封育、轮牧、严限载畜量、适当控制源头区牧业人口等措施,在我国农牧交错带区域实施产业结构调整、减粮增饲、生态种养等措施,在源头区推进水生态补偿政策实施。     

水循环演变中多因素综合影响贡献量分解方法

为了有效计算气候变化和人类活动对流域水循环过程的影响,需对多因素影响贡献量进行分解。由于多因素之间相互影响,单个因素影响量之和,一般并不完全等于所有因素综合影响量,因此传统方法多用于对两个因素进行影响量分解。本文提出一种基于分布式水文模型的分解方法,用于对多个因素进行影响量分解。该方法能综合考虑不同因素之间的相互作用,使得单因素影响量之和恰好等于所有因素综合影响量,并从理论和应用两个方面对此进行论证。相比于传统方法,新方法能更加科学地分解两个及两个以上因素对水循环过程影响的贡献量,同时在基准期和变化期的选择上也更具有灵活性。该方法不仅可用于水循环演变过程中多因素贡献量分析,还可与具有物理机制的模型相结合,应用于大气、环境和生态演化过程的贡献率分析。     

集合建模在径流模拟和预测中的应用

由于单一模型在水文过程模拟和预测中存在一定的局限性,本文在SWAT模型和灰色微分动态自记忆模型的基础上,分别采用熵权法和集对分析法构建基于熵权法的集合模型(EW-CM)和基于集对分析法的集合模型(SPA-CM),以充分发挥其各自的优点。将各单一模型和集合模型分别应用于滦河流域径流过程的模拟和预测,对比结果表明:(1)SPA-CM模型径流模拟效果最好,而EW-CM模型在部分地区的径流模拟效果劣于SWAT模型;(2)EW-CM模型和SPA-CM模型径流预测效果在一定程度上优于单一模型,综合分析表明SPA-CM模型最优。     

三门峡水库水沙运动的若干规律——兼论水库溯源冲刷对黄河下游河道的影响

小浪底水库的合理运用对于延长水库寿命,确保黄河下游防洪减淤、长治久安,至关重要。本文基于与小浪底水库河谷地貌、水沙运动基本相似的三门峡水库潼关以下库段和下游河道数十年的基本资料,分析了水库造床及冲淤形态、水库拦粗排细和水库泄空、溯源冲刷的特点,以及溯源冲刷本身对黄河下游河道冲淤的影响。这些对于深化认识和科学制定小浪底水库拦沙后期的运用方式是非常重要的。     

流域/区域水量水质联合配置研究Ⅱ：实例应用

为检验流域/区域水量水质联合配置理论方法的可行性,在湟水干流进行实例应用研究。进行了基准年的供需平衡、耗水平衡分析和水质模拟,对当地水质型缺水进行了识别。构建需水方案和工程方案集,以需水中方案和工程方案3为推荐方案。以改进的"三次平衡"思想为指导,模拟现有污染治理水平下,2030年水功能区纳污量;分析了耗水平衡和水功能区纳污能力的变化趋势,进行了污染物总量控制分配。结果表明,随着本研究方案的实施,各水资源分区生态用水比例均在60%以上;水质型缺水率仅为0.4%;2030年COD和氨氮纳污量分别为4 585.51 t和244.63 t,污染物总量得到控制;各水功能区水质均达标。证实流域/区域水量水质联合配置理论方法可行。     

三峡水库运用对荆江三口分流及洞庭湖的影响

三峡水库运用后荆江河段冲刷观测数据说明其冲刷已呈减缓趋势,预计水库运用20多年时冲刷量接近9亿m3,之后冲刷发展缓慢。三峡水库运用后荆江河段小流量时水位有所下降,但下降速度减缓趋势明显,大流量时变化不大。小流量时水位下降幅度与荆江河段冲刷量相关性较好,并据此估算了未来枯水位变化。三峡水库运用至2010年,干流不同流量下三口分流能力尚未有明显变化,但三峡水库径流调节使三口实际分流量有所减小,年径流量减小约7%。三峡水库汛后蓄水期也降低了洞庭湖水位,使枯水期提前了1个月左右,未来金沙江梯级水电站运用后影响将更大。三峡水库运用后对荆江三口分流及洞庭湖的影响应加以重视,研究应对措施。