汉江碾盘山电站水力一体拦导漂排设计研究

汉江流域水草漂浮物多发,影响水生态环境、发电、航运、供水等,故对碾盘山水电站拦导漂排设计方案进行了比选研究。当前水电站工程漂浮物治理多依靠人力与船只机械清理,存在安全、失控、低效等诸多问题,不利于工程发挥长期稳定效果。根据汉江漂浮物特征及碾盘山枢纽运行特点,经对设计方案结构荷载和安全稳定分析,运用已开发的水力一体拦导漂浮排技术装备和实用成果,在电站引水渠布置水力一体拦导漂排,将漂浮物引导至泄水闸适时开闸排向下游。该方案有利于充分发挥电站发电效益,保障工程安全运行。水力一体治漂适应漂浮物规律,系列技术适应各类工程综合治漂,解决工程治漂短板。     

大坝安全监测智能感知与智慧管理技术研究及应用

水库大坝安全监测是工程安全的重要保障措施,亟需结合新一代信息技术,提升大坝安全监测能力。系统总结了长江科学院近年来在大坝安全监测智能感知与智慧管理技术方面的研究及应用工作,通过研发系列化智能传感器、智能采集单元和物联网感知平台,建设统一的大坝安全监测数据资源池,开发通用化安全监测云服务系统,搭建专业数据挖掘平台和综合可视化应用,实现了大坝安全监测数据感知、传输、管理、分析及展示全链路应用,形成了大坝安全监测全生命周期智慧解决方案。研究成果已在乌东德、溪洛渡、向家坝、大藤峡等100余项水利水电工程中成功应用,为保障工程建设及运行安全发挥了重要的支撑作用,具有很好的推广应用前景。     

洪水基流分割非参数检验方法优选

基于江西省萍乡市五丰河流域2016—2018年实测场次洪水数据和直线斜割法所得基流流量,对比分析累积距平法、Pettitt法、滑动T检验法和Mann-Kendall检验法应用于基流分割的适用性和准确性,选择集对分析法为优选非参数检验方法。结果表明:海绵城市建设后(2018年)相对建设前(2016年)标准退水曲线基流流量增加65.2%,地下径流量增加47.3%,地下径流量占径流总量比例增加53%。Pettitt法与直线斜割法所得基流流量相对误差最小,年均相对误差为1.7%;变差系数年均相对误差最小,为5%;集对分析联系度最大,为0.81。Pettitt方法是检验海绵城市直接地表和地下二元径流成分转化的最适非参数检验法。     

有机磷灭蚊剂投放浓度和时间对水体总磷的影响

为分析新型低毒有机磷杀虫剂“1%双硫磷颗粒”投放对河道水质的影响,设置不同药剂投放浓度和不同反应时间的室内试验,以TP、NH₃-N及S^2-为目标因子,分析该药剂投放后水体污染物浓度。结果表明:不同试验组水样中S^2-质量浓度均小于0.02 mg/L,NH₃-N质量浓度处于0.029~0.036 mg/L之间,均达到地表水Ⅰ类标准;不同浓度药剂投放1 h后,水体TP质量浓度已达到稳定状态,且在60 h内均保持稳定,药剂投加量与水体TP质量浓度呈显著正相关(R²=0.85);不同处理组的药剂在水体中的TP释放量无明显差异,均在1.06~1.30 mg/g之间。“1%双硫磷颗粒”推荐适宜投放量不会使河道水质恶化到劣Ⅴ类,但增加药剂投放量会增加水体TP污染及富营养化风险。     

石英砂加载混凝工艺的DOM去除特征与混凝机理

为处理未纳入管网的市政污水,采用石英砂加载混凝工艺,考察石英砂的粒径及其投加量对处理效能的影响,分析了溶解性有机物(dissolved organic matters,DOM)的去除特征,并探讨了石英砂加载混凝机理。结果表明,与常规混凝相比,当石英砂的粒径和投加量分别为200目和 1.0 mg/L 时,石英砂加载混凝工艺对污水中浊度、COD的去除率分别为97.55%、59.2%,优于常规混凝;石英砂加载混凝工艺可明显去除芳香类、共轭双键、疏水性有机物,主要促进了腐殖质类物质的削减;石英砂通过架桥作用增加了絮体的密度,进而显著改善了絮体的沉降性能、强度;絮体的沉降性能、强度及再稳性能随着石英砂粒径的降低而升高。     

变化环境下韩江生态流量演变特征分析

选取位于粤东、闽西南地区的韩江流域为研究对象,基于CA-Markov模型对2050年流域土地利用空间格局进行预测,构建SWAT分布式水文模型,以未来土地利用情景和气候变化情景为变量进行水文模拟,分析不同情景下韩江生态流量的时空演变特征。结果表明,未来城镇化扩张将使梅江支流中上游成为韩江流域内生态流量对土地利用变化最为敏感的区域;土地利用和气候变化将导致韩江流域枯水期流量整体减小,枯水期流量对环境变化更加敏感;韩江流域生态流量变化特征将呈现从西南到东北由升到降的趋势,梅江支流中上游地区的生态流量将得到改善;梅江和汀江两大支流上游区域生态流量对气候变化更为敏感;韩江流域径流总量下降,但丰枯流量分化加剧,长期来看枯季生态流量保障风险可能进一步增大。     

城市水系统关联模型研究

为了理清城市水系统中多因素间的复杂关系,对系统解决城市水问题提供帮助,基于水系统理论与城市水系统模拟相关研究,提出了城市水系统中水-经济社会-生态环境各因素之间相互作用和反馈的关联模型理论框架,建立了城市水系统演变过程中由针对经济发展的正反馈回路和针对可持续性的负反馈回路共同控制的新模式,构建了模拟城市水-经济社会-生态环境内在联系的城市水系统关联模型。以武汉市为例,应用建立的城市水系统关联模型,采用2001—2017年的历史统计数据,建立了武汉市城市水-经济社会-生态环境各要素之间互馈作用的模拟模型,预测了武汉市的城市发展轨迹,并与武汉市2030年的远期规划进行比较,验证了模型的有效性,表明城市水系统模型能够揭示城市水-经济社会-生态环境多要素的耦合驱动机制,体现了节水技术与绿色发展相关政策两大因子导向下的生态环境、经济社会协同发展的良好预期。     

基于水表误差曲线重建的供水系统表观漏损量估算方法及应用

在分类用户用水模式分析的基础上,考虑选取5个特征流量进行水表误差曲线重建,对水表误差值进行修正,建立了基于水表误差曲线重建的表观漏损量估算方法.利用该方法对苏州市研究区域内新建小区、老旧小区、工业、商业、学校和医院等6类用户的水表误差进行修正,各水表的误差修正值分别为-0.25％、-4.1％、-4.59％、-2.03％、-5.74％、-0.34％,据此计算得到各类用户的表观漏损水量分别为7.41万m3、103.42万m3、292.50万m3、28.29万m3、167.83万m3、2.82万m3.与传统方法相比,建立的方法考虑到用户用水模式对水表误差曲线的影响,对表观漏损水量估算更为准确,能为用水行为类似的苏南地区的表观漏损水量估算提供参考.     

基于"水帐"引领的雨水管道外水入流(渗)调查方法

面对城镇雨水管道外水入流(渗)调查中存在的问题,提出将城镇雨水管道中的"水帐""管帐"相结合的方法,发挥水质检测和解析的引领作用,分析管路混接、管道缺陷等矛盾原因,进一步通过循环溯源、聚焦重点,实现高效调查.在上海某一分流制雨水系统实际应用中,只用全面调查所需四分之一的工作量,即快速聚焦系统主要问题管段,揭示了问题产生的原因.     

基于WM-BUS的高精度智能止损超声波水表设计

针对传统老式水表数据采集传输不便、耗费人工、出现漏损无法及时关闭等问题,设计了一种基于无线M-BUS(WM-BUS)物联网技术和智慧水务思想的高精度物联网远传超声波水表,可通过管网监控、漏损分析、分区计量和数据传输等手段实现智能止损,减少因管网漏损带来的损失.