密云水库富营养化分析与预测

密云水库是北京市重要饮水水源，本文对密云水库目前富营养化状况进行了分析.根据密云水库自身的特点，建立了密云水库总磷完全混合系统水质模型.根据1985年至1995年实测资料确定了总磷的表观沉降速度S.在各种不同污染负荷条件下，由建立的水质模型对密云水库2005年水质富营养状况进行了预测。     

密云水库热氧分布模型及多年热氧分布特征模拟

水温和溶解氧是描述水生态系统最重要的两个参数,对于全面把握水质情况具有重要意义。利用实测数据进行水质分析会受到观测条件与成本的限制,因而模型与实测数据相结合的方法逐渐得到广泛应用。本研究对湖泊水质模型MINLAKE进行改进,考虑出入流使之适用于水库,并利用密云水库2005年实测水质数据对模型参数进行率定。随后利用改进的模型对密云水库1998—2011年热氧分布进行模拟。结果显示,密云水库水体的热氧分布存在规律性的年内波动,随着水位的变化,表层水温年平均值变化不明显,深层水温波动幅度加剧,年均水温显著上升;表层年均溶解氧含量没有明显变化,深层溶解氧浓度波动减弱,年均溶解氧浓度上升。改进后的MINLAKE模型能弥补现场监测频率和测点布置密度等方面的限制,给出密云水库较为合理的垂向热氧分布,基本反映出实际的热氧分布情况。     

立面二维水质模型预测小浪底出库水质研究

针对小浪底水库下半段库区出现水质水温分层现象,建立基于标准k-ε紊流双方程的立面二维水质模型对小浪底出库水质进行了预测。通过示踪试验确定水质模型的参数,并将氨氮含量作为预测水质参数,采用实测数据对模型进行了验证,结果表明:小浪底坝下段氨氮含量预测值与实测值相比较平均相对误差为12%,坝前断面垂向氨氮含量预测值与实测值相比平均相对误差为17%,表明该水质模型可以较准确预测小浪底出库水质。应用该模型预测2013—2014年度黄河调水期小浪底出库水质表明:2014年3月10日小浪底出库水氨氮含量将达到1.20 mg/L(超标),应从3月1日开始加大陆浑水库、故县水库闸门开启度,进行稀释调度,以确保调水水质不超标。     

分层型水库的垂向水温分布公式

根据分层型水库的水温分布特点,本文提出了一种新的垂向水温分布计算公式。该式结构简洁,参数的意义明确,推求方法简单实用。利用冯家山、丹江口、新安江等5座水库的实测水温资料对其进行了检验,结果令人满意。最后,探讨了该式在拟建水库水温预测中的应用途径。     

水库立面二维水质模型研究

针对大型深水库水质要素分布呈现明显分层效应的特点,建立了适用于大型深水库的立面二维非稳态水温水质耦合模型。采用二滩鱤鱼河支库实测水温水质资料对模型进行验证,并分析了模型误差产生的原因。分析结果表明,所建模型可以用于对大型深水库库区水温及TP、TN等水质要素的数值模拟,模拟成果可为大型深水库修建的环境影响评价提供依据。     

丹江口水库垂向水温模型研究

丹江口水库是多年调节型水库,有明显的热分层现象,根据这一特点,充分考虑水面热交换、入流、出流、热扩散、热对流等影响因素,建立垂向一维水温数值模型.利用1970～1978年的水温多年平均值对模型进行验证,91%的数值计算的结果与实测结果的误差小于15%.根据已验证的水温数值模型对不同典型年的水温进行预测,数值结果很好地反应了水库的温度随时间的变化规律.结果表明,除气象条件外,水库的库容与出入水库的流量是影响水库水温的主要因素.     

灰色变基模型在密云水库长期水文预报中的应用

以北京市湖白河密云水库以上流域汛期（６～９个月）平均降水实测资料为例，应用灰色变基模型对１９８６～１９９４年９年历史资料作预测检验，预测值与实测值绝对误差均小于３０％，绝对误差小于１５％的有７年，效果较好，并以此法预测１９９６年１９９７年未来二年密云水库以上流域汛期平均降水量，效果如何，尚待时间来检验。     

分层型水库水温水质耦合模型研究及其应用

水库水温分层不仅对水库水质的降解过程产生影响,更重要的是通过对水库流场的作用进一步影响库区水质分布,并对下泄水质产生影响,因此对分层型水库的水质模拟必须考虑水温分层影响.建立了宽度平均的立面二维水温水质耦合模型,采用建立的数学模型对某拟建水库水温水质进行了模拟.结果表明,分层型水库库区水质受温度场、流场影响明显,存在垂向分层、纵向差异等现象.研究成果可为水库水环境影响评价及保护提供参考.     

浅谈茶坑水库分层取水方案设计

对茶坑水库建成后的水温结构和垂向水温分布进行计算预测,通过对照同类水库分层水质变化规律,从满足优质原水供应和解决灌溉水温方面对稳定分层型水库分层取水方案进行了简要分析.从设计角度介绍了茶坑水库的竖井式分层取水方案,该取水方案对现有分层取水结构进行了优化改进,可较好地满足供水、灌溉和生态环境对水库水温水质的要求.     

三峡蓄水初期近坝区水质要素变化分析

以2009 ～2011年5～6月间,近坝区的庙河断面和出库对照黄陵庙断面水温观测资料为分析对象,结合水质监测数据,较为系统地分析了近坝区水温垂线动态变化,及其与水质监测指标变化的关系,初步探讨了近坝区庙河断面温度变化对水质要素的影响.经分析得出,庙河断面中泓垂线上下表现出明显的水温分层差异;水温分层出现的温跃层有所提升;水温跃变期间,现有水质监测参数总体上受影响不大.     

The Research and Application of BP Neural Networks in River-basin Water and Sediment

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＲｉｖｅｒ-ｂａｓｉｎｗａｔｅｒａｎｄｓｏｉｌｙｉｅｌｄｉｓａｃｏｍｐｌｅｘｎｏｎｌｉｎ ｅａｒｓｙｓｔｅｍ．Ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｌｙｓｐｅａｋｉｎｇ，ａｓａｒｅｓｕｌｔｏｆｍｕｔｕａｌｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｒａｉｎｆａｌｌａｎｄｂａｓｉｎｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ，ｉｔｉｓａｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍａｐｐｉｎｇｆｒｏｍｒａｉｎｆａｌｌａｎｄｂａｓｉｎｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｔｏｒｕｎｏｆｆａｎｄｓｅｄｉｍｅｎｔｔｒａｎｓｐｏｒｔ．Ａｓｂａｓｉｎｕｎ…     

STUDY ON VERTICAL WATER TEMPERATURE MODEL FOR MIYUN RESERVOIR

1.　INTRODUCTIONLocated in the valleys ofnortheast Beijing,the Miyun reservoir is half-closed.Itsmax-im storage capacity is4 .375× 1 0 9m3.And itssurface area and maxim depth are1 88km2 and4 3.5m,respectively.Table1　Temperature stratification data of Miyun reservoirStation KD KX BBDepth(m) 0 .5 1 42 70 .5 1 9370 .5 1 7351 991 ,5 1 4.0 1 2 .0 8.0 1 4.0 1 0 .0 9.0 1 2 .4 1 2 .0 1 0 .01 991 ,6 2 1 .2 1 8.0 1 3.0 2 5.0 1 4.0 1 1 .0 2 5.0 1 3.0 1 0 .01 991 ,72 7.0 2 4 .0 1 9.0 2 7.0 1 5…     

人工神经网络模型在流域水沙预报中的应用

运用BP人工神经网络模型的基本原理 ,根据流域产流产沙的基本规律 ,以流域降雨条件为基本影响因子 ,由流域实测资料建立了BP神经网络模型。该模型具有很好的学习和泛化性能。同时该模型能用于评价流域内人类活动因素对流域产流产沙规律的影响。将该模型应用于兴山、碧溪、顺利峡站 ,并与实测资料进行了分析比较 ,结果表明 ,模型基本合理、可靠     

基于BP网络的承压水漏斗动态规律研究

为了研究区域地下水的变化规律,结合沧州1989～2007年72眼观测井的水位、区域开采量和补给量等资料,研制了该区域承压水漏斗水位的BP网络模型。该模型具有分布参数模型的特征,对水位拟合与检验的合格率均大于70%,符合相关规程要求。应用所建模型,对5个不同开采与补给方案下,研究区未来10 a承压水漏斗的动态变化进行了模拟,模拟结果合理、可靠。     

平原感潮河网水质模型研究

针对平原感潮河网水质状况的待点，利用一维对流扩散方程、水质过程方程建立了河网水质模型；利用GIS对1999年全市点源和面源污染负荷进行合理的分配和计算；进行主要水质参数的灵敏度分析；利用1999年6月～9月的实测水质资料进行了率定，结果表明计算值同实测值吻合较好。     

涉河工程群对防洪的累积影响研究

采用河道天然实测资料和实体模型试验相结合的方法,通过对长江下游镇扬河段的世业洲汉道段的研究,探讨了长江群体岸线开发利用对河段防洪累积影响.在对河道原型近20a水位分析的基础上,比较了同一观测站在近、远期2个不同阶段长江相同流量下的水位变化.结果表明,天然实测资料分析与模型试验得出的结论相近,涉河工程群对防洪的累积影响程度在同一个数量级别.各类涉水工程对河段整体水位的累积影响不是单个涉水工程影响的简单叠加.涉河工程群对防洪水位抬高影响的梯度,在长江来水量为多年平均流量及以下时较小(一般为3～5cma),在长江来水量大于平滩流量和多年洪峰平均流量时明显增大(一般为10～15cm).     

河流水质参数估计的蒙特卡罗方法

考虑到水环境系统的不确定性,把河流水质观测数据和水质模型参数都作为随机变量来处理。采用贝叶斯方法计算出模型参数的后验概率密度函数,通过蒙特卡罗方法对其进行采样来获得参数的估计值。最后通过对一个实际河道的水质模型参数进行了估计,取得了较好的效果,可为进一步使用水质模型预测河流浓度分布提供依据。     

陈村大坝底孔电站兴建后坝基渗流场的变化

 通过对陈村大坝底孔电站修建前后的坝基扬压力、水质、现场pH测定等的分析比较，并结合运用ARIMA模型对渗压系数的变化作预测，总结出了变化的趋势，讨论了底孔电站修建后坝基渗流特征的变化。观测结果显示：电站运行后，渗流场发生明显变化，地下水位降低，扬压力普遍减少；但库水对坝基帷幕和软岩的水压力增大，对坝基防渗不利。坝基水的化学性质（碱性）对大坝帷幕混凝土防腐有利。通过模型预测值与监测值比较，两者拟合较好。     

ARIMA-SVR组合方法在水质预测中的应用

针对复杂水域水质变化机理难以掌握、水质预测建模困难且预测精度低的问题,将时间序列分析方法与机器学习方法引入水质预测领域,提出了基于差分自回归移动平均(ARIMA)与支持向量回归(SVR)组合模型的水质预测方法。数据经过预处理后先由ARIMA模型对其进行线性拟合,然后通过SVR模型预测残差以补偿其中的非线性变化。选择巢湖水域2004—2015年间的pH和溶解氧监测数据作为试验样本,通过Hodrick-Prescott(HP)滤波方法分析,结果表明2组数据具有不同的趋势特性和波动特性。根据精度评价指标对比分析模型的预测效果,结果表明组合模型预测精度显著提高,pH和溶解氧预测值与观测值间的相关系数均达到了0.99,均方根误差分别为0.20和0.61,平均绝对百分比误差分别为2.2%和6.6%。本研究所建立的组合预测方法具有较高的预测精度和较强的泛化能力,适用于复杂水域的水质预测。     

郭庄泉流量动态预测与泉域保护应对策略

利用时间序列分析方法,根据郭庄泉1956年~2000年的观测资料,建立了郭庄泉流量的动态模型,通过分析模型,得出大气降水对1980年前的泉流量变化具有控制作用,而岩溶水开采量迅速上升,则是1980年后泉流量不断衰减的重要原因。最后对泉域岩溶水的保护利用提出了一些措施和建议。