坪上水库库区水质预测研究

水库蓄水后,水深及水面积都有大幅度的增加,水流变缓,将在根本上改变水流的性质.因此,在充分调查现有污染源及水文条件的基础上,对水库运行后水质影响进行预测分析,预测结果对控制水环境污染及水资源的合理应用有重要作用.以坪上库区干流南庄代表性断面水质监测数据为基础,用MIKE21对水质(COD,TP)进行预测,并采用EUTRO模型对各断面的COD,TP进行模拟预测.对两种水质模型的模拟结果进行比较,得出预测趋势一致,水库对COD浓度的减小作用较强,对总磷浓度也有一定的消减作用,出库水质有明显改善.在维持现有污染负荷不变的情况下,蓄水后库区水质不会发生恶化.     

水库底泥污染物释放模拟研究

通过对底泥主要污染物稳定性实验研究及模型分析,了解底泥污染物释放对水库库区水体水质的影响,为水库底泥处置和底泥污染治理工作提供技术依据和指导性分析。通过对底泥动态释放模拟实验。对底泥中部分重金属Cd、Mn、Zn及TN、P对水体的污染程度进行了分析和预测。其结果表明：底泥中重金属Zn、Cd、Mn的释放速率及年释放量较低,对于库区水体水质影响较小;TN和P的释放速率及释放量较高,对于库区水体水质影响较大。这些结果对确定底泥的处理方案及防止底泥二次污染具有一定的借鉴意义。     

杭州市闲林水库水质模拟研究

钱塘江水源水质相对较差,而拟建的闲林水库工程作为杭州市备用饮用水源,由于水量不足需从钱塘江进行补水．补水后会对库区水质造成一定影响．通过建立二维水动力模型分析水库水体的复氧能力;采用完全混和水库水质模,选取污染物平均浓度时连续补水,污染物最大浓度时连续补水,污染物最大浓度时分阶段补水三种补水工况模拟计算水库氨氮、总磷、总氮的浓度,分析闲林水库的水源水质,为工程决策提供支持．     

水库垂向1维水温冰盖耦合数学模型研究

寒冷地区水库冰盖的形成对水库大坝安全、电站运行、库区水温水质结构都存在重要影响。为了探讨冰盖对水库水温的影响,基于热力学理论建立了考虑冰盖生消过程的水库垂向1维水温数学模型,实现了对冰气热交换、冰水热交换和水体中的热量输运的精确模拟,得到了室内静水实验的验证。应用结果表明,模型能较好地模拟出水库冰盖的形成、发展和消融过...     

基于地表水与地下水耦合模型的溪泉湖湿地数值模拟的应用研究

通过建立溪泉湖水源地地表水与地下水联合运用的耦合模型,借助于QUAL2K软件计算地表河流控制断面的入水浓度.采用MT3D模型,基于Visual MODFLOW有限差技术,分析了沈阳市沈北新区溪泉湖湿地构建储备水源地10 a后地下水环境的动态变化.水位模拟结果显示:2020年构建储备水源地处形成漏斗,水源地构建后的地下水水位降落漏斗处地下水等水位线比构建前下降2.5 m,与2009年初始水位相比大幅度下降,既满足水源地供水效益,又解决了周边水库蓄水造成的浸没问题.水质模拟结果显示:周边水库地下水水质较好,没有对水源地水质造成影响,但辽河支流的水质不容乐观,对水源地水质造成严重威胁.因此,为保障水源地水质安全,对溪泉湖地表水体进行污染防治势在必行.     

水库调度对溪洛渡电站下游水温的影响

溪洛渡电站运行后将在春季下泄低温水,影响下游鱼类繁殖。研究通过改变水库调度方式来减免下泄低温水的影响。设计了3种水库调度方式,并采用立面二维k–ε温度模型预测溪洛渡电站库区水温及下泄水温。结果显示在1～6月升温期加大泄流量,降低库水位,会导致库区表层水温升高,斜温层下移,使引水口得到更多的表层温水,从而提高下游河道的水温。水库调度能一定程度上降低电站下泄低温水对鱼类产卵的影响。     

基于反距离权重插值法的抽水型水库水质空间分布分析

抽水型水库的运行方式和水动力特征决定了其在上水时和不上水时水质空间分布的差异性,采用反距离权重插值法对水洞沟水库的水质进行空间分布研究。结果表明:上水时,进水口附近的化学需氧量(CODCr)质量浓度超过Ⅲ类水体的标准限值(20 mg/L);全库区总氮(TN)的质量浓度亦超过Ⅲ类水体的标准限值1.0 mg/L;不上水时,由于水体自净作用,污染物质量浓度比上水时降低,仅在取水口附近总氮(TN)出现超标现象。插值结果使得水质空间分布特征更具全面性,为分时段分区域进行库区的污染物控制提供参考。     

基于未确知信息河流突发性排污水质模型研究

基于河流环境系统信息的未确知性,运用未确知数学理论,建立了一维河流突发性排污的水质模型。该模型运用未确知数学理论进行了含有两个未确知参数的水质计算,不仅可以得到控制断面污染物浓度分布区间及其相应的可信度值,而且可以进行水质风险超标分析。实例研究表明,建立的未确知信息的水质模型是可靠的,可以用于河流水质治理工程的数值模拟研究和水环境评估。     

出水口垂向位置对库区污染物下泄影响研究

为了降低水库突发性污染事故危害,加强水库水质管理,给管理部门决策突发性污染事故应急运行方案提供技术支持,研究水库中污染物运动规律及运行方式对污染物运动与下泄的影响,结合水库水动力学特性分析,研究不同垂向位置的出水口对库区污染物下泄的影响非常重要。研究表明：出水口附近污染物在垂向未达均匀分布时,出水口垂向位置的改变对污染物下泄影响较大;出水口附近污染物在垂向达到均匀分布时,出水口垂向位置的改变对污染物下泄影响很小。     

基于未确知信息河流突发性排污水质模型研究

基于河流环境系统信息的未确知性，运用未确知数学理论，建立了一维河流突发性排污的水质模型。该模型运用未确知数学理论进行了含有两个未确知参数的水质计算，不仅可以得到控制断面污染物浓度分布区间及其相应的可信度值，而且可以进行水质风险超标分析。实例研究表明，建立的未确知信息的水质模型是可靠的，可以用于河流水质治理工程的数值模拟研究和水环境评估。     

坝前区域3维水温数值模拟研究

为避免大型水库低温下泄对下游水生生物或灌区农作物造成不利影响,准确预测水库的坝前水温分布十分必要。为此,采用三维水温紊流数学模型,以横向平均的二维水温模型的计算结果作为三维模型的入流边界条件和初始条件,以已建成的二滩水库坝前1km范围内的水体为研究对象,进行了三维水温的数值模拟验证。将模拟计算的水温结果与实测的水温结果进行了对比分析,结果表明采用本文提出的方法能够较好地模拟坝前深水库区的水体水温分层流动和进水口前的水体流动特性。     

小浪底区域水质自动监测系统的布设

通过对小浪底水库出水现状及水体pH值稳定性对枢纽安全运行影响的分析,论证了在小浪底水利枢纽区域布设水质在线自动监测系统的必要性,主张在小浪底坝前后、西霞院坝后布设水质在线监测站,并对监测参数和监测设备的功能进行分析。     

决策树技术在水库兴利调度中的应用研究

利用数据挖掘中的决策树技术,对多年水库实际水文数据和调度数据进行分析和挖掘,从中得到基于多年实际径流资料和水库水位资料的调度决策树模型.模型特点:1)在海量历史水库调度数据中挖掘调度规则,从实践中得到的经验规则往往更具有实用性.2)将入流类别作为判断条件在调度规则中使用,将预报入流类别结合时间、水位生成调度规则更具有合理性.通过实例分析,比较调度决策树模型与常规水库调度图模型的结构特点和调度结果,尝试得到合理的水库兴利调度规则.     

江垭水电站碾压混凝土重力坝的温度应力分析

为研究温度荷载对江垭水电站碾压混凝土重力坝的影响,以其非溢流坝段为研究对象,建立有限元模型,根据江垭水电站的水温、气温、坝体温度、地基温度等监测资料,计算分析了大坝运行期的温度场,研究了大坝在温度场影响下的应力变化规律.研究结果表明:温度荷载对大坝运行有较大影响,但是大坝仍满足规范设计要求;夏季持续高温时,应避免大坝在高水位下运行;冬季持续低温时,应避免大坝在低水位下运行.     

3D mathematical model for suspended load transport by turbulent flows and its applications

In recent years, 1D sediment mathematical models have been widely applied in en-gineering practice. However, simulation results from such models provide limited tech-nical details and they cannot fully meet the requirements of engineering planning and design. Though 2D sediment mathematical models have been developing rapidly and already been used to solve the sediment problems in hydraulic engineering, the area near the main structure of a project has 3D problems of water flow and sediment m…     

基于大尺寸流变试验的高堆石坝长期变形预测

堆石体的变形是长期而复杂的过程,其变形包括瞬时变形和随时间变化的流变变形,过大的长期变形将对大坝的安全运行产生影响.采用长科院幂函数流变本构模型,对双江口300m级心墙堆石坝长期变形进行了三维有限元仿真分析,根据堆石料尺寸效应的流变试验资料,初步探讨尺寸效应对高堆石坝长期变形的影响.分析结果表明:双江口心墙堆石坝在大坝满蓄后3年大坝变形基本趋于稳定,变形量在可控制范围之内;尺寸效应对高堆石坝长期变形影响明显,与实际堆石体相比,缩尺后的室内堆石试样表现出较小的长期变形,对大坝变形的预测精度有一定影响.     

基于数值模拟及反分析研究施工因素对渗流特性的影响

通过现场调研大量病险水库大坝防渗加固案例,结合文献介绍,归纳总结了勘察设计及施工阶段可能影响防渗墙防渗效果的诸多因素,并对其可能导致的不良效果进行合理归并分类。基于上述分类,建立简化物理模型,采用Geostudio中seep/w模块开展渗流模拟,评估土石坝防渗墙加固后的防渗效果。最终以某水库防渗加固的效果为例,针对存在质量缺陷、防渗结构形式差异、水位变动引起非稳定渗流等工况进行分析,通过出逸点水力坡降、渗流量等要素评估各工况因素对防渗效果的影响程度,结合浸润线形态开展防渗体防渗效果不良原因初判,并对稳态下不同库水位水平及库水位变动工况进行数值模拟,比较分析其浸润线形态差异,结果显示贯穿缺陷严重削弱了防渗墙防渗效果,不同库水位骤升骤降速率下的浸润线变化与稳态库水位相比在上游出现了"延缓上升"与"延缓下降"现象,通过以上研究为病险水库防渗加固整治提供参考。