王快水库流域土地利用变化的径流响应

土地利用变化是影响流域径流的重要因素之一。文中以王快水库流域为研究区,基于1980年、2005年、2010年三期土地利用数据,应用ArcGIS10.3软件和SWAT模型,分析不同时期土地利用变化情况及其对径流的影响。结果表明：1)林地和草地是王快水库流域的主要土地利用类型,2005～2010年1 889.99 km~2的草地转换为林地;2)SWAT模型在该流域具有较好的适用性,该流域径流量总体呈减少趋势,2005～2010年多年平均径流量减少了0.51亿m~3;3)林地面积与径流变化呈显著负相关(p<0.01),草地面积与径流变化呈显著正相关(p<0.01)。研究成果可为王快水库流域水资源合理规划、土地资源合理配置提供科学的理论依据。     

金沙江下游梯级水库发电出力区间优化研究

传统的水库调度单点最优决策常基于动态规划系列算法求解,据此改进得到的区间近优决策虽然提高了调度灵活性,但是受限于径流多样性与目标维度。采用随机径流模拟器扩展径流输入,构建梯级水库发电联合调度模型并结合“参数-模拟-优化”框架,对累积目标（多年平均发电量）、最值目标（最小出力）和阈值目标（出力保证率）进行稳健性优化,应用于金沙江下游梯级水库并探讨多个方案下的优化发电出力区间。结果表明：虽同为发电效益,最小出力目标与多年平均发电量、出力保证率目标依旧存在相互制约的关系;基于maximin指标优化可以提高最值目标的稳健性;折中方案在权衡多个目标的基础上可增加多年平均发电量93.2亿kW·h(+4.96%),采用20%～80%分位数归纳折中方案的坝上水位柔性决策区间,可指导金沙江下游梯级水库发电联合调度运行。     

SWAT模型中集水面积阈值对径流模拟的影响

选择滁河汊河集水文站上游流域为研究区,应用适度指数法获取最优集水面积阈值,并在此基础上设定阈值序列。应用SWAT分布式水文模型,进行不同集水面积阈值条件下的流域径流模拟,进一步分析集水面积阈值对流域径流模拟结果的影响。研究结果表明：适度指数法能够满足径流模拟中集水面积阈值的确定;径流量对集水面积阈值的变化不敏感,最大相对偏差不超过6％,但仍存在适用范围的上下限。     

松华坝水库扩建工程的水文随机模拟研究

本文运用随机水文学的理论和方法对松华坝水库34年、年、月径流序列进行分析和检验,建立随机模型,模拟生成年、月径流序列。在此基础上又建立了考虑水库蒸发、城市供水和农业灌溉等因素的供水模拟模型,并应用统计分布技术对模拟结果进行全面的评估,以评价松华坝水库扩建工程后的供水可靠性问题。     

水文时间序列与水库优化调度的模拟研究

以某水库水资源系统为例，建立了同时产生径流与降雨系列的多站互相关随机模拟模型，并与二维离散差分动态规划模型（ＤＤＤＰ）相结合，构成了串联水库随机优化调度模拟模型，所建模型方法简单实用，仿真性好，输出信息量大，可操作性强，在确定性规划中同时考虑了水文现象的随机特性。     

隔河岩水库入库径流随机描述的方法和结果分析

本文以皮－Ⅲ型曲线描述径流独立条件下隔河岩水库的径流理论频率曲线，分别以矩法和极大似然率法对理论频率曲线进行了分析计算，并对计算结果进行了假设检验。计算结果表明，隔河岩水库入库径流随机分布符合皮－Ⅲ型分布，极大似然率法的计算结果优于矩法的计算结果。     

汾河水库入库径流特性研究

采用Morlet小波分析法、秩和检验法、累积距平法结合cramer’s检验法从周期性、趋势性等4个方面,研究了汾河水库入库径流的特性,对其年际及年内间的变化趋势进行了分析。结果表明:在1956年至2000年之间汾河水库入库径流存在8年、14年、21年的周期性特征,其中14年与21年的周期性最为明显,与趋势分析的结果相对照,存在21年周期的可能性最大;从1956年至2000年汾河水库入库径流量经历了丰-平-枯的变化过程,其中两次突变分别发生在1969年与1980年;其年内分配过程极不均匀,冬春多发干旱,而夏秋径流量丰富,其直接原因是降水量的年内分配极为不均。     

毛家村水库长期优化调度研究

针对毛家村水库及电站的实际情况，根据动态规划的最优性原理，建立了以水电站年平均发电量最大为目标函数，以各时段水库的发电用水为决策变量的水库长期优化调度模型；并对径流资料进行分析，建立了随机模型；对样本径流资料和模拟序列分别进行了长期优化调度计算，得到水库的最优调度过程．     

河道型水库支流库湾富营养化数值模拟研究

从理论上分析了三峡水库水体富营养化产生的机理,以香溪河支流为例,开发了一维长河道水体水动力及富营养化模型,采用该模型研究了水动力条件对藻类初级生长率的影响,模拟并预测了2005年春季香溪河沿程TP、TN、chl-a等理化因子在时间及空间域中的分布与演化规律,结果与实测值吻合良好,TP、TN的吻合程度优于chl-a。模拟成果表明在该计算时段内,库湾chl-a浓度值有较大幅度的升高趋势,表明该时段藻华爆发的可能性较大,数值模型可以较准确地捕捉到这一信息。所开发模型还可以用于类似的河道型水库水体富营养化状况的模拟预测中。     

金沙江建库对重庆河段泥沙淤积的影响

通过平面二维水沙数学模型,分析了金沙江建库前后重庆河段的泥沙淤积情况.结果表明,金沙江无库情况下,重庆河段在水库运用初期出现累积性淤积,随着水库运行时间增加,部分浅滩河段可能产生碍航问题;金沙江建库后,整个重庆河段长江干流呈现冲刷趋势,但支流金沙碛河段淤积情况和上游无库时差别不大.     

金沙江下游梯级水库群多目标兴利调度模型及应用

多目标兴利调度是充分发挥金沙江梯级水库群综合效益的重要课题,如何科学控制上下游梯级水库蓄泄方式、协调不同兴利调度目标间的竞争关系,是金沙江梯级水库群水资源高效利用的关键科学问题。本文在分析发电效益、航运效益和容量效益间竞争与冲突关系的基础上,建立了以总发电量最大、通航流量最大、时段保证出力最大为目标的梯级水库群多目标兴利调度模型,并采用多目标进化算法对其进行求解,得到了不同频率来水情况下多目标兴利调度方案集,可为金沙江梯级水库群联合调度提供科学的决策依据。     

基于人工降雨作用下煤矸石路堤污染物释放研究

本文对济东高速公路沿线的煤矸石淋溶释放污染物的规律进行了动态淋滤实验研究.实验结果表明:主要污染组分为总硬度、硫酸盐、总铁、TDS等,pH值的变化范围为7.05～9.11,淋溶液成弱碱性,而其它污染物质,如氯化物、锰、铜等为少量或微量;煤矸石中污染物溶解释放的质量浓度随淋溶量增加而变小,如果淋溶量继续增加,最终会达到平衡;路用煤矸石中污染物溶解释放成指数曲线衰减,利用该衰减规律可预测煤矸石中污染物在大气降水淋滤下对土壤和地下水污染的强度.最终认为,路用煤矸石会对公路沿线地下水和地表水带来一定的污染.     

牛栏江流域径流模拟与实时预报

考虑到流域气候、下垫面、资料等特征和受人类活动强烈影响条件下对流域产汇流的非线性影响,通过改进时变增益水文模型(TVGM),建立了上层为地表径流和下层为壤中流的流域非线性产流模型;采用1条统一的无因次分配函数曲线来演算径流输出过程;利用可变遗忘因子递推最小二乘算法进行流域洪水实时预报校正,并将研制的模型应用于长江上游牛栏江流域的洪水预报中,用1980~1993年暴雨洪水资料作为模型参数率定期,1996~2002年暴雨洪水资料作为模型检验期.实例研究表明:所建模型合理可行,计算具有一定的精度,效果较为满意.     

考虑应力敏感的基岩气藏离散裂缝网络模型与数值模拟

为了准确模拟裂缝性基岩气藏产能,以柴达木盆地东坪区块为例,将区块内裂缝性基岩气藏视为离散裂缝与基质岩体介质,建立裂缝性基岩气藏产能有限元计算模型.在考虑水力压裂裂缝应力敏感性、气藏流体的高压物性非线性和随机分布天然裂缝基础上,采用Galerkin加权残值法将渗流方程进行空间离散,并通过Newton-Raphson迭代求...     

三峡水库与清江水库群联合防洪优化调度

针对三峡和清江梯级水库群防洪补偿联合调度问题,建立了梯级单独和水库群联合防洪优化调度2种数学模型,运用改进的逐次渐进优化算法,引入动态惩罚函数处理约束条件,遵循"优化-验证-调整"的算法流程迭代求解.选取1954、1981、1982和1998年为典型年.结果表明:若选择最不利的1982年为典型年,荆江河段的防洪标准至少可分别提高到118年和136年一遇设计洪水;取4个典型年的调度结果平均值,则其可抵御的最大重现期设计洪水分别达到150、168 a.     

考虑生态调度的水库多目标调度模型初步研究

针对水库运用过程中发电、防洪与生态之间的矛盾,建立了水库发电、防洪与生态调度子模型;然后以水库发电、防洪与生态调度为基本目标,应用多目标决策方法,建立了水库多目标联合调度模型;为减少水库多目标联合调度的工作量和难度,以子模型计算结果为基础,建立水库运行参数与目标之间的函数关系,将各目标有机地联系在一起,据此进行水库多目标联合调度.在此基础上,以滩坑水库为对象,进行多目标联合调度表明,模型能较好地反映各目标之间的相互关系和变化过程,具有工作量小、考虑问题全面的特点,是解决水库多目标调度问题的一种有效方法.     

金沙江下游梯级水电站抗震安全分析

2008年5月12日四川汶川发生特大地震,四川省内大中型水电工程均经受住了超标准地震的考验,仅位于震中地区的水电工程不同程度地受到了损坏.根据流域水电开发规划,金沙江下游拟开发建设乌东德、白鹤滩、溪洛度和向家坝四座大型水电站,目前溪洛渡和向家坝水电站已开工建设,乌东德和白鹤滩水电站正处于可行性研究阶段.通过对区域地质背景、工程近场区断层活动性、历史地震活动及坝址区地震危险性分析,认为金沙江下游四座梯级水电站所选定的坝址区域均处于一个地质相对稳定地块,且避开了区域主干断裂和活动断层.通过采用拱梁分载法和有限元分析等方法对拱坝进行静、动力结构计算以及采用刚体极限平衡法对拱坝坝肩进行稳定分析,计算结果表明大坝抗震安全满足国家和行业有关规程规范要求,且具有较高的安全裕度.     

金沙江梯级水库群供水发电联合调度研究

为使金沙江下游梯级水库群在不同典型年、不同调度期下的实际调度中发挥最大效益,以梯级总发电量最大和缺水量平方和最小为目标,建立金沙江下游水库群优化调度模型,采用NSGA-II算法对其进行求解,得到不同典型年和分周期下的非劣解集,并引入置换率的概念分析两目标间的竞争关系,最后分析了枯水年不同偏好下的水位过程。结果表明：发电与供水目标间的竞争关系主要体现在水库蓄水期与供水期,在汛期与汛前消落期为协同关系;供水-发电目标置换率随梯级发电量呈递增趋势,依据置换率曲线得到不同梯级发电量情况下提高单位发电量对供水造成的影响,在实际调度中设置合理发电量可以使得发电、供水目标效益最大化。     

金沙江白格堰塞湖溃决过程数值模拟

2018年10月10日和11月3日，在我国四川省与西藏自治区交界处的白格村同一位置连续发生两次滑坡，完全堵塞了金沙江形成堰塞湖。由于“10?10”滑坡形成的堰塞湖水位抬升迅速，堰塞湖于10月12日自然漫顶溃决。“11?03”滑坡堵塞了“10?10”堰塞体溃决形成的流道，形成了更大的堰塞湖，鉴于客观条件允许，采取了开挖泄流槽降低堰塞湖溃决水位的措施，至11月12日，堰塞湖发生漫顶溃决，溃口洪水峰值流量为31000m3/s。由于“11?03”白格堰塞湖溃决案例拥有较为完整的实测资料，为堰塞湖溃决过程的研究提供了宝贵的基础数据。基于堰塞体的溃决机理，建立了可考虑堰塞湖的水动力条件、堰塞体的形态和材料特征的堰塞湖溃决过程数学模型。模型采用宽顶堰公式模拟溃口洪水流量，并根据堰塞湖入湖和溃口流量以及堰塞湖的水位-湖面面积关系曲线确定堰塞湖水位的变化；采用基于水流剪应力和堰塞体材料临界剪应力，并可考虑宽级配堰塞体材料特性的冲蚀公式模拟材料的冲蚀过程；假设溃口在纵向下切和横向展宽过程中坡角保持不变，采用极限平衡法分析溃口在发展过程中发生的边坡失稳；采用按时间步长迭代的数值计算方法模拟堰塞湖溃决时的水土耦合过程。采用建立的模型对“11?03”白格堰塞湖溃决案例进行反演分析后发现，模型计算获得的溃口流量过程、堰塞湖水位变化过程、溃口发展过程与实测值基本吻合。参数敏感性分析表明，冲蚀系数对溃决过程具有重要的影响，残留坝高通过影响下泄库容也对溃决过程产生作用；另外，开挖泄流槽可降低堰塞湖溃决时的库容，从而对溃口流量过程产生影响，是降低灾害损失的有效手段。