东苕溪河流健康评价预警体系初探

以河流健康评价理论为理论基础,针对东苕溪流域实际特点,提出建立东苕溪流域水动力学模型、水质模型,计算河流纳污能力;建立河流健康评价模型,在二者基础上构建河流健康预警耦合模型。通过模型计算得到定量化的评价指数,为后续的河流健康建设与管理提供数据支撑和决策依据。     

河流健康评价预警耦合模型在东苕溪流域的应用

以河流健康理论为指导,分别建立东苕溪流域水动力学模型、水质模型和河流健康评价模型,在此基础上构建河流健康预警耦合模型。通过模型计算得到定量化的现状东苕溪河流健康评价指数,属于第三级"亚健康"。文章提出东苕溪的保护和利用不能仅仅局限于水利技术等工程措施的支撑,未来需要加强可持续水资源管理方面的工作,使东苕溪的"亚健康"状态朝良性方向发展。     

受下游水位顶托下的太湖流域西苕溪中下游水位预报研究

西苕溪位于太湖流域中上游地区,由于其中下游河床比降较小,且受太湖水位顶托以及东苕溪导流干扰,经常发生洪涝淹没灾害,造成了严重的社会经济损失,长期以来该河流洪水预报工作显得尤为重要,但由于河流中下游水位流量关系复杂,该区域以水位预报为核心的洪水预报始终是其难点之一.文中探讨了研究区受下游洪水顶托影响下的洪水预报方法,采用20世纪80年代以来的12场较大洪水资料,建立了西苕溪流域下游水位混合回归预报模型,并利用后期的8场洪水加以验证分析.实例验证表明,对于西苕溪这类水文规律复杂的流域,系统的混合回归模型具有简单方便、模拟精度高等特点.     

东苕溪防洪决策支持系统

东苕溪流域上游源短流急,建有多座水库,中游有若干常备与非常蓄滞洪区,防洪问题相当复杂。建立基于流域模型模拟计算的决策支持系统,提出一种多模型协同计算的新 方法,开发了连接上游水文模型和下游河道一维模型及蓄滞洪区零维、二维模型的组建式流域模型,对流域洪水演进及调度方案进行模拟仿真。东苕溪防洪决策支持系统采用B／S与C／S相结合的体系结构,综合运用GIS、分布式数据库、三维可视化等技术建立了信息服务平台,在此基础上纳入模型库与方案库,实现了数据接收入库、模拟计算、方案生成与展示、存储管理、方案比较的无缝对接。     

基于LS-SVM的东苕溪洪水过程预报方法

针对东苕溪洪水预报存在的技术瓶颈,以东苕溪流域防洪控制站——瓶窑水文站为例,提出一种基于最小二乘支持向量机的洪水过程预报方法.在分析瓶窑站水位影响因素的基础上建立特征向量,选取东苕溪2007—2020年15场典型洪水过程的水文数据作为样本,构建东苕溪LS-SVM洪水预报模型.结果表明LS-SVM洪水预报模型预报精度能达...     

MIKE11模型在东苕溪水源地水质预警及保护的应用

基于浙江省东苕溪干流水文特性,结合流域水质与污染物情况,应用MIKE11模型构建了流域水动力和水质耦合模型。率定河道糙率为0.018–0.022,氨氮降解系数为0.07–0.10/d,总磷降解系数为0.07;验证模型计算值与实际测定值吻合程度较高。模拟上游水污染突发事件发生后污染物到达东苕溪水源地取水口的时间,以此进行水质预警。计算水源地取水口发生水污染事件后不同水期条件和不同污染物的情况下需要的上游自净稀释水量,以保障饮水安全。     

提高东苕溪防洪能力及河道治理分析研究

浙江省东苕溪原有河道因局部狭窄和桥梁阻水原因排洪不畅,后来对河道进行了拓宽.采用一维河道演进模型和二维蓄滞洪区基于不规则网格的水动力学模型,通过自主研发的全新连接方法组合搭建的流域模型,对东苕溪进行拓宽改造后的流域防洪能力标准进行计算模拟评估.通过对20年一遇、50年一遇、100年一遇设计洪水下拓宽后河道与蓄滞洪区的联合计算可知,经过河道整治后的防洪标准相对于原有防洪规划有了较大提升.     

基于物元模型和分形理论的流域环境变化研究

将浙江省苕溪流域生态系统细分为社会经济、生态环境和环保支持三个子系统并分别建立指标体系,采用权重经熵值修正的物元模型对1998年、2003年和2008年的指标值进行分析和评价。结果表明:社会经济子系统状态从较合理转变为不利于生态环境健康发展;生态环境状态隶属于亚健康等级,综合关联度从1998年的-0.235 0增大到2008年的-0.083 3,呈现出逐步远离健康状态的趋势;污染控制、环保投入和环境管理等措施的力度从1998年的不足逐步得到改善。采用分形理论评价整个苕溪流域生态系统的综合状态,三年的分维度依次为0.619 4、0.674 9、0.680 6,说明苕溪流域在城市化作用下正面临不断增大的压力和胁迫,朝着逆向、不健康的方向发展。综合分析表明,苕溪流域城市化发展已对整个生态系统造成诸多不利影响,因此未来城市发展与土地利用中应更加重视生态环境保护,以实现流域生态系统稳定、健康、有序发展。     

山前小流域水文—水力学耦合洪水预报研究

为了提高受人类活动影响显著的小流域洪水预报精度,以浙江省杭州市东苕溪流域为研究对象,分别以半分布式新安江模型、平原区水文模型、分洪区水动力模型以及一维河网模型模拟山区、平原区、分洪区以及河道的洪水过程,在卡尔曼滤波实时校正技术的支持下,建立流域水文—水力学耦合预报模型。通过对1996年以来瓶窑站典型洪水进行率定和验证,表明该模型符合东苕溪预报的精度要求。在2012年"海葵"台风的实时预报应用中,该模型发挥了辅助决策的作用,可作为后期防汛决策的参考。     

基于熵权多元联系数的大沽河流域地表水环境健康评价

为合理开发利用和保护大沽河流域水资源,构建了流域地表水环境健康评价指标体系和分级标准。基于集对分析理论,考虑各评价指标等级标准边界的不确定性,建立了熵权多元联系数耦合计算模型。将该方法应用于大沽河流域,得到流域地表水环境健康评价指标联系数计算结果。结果表明:2015年大沽河流域Ⅰ区(莱西市)、Ⅱ区(平度市)、Ⅲ区(胶州市、黄岛区)、Ⅳ区(即墨市、城阳区)以及Ⅵ区(莱阳市、招远市、莱州市)的地表水环境处于"健康"状态,Ⅴ区(高密市)以及整个流域处于"亚健康"状态。青岛市大沽河综合治理工程的实施使得流域地表水环境得到较大地提高,为进一步提高整个流域的地表水环境健康水平,应针对流域开展水环境治理工作。     

基于协调发展度的河流健康评价方法研究

为评价河流系统的健康和协调发展状况,首先,从影响河流生态完整性要素和社会服务要素的角度出发,构建了包括水文资源、物理结构、水质、生物和社会服务功能等多个准则层的河流健康评价指标体系的统一框架;然后,借鉴社会经济与环境的协调发展度理念,建立了河流系统的协调发展度评价模型,并探索性地提出了基于河流健康管理的协调发展度等级标准;最后,以滦河为研究对象,对2011年滦河健康状态与协调发展状况进行了实证研究。结果表明,协调发展度模型既能评价河流系统的健康程度,又能衡量河流自然属性与社会属性的协调发展状况。     

基于图论的河道-滩区系统连通性评价方法

河流系统的连通性是维持河流生态系统健康的重要因素。基于图论连通度理论，将河道-滩区系统中的水流通道、鬃岗地形、小型封闭水域和牛轭湖等微地貌单元概化为图模型，并利用ArcGIS平台和DEM模型实现其表述。在此基础上，建立图的邻接矩阵，进行连通性分析和水流通道连通度计算，实现了河道-滩区系统连通程度分析的定量化。最后以瓯江丽水河段的河道-滩区系统为例，进行了一定水位条件下的连通状况模拟和连通程度定量分析。案例分析结果表明：通过确定关键性水流通道和水流通道汇合点，可对河流生态修复工程设计方案进行优化；利用本文所提出的方法对河道-滩区系统的连通性进行定量评价是有效可行的。该方法可用于河流健康评估、河流生态修复工程优化、河湖水网连通程度的定量分析等。     

基于改进突变级数法的秦淮河河流健康评价

为了定量评估河流的现状,维护河流的生态环境,加强河流的可持续管理,建立河流健康评价体系,将熵值法引入突变模型中进行耦合。避免了传统的评价方法对于评价指标权重的主观赋值带来的误差,并将模型应用于秦淮河的河流健康评价上,从4个指标层进行逐级评价,最后得出秦淮河的健康综合指数是0.97,处于良好状态,说明现阶段秦淮河的河流组成系统的组成要素基本完整,但是水质方面问题突出,是制约健康状况的因素,因此需要控制污染以及加强生态保护。     

资源性缺水地区流域水环境承载力评价模型及其应用

在深入探讨水环境承载力理论体系的基础上,构建了基于水环境容量和生态环境需水量的水环境承载力评价预测模型,形成了适用于我国西北干旱区资源性缺水地区的水环境承载力研究体系。以陕西渭河段为例,通过建立河流水环境容量模型、生态需水量模型,应用系统动力学法并结合层次分析法模拟了流域水环境系统的动态变化,并且预测了2010-2020年不同方案下的水环境承载能力。结果表明:将开源、节流、治污等结合的综合方案可有效提高渭河流域水环境承载能力,所建模型对西北干旱区水环境承载力评价具有很好的适用性。     

基于延拓盲数-网络分析理论的河流健康评价

为提高河流健康评价精度,将模糊理论中的三角模糊数引入盲数系统,形成延拓盲数理论。基于延拓盲数理论构建河流健康评价模型,并采用网络分析法(ANP)确定各评价指标权重。结合通榆河的实际状况,展开河流健康评价,得到各评价指标的分值及不同评价等级的隶属度,从而确定通榆河的河流健康等级为"Ⅲ"类。河流健康问题主要体现在水功能区水质达标率低、生态系统薄弱,应进一步加强河流的修复和管理。     

奎屯河流域健康评价

以新疆典型的干旱内陆河流域--奎屯河流域为研究对象,在确定流域健康评价时空尺度的基础上,提出涵盖流域水资源健康、涉水生态环境健康、社会经济健康的评价指标体系,构建基于组合赋权与协调发展度的流域健康评价模型。结果表明:现状年(2015年)处于亚健康状态的分区有:子区1、子区2、子区3、子区6,综合评价指数分别为:0.419、0.404、0.408、0.401,协调发展类型为临界协调发展;处于不健康状态的分区有:子区4和子区5,综合评价指数为0.358和0.343,协调发展类型属于中度不协调衰退型。     

流域水资源可持续利用模式研究

从技术和管理两个角度 ,围绕指标体系、分析模型和管理体制三个方面 ,综合分析水资源可持续利用的“判别—优化—保障”模式 ,包括建立判断水资源利用状况的评价指标体系 ;提出以水资源的可持续利用支持社会经济可持续发展的水资源合理配置模型和多目标分析模型 ;在分析国外流域水资源管理经验的基础上 ,提出保障流域水资源可持续利用的管理对策 .     

海宁市辛江塘河道健康诊断及病因分析

以水清、流畅、岸绿、景美为河流健康的标准,建立河流健康现状诊断模型,确定各诊断指标的权重系数,计算河流健康综合指数。从诊断结果可以看出:辛江塘河道各河段的河流健康综合指数都大于0.5,河流处于基本健康状态;辛江塘河道的流畅指数、岸绿指数和景美指数均较高,这主要得益于近几年实施的以植物措施为主的生态河道建设;辛江塘河道的水清指数很低,主要是由于河道的外来污染较严重,严重影响了河道的健康状况。     

基于复合模糊物元-熵权组合模型的淮河干流健康综合评价

选取河流的物理特征、水文情势、水环境质量、生物多样性4个方面建立河流健康综合评价指标体系,构建基于复合模糊物元与熵权法的河流健康综合评估数学模型,对淮河干流关键断面进行实例应用研究.结果表明,淮河干流淮滨、王家坝、鲁台子与蚌埠4个关键河段的河流健康指数分别为0.470、0.435、0.462和0.432,河流综合健康水...     

河流健康评价的回归支持向量机模型及应用

建立河流健康评价指标体系、分级标准及回归支持向量机（ SVR ）河流健康评价模型,并以云南省文山州清水河健康评价为例进行研究。首先,利用层次分析法（ AHP ）从水文水资源、物理结构、水质、水生生物和社会服务功能5个方面遴选出13个评价指标,构建3个层次的河流健康评价指标体系和5个等级的分级标准;其次,基于SVR原理,利用随机生成和随机选取的方法,在等级标准阈值间构造5种不同容量大小的训练样本和检验样本,提出5种不同容量方案的SVR河流健康评价模型,设计合理的输出模式,并构建具有良好性能的RBF（radial basis function neural network ）回归模型作为对比模型,利用模型随机5次运行的平均相对误差绝对值、最大相对误差绝对值和运行时间对各方案模型性能进行评价;最后,利用达到期望精度的SVR模型对实例进行评价分析。结果表明：①无论是训练样本还是检验样本,5种方案的SVR模型的预测精度和泛化能力均优于 RBF模型。在相同参数设置条件下,SVR模型随着样本容量的增加其精度和泛化能力变化不大;而RBF模型随着样本容量的增加其精度和泛化能力均有提高。表明SVR模型具有较高的精度和泛化能力,可以用于河流健康评价,尤其在小样本情况下,SVR模型的精度和泛化能力是RBF模型不可比拟的。②5种方案的SVR模型对清水河2011-2012年3次调查的评价结果均为健康,但已接近于亚健康。