宁波市推进河网水资源智能化调度的思路与探索

为改善宁波市河网水环境,基于现有的工程措施,从智能化非工程措施角度,探究平原河网水资源智能化调度的可行方案。根据宁波市中心城区平原河网基本特点及闸泵工程分布情况,分析宁波市近些年在水资源智能化管理调度方面的建设情况及存在问题,以满足河流生态需水量为前提,从监测、模拟、调度方案的形成及调度执行4个层面,提出推进河网水资源智能化调度的思路及实现途径,并对每一个层面的实际可行性进行分析。通过建立宁波市中心城区河网水质水量联合调度模型,结合重要水功能区与河湖断面的水质实时监测数据,对河道水体进行纳污容量分析,并使用水质模型结合调度方案模拟水污染演化进程、影响范围、持续时间,为河流水量调配提供决策支持,为类似区域的水质改善提供借鉴。     

基于遥感的两当河上游生态修复工程监测与分析

生态修复水土保持是一项旨在注重依靠大自然的自我修复能力, 在加强预防保护和开展人工辅助治理的前提下, 在较短的时间内实现大面积水土流失初步治理, 区域生态环境逐步恢复, 最终实现人与自然和谐共处的水土保持措施。两当县位于秦岭以南, 属嘉陵江水系, 该县为长江上游实施水土保持生态修复8 个试点县之一。位于该县北部的研究区总面积327. 26 km ², 是水土流失的主要区域, 2001 至2003 实施生态修复工程。为配合项目区评估利用遥感(RS) 和全球定位系统(GPS) 技术对试验区进行监测与分析。通过项目开始(2001) 和两年后(2003) 的遥感监测、对比分析和结合参考常规观测资料, 对试验区生态环境类型的变化状况和退耕还林还草, 坡改梯田和集水灌溉等辅助措施在生态修复中的作用进行评估。研究结果表明自生态修复工程实施后植被状况有明显变化, 植被覆盖率从86. 50% 增加到98. 04% , 增长11. 54% , 说明研究区生态与环境向逆转方向发展。在实践应用当中, 较高分辨率的卫星资料(TM , SPOT 4, SPOT 5) 可以用于生态修复工程的遥感监测和工程执行的效果评价。     

城市河流滨岸带生态设计与修复研究

合理设计和修复一直是城市河流滨岸带生态环境保护中的关键科学问题,成为学术界和工程界关注的焦点。随着社会经济发展。人类开发河流流域过程中不科学行为给河流流域造成严重的生态破坏现象。城市河流的整治与其滨岸带重新设计显得尤为重要。文章依托当前我国河流滨岸带整体破坏的实际状况,从景观生态学角度,归纳河流滨岸带合理定位,提出生态修复与设计对策,实现整体生态系统的保护。研究成果可为我国城市河流滨岸带设计和修复提供参考。     

基于遥感与GIS技术的黄河宁蒙河段洪泛湿地生态环境脆弱性定量评价

黄河上游是黄河四大洪泛湿地集中分布区之一,属于典型的生态环境脆弱地区,加上人为活动影响程度的不断加剧,洪泛湿地生态环境受到剧烈影响,迫切需要对该区湿地生态环境脆弱性进行全面评估。基于遥感与地理信息技术,选取30个洪泛湿地生态脆弱性指标,利用DPSIR模型和层次分析相结合的方法,对黄河上游洪泛湿地1986～2014年生态环境脆弱性变化进行定量评价。结果显示,1986～2014年黄河上游洪泛湿地生态环境脆弱性呈现先增加后降低的"凸"字形格局。从垂直于河流流向的横断面分布看,脆弱性呈现从河流中心向河流两翼逐渐降低的梯度分布特征;从研究河段上游到下游,洪泛湿地生态环境脆弱性变化具有显著空间异质性特征,其中下河沿、头道拐河段脆弱性变化幅度较小,青铜峡到三河湖口河段脆弱性变化幅度相对较显著。     

基于遥感与GIS技术的黄河宁蒙河段洪泛湿地生态环境脆弱性定量评价

黄河上游是黄河四大洪泛湿地集中分布区之一,属于典型的生态环境脆弱地区,加上人为活动影响程度的不断加剧,洪泛湿地生态环境受到剧烈影响,迫切需要对该区湿地生态环境脆弱性进行全面评估。基于遥感与地理信息技术,选取30个洪泛湿地生态脆弱性指标,利用DPSIR模型和层次分析相结合的方法,对黄河上游洪泛湿地1986~2014年生态环境脆弱性变化进行定量评价。结果显示,1986~2014年黄河上游洪泛湿地生态环境脆弱性呈现先增加后降低的“凸”字形格局。从垂直于河流流向的横断面分布看,脆弱性呈现从河流中心向河流两翼逐渐降低的梯度分布特征;从研究河段上游到下游,洪泛湿地生态环境脆弱性变化具有显著空间异质性特征,其中下河沿、头道拐河段脆弱性变化幅度较小,青铜峡到三河湖口河段脆弱性变化幅度相对较显著。     

人工补水河流生态修复决策系统空间数据库

针对河流生态修复工程方案设计与实施过程中的复杂性,以及对多尺度、多来源、多类型等海量数据的需求,提出了采用空间数据引擎ArcSDE集成关系数据库Oracle的模式,应用地理信息系统GIS的线性参考系统与动态分段技术,以永定河为例,构建一个以河流生态修复相关数据信息为数据源的空间数据库.该方法不仅为永定河生态修复模拟评价与综合决策系统提供了有效的数据支撑,同时也为确定河流生态修复工程方案提供了一个有效的辅助工具.     

基于遥感与GIS技术的黄河宁蒙河段洪泛湿地生态环境脆弱性定量评价

黄河上游是黄河四大洪泛湿地集中分布区之一,属于典型的生态环境脆弱地区，加上人为活动影响程度的不断加剧，洪泛湿地生态环境受到剧烈影响,迫切需要对该区湿地生态环境脆弱性进行全面评估。基于遥感与地理信息技术，选取30个洪泛湿地生态脆弱性指标，利用DPSIR模型和层次分析相结合的方法，对黄河上游洪泛湿地1986~2014年生态环境脆弱性变化进行定量评价。结果显示，1986~2014年黄河上游洪泛湿地生态环境脆弱性呈现先增加后降低的“凸”字形格局。从垂直于河流流向的横断面分布看，脆弱性呈现从河流中心向河流两翼逐渐降低的梯度分布特征；从研究河段上游到下游,洪泛湿地生态环境脆弱性变化具有显著空间异质性特征，其中下河沿、头道拐河段脆弱性变化幅度较小，青铜峡到三河湖口河段脆弱性变化幅度相对较显著。     

水功能区纳污能力动态计算主题模式研究及应用

从纳污能力的动态性出发,以河流水功能区纳污能力计算为主题,提出纳污能力动态计算模式,该模式基于水利信息化综合集成平台,采用知识图可视化技术将河流以水功能区为单元概化为节点予以展现,将设计流量、纳污能力的求解算法封装成组件,建立纳污能力计算模型及参数率定组件库,通过组件和知识图,动态搭建水功能区动态纳污能力仿真系统,并将其应用于渭河干流陕西段的纳污能力求解。应用结果表明:水功能区动态纳污能力仿真系统能将河流纳污能力计算过程可视化、组件化、动态化,同时可实现"人际交互"的应用模式。     

基于GEE云平台的黄河源区河流径流量遥感反演研究

河流径流量是陆地上最重要的水文要素之一,准确获取径流信息对于区域的水资源评价和生态修复方面都具有重要作用。研究基于Google Earth Engine(GEE)云平台提供的Sentinel-1、Sentinel-2影像数据,结合数字高程模型(DEM)对河长、河宽、糙率、比降、河深和流速等水力学参数进行遥感估算,进而采用关系拟合法与改进的曼宁公式法对黄河源区唐乃亥站点附近河段进行径流量反演研究,探讨了河段长度差异对径流量反演精度的影响,并通过建立站点河段与上下游河段之间的河宽关系,实现了对站点河段径流量监测时间序列的扩展补充。结果表明,两种模型均能有效进行径流量的模拟估算,其纳什效率系数(NSE)均在0.80以上;关系拟合法与改进的曼宁公式法径流反演的均方根误差(RMSE)分别为233.431 m³s^-1和271.704 m³s^-1,相对均方根误差(RRMSE)分别为16%和24%,关系拟合法反演精度总体优于改进的曼宁公式法。通过对不同长度河段径流量的反演结果对比分析发现,辫状河心滩的河宽估算在汛期...     

减摇水舱模拟台研究与进展

模拟台是研究减摇水舱时进行水舱性能模型试验必不可少的试验设备，本文分析了减摇水舱模拟台的工作原理，并给出了模拟台的研究与进展情况，指出当前减摇水舱模拟台的发展方向是船舶减摇技术与仿真技术相结合，最后指出了模拟台研究中的关键技术。     

水电站流域生态放流算法的优化

随着国家对环境的问题的重视,水电站生产也需要做出相应的改变.在保证生产的前提下,必须担负起保护流域生态环境的责任,生态流量是流域生物生存所需流量.如何在满足河流生物基本需求的前提下,保证水电站的最大输出,就必须计算出河道的生态流量,但是随着季节、气候等因素的变化,生态流量也在随之变化,针对以上问题,研究一种能够适应各种变化因素的生态基流计算方法,对于水电站流域的生态环境具有重要意义.     

重点河湖控制断面生态流量监测预警系统设计及应用

针对我国河湖生态安全保障面临严峻形势,现有生态流量监测系统存在覆盖河湖范围有限、预报不及时等问题,为进一步加强河湖生态流量管理,基于水利部国家水资源监控管理信息平台,依托其水资源数据库、水文实时雨水情数据库、水利部一张图服务及管理信息等数据,设计和研发全国重点河湖控制断面生态流量监测预警系统。生态流量监测预警系统包括生态流量断面的基础信息、实时监测数据、指标值及阈值告警的综合展示,以及生态流量达标情况判别等功能。目前,生态流量监测预警系统已接入全国重点河湖104个控制断面,断面生态流量满足程度达到96.2%;龙川监测断面分析结果显示,自 2021 年 1 月以来该断面生态流量满足情况差于 2020 年同期,与取用水量增加及天然来水减少存在一定联系,可为保障重点河湖控制断面生态流量提供有力信息支撑。     

基于提升小波变换的行波测距FPGA实现与仿真

行波测距理论具有计算速度快精度高的特点,但是实际工作中电网故障测距大都仍然采用的是潮流计算和区间估计等传统方法,无法对故障快速定位以进行修复。行波测距在工程中难以得到应用的原因是数据流量大、计算量大,硬件开发成本高、周期长。将计算复杂度低、适合硬件实现的提升小波变换和开发简便、出品周期短的FPGA相结合,成功使以前在上位机实现的行波测距在硬件上得以实现。为工程中快速定位电网故障提供了可行方案。     

串列矩形桥墩对通航水流影响的二维数值模拟

泸州河东长江大桥采用钻石形串排矩形柱型主塔,为了研究其主塔桥墩对该桥区河段各通航水流特性的影响,采用平面二维水流数学模型,模拟该河段方案实施前后的桥区河段流场,分析串列矩形柱桥墩对水流条件的影响。针对数模结果,从工程应用角度的分析表明在各级流量下工程实施前后桥区河段水位、流速变化较小,紊流宽度对通航条件影响较小,不会对桥区通航产生显著影响。     

雷达波实时在线测流系统在丽江市的应用

针对传统的河道流量测验方式自动化水平低,难以适应当前水文测验点多面广、任务繁重的新形势,丽江市水文水资源局在仁里水文站等12个站点安装非接触式雷达波流量测量设备(RQ-30),建成丽江市河道水位流量实时在线监测系统。通过分析设备的工作原理,性能特点,对比分析实测资料,在线测流设备各项指标符合《河流流量测验规范》要求,改善水文测验人员的工作条件,减轻劳动强度,提高预警预报的时效,可以作为中小河流水位流量自动监测的主要设备。     

基于B/S结构的突发水污染事故模拟平台研究

为防御突发水污染事故可能造成的水环境影响,本文研究建立基于B/S结构突发事故模拟平台,为制定科学有效的事故处置方案提供依据。以浙江省某条河流为例,采用PHP＋MySQL体系架构,将传统瞬时源水质模型与现代计算机科学相结合,可计算出突发事故可能造成的下游各断面水质变化过程、敏感点超标时间、超标程度和影响河段范围。该平台的开发可为水利、环境管理部门了解事故可能造成的影响及快速生成处置方案提供决策依据。     

落差指数法在大湟江口水文站流量在线监测的探讨

河流水能资源梯级开发对水文站水文监测造成了较大的影响,水位流量关系变得散乱,在洪水涨落过程或水利工程回水影响期,现用的综合水位流量关系法推算的实时流量可能出现较大偏差。为应对受水利工程回水等因素影响下的水文监测难题,探讨用落差指数法对受影响水文站水位流量关系进行单值化处理,用实测水位信息推算出实时流量,从而实现流量在线监测。以珠江流域西江干流大湟江口水文站为例,用该站 2017 年以来的实测资料,对落差指数法有关参数进行率定,以单值化关系推算流量。分析结果表明：所推算流量的精度满足规范要求,基本解决大湟江口水文站受影响后的流量实时在线监测和水文资料整编定线难题,可为开展西江干流浔江河段水情预警、生态流量监控、水文分析评价提供良好的实时流量信息支撑。     

河流水质模型的逼近方法及误差分析

提出一种平稳河流水质模型简化方法.通过分析存在弥散和忽略弥散作用两种情况下的Streeter-Phelps模型的解,给出了忽略弥散作用的条件和最大误差分析,进而给出多河段模型的一般表达式.数值计算和实际验证结果表明,该方法可给出工程满意的结果.     

黑岱沟煤矿生态修复遥感监测及效果评价

随着社会经济的发展,对煤碳的过度掘取,导致的生态环境问题日益突出,因此对煤矿开采区进行生态修复就变得越来越重要。矿区生态修复的关键是植被恢复,以黑岱沟煤矿为研究区,进行植被修复监测和效果评价。选择1999~2011年6~10月的Landsat遥感影像数据,采用遥感与GIS相结合的技术手段,绘制了1999~2011年的典型地物类型解译图,进行了数据分析。结果表明:黑岱沟煤矿区排土场的总面积逐年增加,即煤矿开采的力度逐年加大;植被修复区的面积逐年增加,表明黑岱沟煤矿区生态修复的范围增大力度加强。     

针对华北地区地下水河湖生态补水成效的卫星遥感动态监测

为评估华北地区地下水超采治理河湖生态补水成效,基于现有国产卫星遥感影像覆盖能力,收集 2020 年华北地区 22 条(个)河湖流域卫星遥感动态监测影像数据,以相关水利基础数据为依据,构建一套完整的针对华北地区地下水河湖生态补水成效的水体遥感监测方案,将影像进行正射、融合、裁剪等预处理后,运用水体指数和深度学习 2 种方法对预处理后的遥感影像进行解译分析,提取河湖流域水面面积和有水河段长度,并结合河湖生态补水量进行验证,分析年内变化规律。监测结果表明：2020 年 7—12 月期间华北地区补水河湖水面面积和有水河段长度减少趋势减缓,并出现增加趋势。通过生态补水有利于缓解超采区水面面积减少趋势,验证通过统筹多种水源、调节时空布局,开展河湖回补地下水的方案是确有成效的。