黄河孟津—花园口河段水环境容量研究

针对黄河孟津—花园口河段有机污染突出的特点 ,确定了河段水体功能及水质目标 ,计算了河段在不同设计流量、设计含沙量与污染物背景浓度条件下的BOD5和CODMn环境容量。指出加大区间污染物治理力度 ,保证小浪底水库下泄水质 ,增大下泄流量是提高该河段水环境容量 ,改善水环境质量的有效措施和途径     

基于空间尺度的黄河调水调沙

基于空间尺度的黄河调水调沙即利用小浪底水库不同泄水孔洞组合塑造一定历时和大小的流量、含沙量及泥沙颗粒级配过程,加载于小浪底水库下游伊洛河、沁河的"清水"之上,并使其在花园口站准确对接,形成花园口站协调的水沙关系,实现既排出小浪底水库的淤积泥沙,又使小浪底-花园口区间"清水"不空载运行,同时使黄河下游河道不淤积的目标.实施基于空间尺度的黄河调水调沙要重点解决三大关键问题:一是确定小浪底水库不同泄水孔洞组合,二是小浪底-花园口区间洪水、泥沙的准确预报,三是准确对接(黄河干流)小浪底、(伊洛河)黑石关、(沁河)武陟三站在花园口站的水沙过程.通过基于空间尺度的调水调沙试验,进一步深化了对黄河水沙规律的认识,探索了人工调控黄河洪水流量、含沙量、泥沙颗粒级配等协调水沙关系的可行性,为充分利用自然力量治理黄河泥沙寻找了一条新的途径.     

黄河下游水沙变化特点

本文以黄河下游河段小浪底、花园口、高村、艾山、利津水文站1950—2016年水沙资料为研究对象,通过实测资料分析与理论分析对黄河下游水沙特点进行研究。结果表明:近70年来黄河下游沿程各水文站年水沙量整体上呈现减小的趋势;水沙年际间、年内分配不均匀;1986年后下游水沙关系明显恶化,2003年后水沙关系又得到明显改善;近年来黄河下游大流量减少,小流量增多,输水输沙主要集中在1000~4000m~3/s洪水中;确定保证下游微淤甚至冲刷的来沙系数应不超过0.01kg·s/m~6。分析黄河水沙变化特点,掌握其变化规律可为缓减黄河下游水沙关系,完善治黄方略提供条件。     

黄河河南段水沙变化规律与影响机制研究

黄河河南段为典型游荡型河段,其水沙变化剧烈、主槽摆动频繁、河床变形严重,对河道生境产生了严重影响。以1960—2019年小浪底、花园口、高村水文站水沙数据为研究对象,结合Mann-Kendall检验、滑动T检验、小波分析等统计方法探究了黄河河南段水沙变异周期特征,并应用双累积曲线法定量评估了降雨和人类活动对河南段径流量和输沙量减少的贡献率。结果表明：河南段年输沙减少趋势大于年径流减少趋势,小浪底到花园口间基本冲淤平衡,花园口到高村间以淤积为主,河南段汛期以泥沙淤积为主、非汛期冲刷;小浪底站输沙量在1997年发生突变,而花园口、高村站径流量和输沙量均在1985年发生突变;调水调沙对于径流量增加效果要大于输沙量增加,人类活动对河南段径流输沙减少起主导作用,对河南段径流量平均贡献率为80.94%,对输沙量平均贡献率为94.95%。     

黄河下游水沙及平滩流量的多时间尺度分析

本文运用小波分析方法,对黄河下游小浪底、花园口、高村、利津四站水沙序列及花园口、高村、利津三站平滩流量序列进行多时间尺度分析,得出黄河下游水量主要存在3a、9a、14a和23a变化周期,其中23a为最显著周期;沙量主要存在5a、11a、23a和36a变化周期,其中11a为最显著周期;平滩流量存在24a显著变化周期。水沙序列存在相似的多时间尺度变化特征,平滩流量序列受到水沙序列显著周期的影响。在不同尺度下,水沙与平滩流量序列变化特征也不同,各尺度下水沙变化与平滩流量变化不一致的影响因素可能为人类活动以及自然情况的影响,需进一步研究。突变点与时间尺度有密切关系。黄河下游水沙及平滩流量序列的突变点主要为1957、1968、1980、1991和2003年。     

黄河下游河道洪水冲淤临界水沙条件的研究

本文总结了以往对黄河下游河道冲淤临界条件的研究情况,根据非饱和输沙理论导出了河段排沙比与水沙系数关系,通过1960～1999年422场次洪水资料的统计分析,建立了黄河下游各河段的冲淤临界水沙条件,该水沙条件包括了洪水平均流量、含沙量,给出了黄河下游花园口以上、花园口～高村、高村～艾山、艾山～利津4个河段在不同三黑小(三门峡、黑石关和小董3站)水沙组合情况下的冲淤关系,该临界水沙条件可为小浪底水库调度决策以及黄河下游治理提供参考。     

黄河花园口断面水沙变化特征及趋势分析

花园口站是黄河中下游重要的控制性水文监测断面,对于黄河流域上游下垫面的变化响应非常灵敏,因此,通过分析花园口断面水沙变化特征可以在一定程度上揭示长期以来在自然及人类活动影响下黄河流域所发生的深刻变化.利用花园口水文站1952 -2008年径流和输沙数据,采用定量分析方法,分析了近60年以来花园口断面黄河水沙的变化特征、趋势以及在不同时期水沙关系的演变.结果表明:花园口断面径流和输沙均呈显著的下降趋势,且在可预报的未来几年内径流量和输沙量将进一步持续下降;径流量和输沙量均具有4个明显的阶段性变化特征,且具有大致相似的丰枯变化规律;径流—输沙关系的演变表现为4个阶段,转折年份分别为1960年、1980年和1999年,输沙对径流的响应程度在减弱,而人类活动引起的下垫面变化的影响日益增强.     

黄河下游平面二维非恒定输沙数学模型:II—模型验证

采用黄河下游1982年洪水资料,选取花园口至夹河滩河段为计算区域,对所建模型进行了验证计算,结果表明本模型计算的洪峰传播过程,水位变化过程及含沙量变化过程等均与实测结果接近,流速场、主流线等也较符合实际。从而证明了所建立起的平面二维非恒定输沙数学模型与相应的数值计算方法能够模拟黄河下游河道水沙演进过程及河床冲淤变形规律。     

黄河下游平面二维非恒定输沙数学模型:II-模型验证

采用黄河下游1982年洪水资料，选取花园口至夹河滩河段为计算区域，对所建模型进行了验证计算，结果表明本模型计算的洪峰传播过程，水位变化过程及含沙量变化过程等均与实测结果接近，流速场、主流线等也较符合实际。从而证明了所建立起的平面二维非恒定输沙数学模型与相应的数值计算方法能够模拟黄河下游河道水沙演进过程及河床冲淤变形规律。     

不同治理方案下黄河下游河道的冲淤变化研究

为定量比较黄河下游河道现状治理方案(简称为宽河方案)及"两道防线"模式中的防护堤窄河方案(属于常态下的窄河方案)下的河床冲淤变化,通过适用于长历时与长河段的准二维水沙数学模型,引入河床综合稳定性指标作为河相关系均衡调整准则,针对未来黄河年均来沙分别为3亿、6亿、8亿t这3种50 a水沙系列条件进行了模拟计算。结果表明:在来沙量客观上明显减少的趋势下,窄河治理方案不仅有利于滩区的防洪减灾,而且比现状治理方案更有利于河床减淤;若采取年均6亿、8亿t的多沙系列条件开展计算,则窄河方案比宽河方案在小浪底—花园口河段和花园口—高村河段的减淤效果都明显,而高村—艾山河段略有增淤,艾山—利津河段淤积量亦有所减小。     

围滩吹填工程对水环境的影响分析

以江苏省苏州太仓港口开发为例,研究涉水工程所造成的水环境和生态问题,包括对水质、河势和水生群落的影响。泥沙测验结果表明,泥沙含量在局部地区偏高,而施工区附近距岸约80m处水域含沙量与工程所在江段平均含沙量为相同的数量级;采用数学模型模拟了污染物的扩散,CODCr的最大影响污染带范围为排污口以下14m,石油类浓度增量值0 01mg/L的分布范围为排污口以下6m;采沙区附近局部区域流态有所变化,该江段的总体流态基本不发生变化;工程对水生生物有一定程度的影响。     

日调节水电站运行对河流水环境容量的影响

环境容量是环境科学中一个具有重要意义的基本理论问题,它反映污染物在环境中的迁移转化和积存规律,也反映在特定功能条件下环境对污染物的承受能力。水电工程兴建对河道径流的调节,使水库库区及坝址下游河道的水文情势发生不同程度的变化,从而使水库库区及下游河道的水环境容量发生较大变化,可能对受影响河段的工农业用水、水生态系统乃至河流沿岸的社会经济产生不可逆转的长期性影响。以某具有日调节性能的水电站为例,研究探讨了水电站运行对河流水环境容量的影响。     

长江河道采砂可行性论证问题研究

长江河道采砂活动将影响采砂河段的河床冲淤变化规律,采砂不当会引起河势调整,对采砂河段的防洪安全、航道安全、通航环境安全及水生态与环境等可能带来一定的影响。以武汉经济技术开发区神龙公司第三工厂一期场平工程吹填采砂可行性论证为例,对采砂可行性论证中的若干关键问题进行了相应的研究,并针对目前采砂可行性论证中存在的问题提出今后的研究方向。     

卡拉贝利水库对河流末端地下水埋深的影响

重点水利枢纽工程区域环境现状、发展趋势及水库运行对环境可能产生的影响是环境影响评价工作的重要组成部分。本文分析了克孜河下游河岸林草区的水分运动和补给关系,计算地下水补给量变化值和埋深变化值,预测卡拉贝利水库修建后天然植被的生长状况,为项目决策和工程环境管理提供科学的依据。通过建立区域水均衡模型,模拟工程修建前后,区域地表水与地下水的水量分配和流转关系及平衡状况变化,通过监测研究区地下水埋深数据,模拟工程建成前后河流末端河岸带林草区地下水埋深的分布变化情况,分析由于工程建设导致地下水位变化进而对河岸带林草的影响。结果表明:研究区总体上是河道地表径流补给地下水,河道过水期水面线高于地下水位,河道地表径流与地下水的补给关系是地表水补给地下水,在断流期河道两岸地下水位高于河床高程,地下水侧向渗出补给地表水。     

对太湖流域综合治理问题的探讨

太湖流域是我国经济发达地区，目前正面临着严重的水污染、洪涝灾害以及水质型、季节性缺水问题，其中水环境污染是太湖流域综合治理的主要矛盾。太湖流域三大水问题联系非常紧密，流域水循环是它们共同的基础．因此水问题的解决必须从流域水循环系统出发，全面统筹规划，通过建设节水防污型社会和完善促进水体循环工程“软硬”两种措施来综合解决。     

南水北调中线水质安全潜在风险及对策

南水北调中线来水主要作为北京市生活饮用水源,水质安全决定调水成败.长距离输水存在水质风险,分析了南水北调中线潜在的水源地水质风险、输送过程风险、突发性水污染事故及水质差异影响等风险.在此基础上,提出构建水环境监测网络及预警体系,建立健全突发水污染事件预案及应急处置体系,提高抵御灾害及应对突发水污染事件的能力;加强本市调蓄池库水生态环境建设;加强外调水与本地水适应性生态研究等输水水质安全对策,以保障南水北调调水水质安全和水生态安全.     

浅议云南勐腊县河道采砂规划

由于缺乏科学系统的采砂规划,西双版纳州勐腊县河道采砂基本处于无序状态,对河势、防洪、涉水工程安全、生态环境造成了不利影响。在调查采砂现状的基础上,论证了该地区采砂规划编制的必要性,同时结合河势演变、泥沙补给、储量调查分析,提出了禁采区、可采区和保留区的划分方案,以期为勐腊县河道采砂走上规范、有序的轨道提供科学依据。     

浦东机场跑道工程江砂开采及对河道的影响

为满足浦东国际机场工程建设需要,从有利于河势和航运等角度出发,选择了长江口南槽江亚南沙南侧、九段沙保护区外侧的砂源区作为工程采砂区,并拟定采砂方案。采用delft 3D模型分析采砂前后工程区附近的流场变化。并从河势、防洪、水环境、通航、航道和生态等方面分析了采砂对长江口南槽河段的综合影响,论证采砂的可行性。通过分析得出采砂对长江口河道基本无影响。     

空间信息技术在水利行业中的应用研究与实践

为了推动空间信息技术在水利行业中的进一步应用,在综合论述空间信息技术的特点及发展现状的基础上,全面总结了近年来长江科学院空间信息技术应用研究所在水资源管理、河道采砂监督管理、突发性水污染应急响应管理、防汛抗旱管理、水生态环境监测与评价、水文情势模拟、水电站建设管理等方面应用该技术取得的成果。由于空间信息技术能快速、准确、客观、实时地提供各种遥感信息,其应用成果极大地提高了科学研究能力,促进了水利水电工程的建设管理水平,也显示出该技术巨大的应用潜力和发展空间。在总结已取得的应用研究成果的基础上,探讨了空间信息技术今后进一步发展的主要途径。     

南水北调中线河北段水源保护区环境保护对策研究

介绍了南水北调中线河北段的工程概况,分析了保护区内水质保护存在的问题,指出地下水渗透污染、大气污染物沉降和突发污染事件是可能造成总干渠水质污染的主要途径.结合总干渠工程和水源保护区划定的特点,从加强环境管理、加强应急能力建设和建立生态补偿机制等方面提出了科学合理的建议.