水质断面水质相似性的主成分及聚类分析方法

针对水质断面水质组分的多样性及相关性，探讨应用主成分分析和系统聚类分析方法，来判断水质断面水质的相似性，并通过湘江水系２２个水质断面实例水质资料分析，表明该方法可靠，合理，实用，对环境监测，保护及管理工作具有实际意义。     

基于主成分分析的桂林漓江水质特征研究

对桂林漓江2017—2021年间7个断面的7个主要水质指标进行主成分分析,得到2个主成分,解释了73.5%的原始变量。结果表明,2017—2021年,漓江水质整体趋势向好;2021年漓江大面至平乐段水质汛期好于非汛期,大溶江段反之;空间上,漓江上段水质最优,下段次之,中段最差,污染源主要来自生活、工业及农业的污水、废水。     

南水北调中线输供水水质管理协作机制探讨

为保障南水北调中线工程持续稳定向北方地区供水,在分析中线总干渠工程特点基础上初步研究了中线输供水水质管理中信息共享、日常协作和应急协作机制。调查研究发现目前供水、用水、退水三方水质信息分散且存在水质信息共享需求,并根据水质监测现状提出水质信息共享机制。通过对沿线水厂制水工艺污染物去除能力进行分析,提出了干渠原水微污染状态下供水和用水双方的协作机制。另外对于干渠水发生严重突发水污染事故时供水方与退水方的应急协作机制进行了简要分析,为南水北调中线总干渠水质管理提供技术支撑。     

基于主成分聚类分析的云南省干旱自然分区

干旱自然分区能揭示研究区干旱的发生发展规律,为制定抗旱防灾减灾对策提供理论依据。基于主成分聚类分析法,选用地形起伏度、多年平均干旱指数、P_(75%)年降水量负距平百分率和年降水变差系数四个指标对云南省进行干旱自然分区,并使用ArcGis软件绘制相应的干旱自然分区图,最后采用单因素方差分析法检验分区结果的合理性。结果表明:云南省中东部地区比西部地区更容易发生干旱,这与相关年鉴资料的统计分析结果基本一致;四个干旱自然分区之间差异显著,进一步证实了本文干旱自然分区结果具有一定的合理性。     

南水北调中线总干渠水质管理问题与思考

南水北调中线工程作为我国重大战略性水资源配置工程,水质保护要求极高。工程规划设计阶段,重点考虑了沿途降水降尘、桥面污染径流、雨洪风险、事故倾覆等因素对渠道水质的影响。按照环评报告和环评复核报告的要求,中线工程建立了系统的水质保障体系,有力保证了通水后水质稳定在Ⅰ～Ⅱ类。监测结果显示:总干渠通水后出现了部分水质指标沿程升高的问题,通水初期还出现了藻类过度增殖的现象。为此,进行了分析研究,结果表明:总干渠沿线的大气干湿沉降、桥面径流、雨洪漫溢、地下水内排等因素都可能会造成污染输入;南北温差和季节温差、pH值沿程梯度等因素驱动的水化学过程变化可能是水质变化的重要影响因素;渠道生态系统的物质循环与水流过程、生境演变和生物群落演变等各种因素交织耦合,可能是驱动氮、磷生源要素相关的水质指标时空变化规律的重要机制。根据分析结果,鉴于对总干渠这一复杂的巨系统认识不足,因而目前对水质的变化很难做到预判,预测则更难。为了总干渠水质能够得到长效保障,建议应重点解决对系统的认知、模拟预测以及调控管理等3个方面的问题。     

南水北调中线干渠冰期输水能力研究

冰盖的形成使得渠道的湿周增加,水力半径减小,输水阻力加大,致使渠道过流能力减小,影响渠道的冬季输水。渠道冰期的输水能力无论对工程设计,还是运行管理都是十分重要的。文章分析了结冰期冰盖的安全推进模式和稳定封冻期渠道水位壅高的影响,提出了确定渠道在结冰期和稳定封冻期的输水能力的控制指标,在此基础上,对南水北调中线黄河以北渠段结冰期以及完全封冻后的输水能力进行了研究,确定了南水北调中线黄河以北干渠的冬季输水能力,研究成果对于南水北调中线干渠的冬季管理和运行具有一定的参考价值。     

南水北调中线水源地丹江口水库水质安全保障对策研究

水质安全是决定南水北调中线工程成败的最关键因素,水质安全保障是水库日常管理工作的首要任务。目前,丹江口水库水源区存在污染源类型复杂、面源污染突出、部分支流污染严重、库湾存在富营养化趋势、消落区经济发展与水质保护矛盾突出等问题,这些都是丹江口水库水质安全保障工作面临的挑战。对丹江口水库水质安全问题的主要成因进行了分析,建议从政策制度、管理机制以及工程技术措施等方面建立水质安全保障体系。     

南水北调中线总干渠水质变化趋势及污染源分析

为了解和掌握南水北调中线总干渠水质状况,依据总干渠26个常规水质断面监测数据,分析了总干渠沿程水质变化趋势。结果表明,主要污染指标(CODMn、氨氮、总氮和总磷)呈现出沿程增加趋势。根据影响总干渠水质的潜在影响因素,分析了7类污染源(直接水污染、大气粉尘沉降、桥面雨水污染、底泥污染、周边垃圾场淋溶液污染、雨洪污染、受污染地下水)及其可能对干渠水质产生的影响程度,并针对不同污染源提出了防控对策,供管理部门决策参考。     

南水北调中线干渠植草护坡现状与思考

为深入了解南水北调中线工程渠坡植草防护状况,助力绿色南水北调工程建设,通过实地调研、走访座谈等方式,对中线工程河南段不同典型渠坡的植草生长情况及日常管理现状进行了调查。提出南水北调中线工程渠坡植草应突出自然景观属性和自然生态护坡理念,同时注重发挥杂草和苔藓的固土护坡作用,减少修剪,降低管护成本,让植被自然生长演替,以形成多样性的自然生态护坡景观,更有利于渠坡和水体生态安全。     

南水北调中线河南段水质时空变化及影响因素

依据南水北调中线干渠河南段10个采样点一年的水质监测数据,运用主成分分析法对中线干渠（河南段）水质时空变化进行分析。结果表明：南水北调中线干渠（河南段）水质总体上达国家Ⅱ类水质。从时间上看,中线工程干渠河南段水质处于中营养状态,且冬季水质要比其它季节好,属于Ⅱ类上乘水质,夏季水质最差,水体中氮、磷和其它有机物含量较高。从空间上看,南段为Ⅱ类上乘水质,离水源地越近,水质越好,北段水质最差。影响水质的关键自然因子从强到弱依次是水温、气温、月降水量、气压和PM10,其中,水温、气温、月降水量越高,水质越差,气压和PM10越大,水质反而越好。但在不同区段和不同季节影响因子的强度和方向又存在较大区别。污染物质主要是氮、磷和有机物。由于干渠两侧没有地表水注入干渠,所以干渠水质主要受水源地污染物、沿渠大气沉降和大气污染溶解的影响。建议加强水源地面源污染治理和干渠沿线大气污染防治,保证南水北调中线水质。     

南水北调中线沿线劣质地下水对输水水质的潜在风险分析

确保南水北调中线工程供水水质安全是工程运行成功的关键。现通过对中线工程总干渠沿线地下水进入渠道可能性分析的基础上，建立典型渠段数值模型定量计算地下水与渠系水在水量与水质的转化。研究结果表明：工程内排排水的布设使地下水与渠系水存在水量与水质的紧密联系；地下水向渠道的排入量取决于地下水水位与总干渠渠道水位之间水位差的变化情况以及区域水文地质条件；根据现有资料基础上的河北磁县境内渠段模拟计算结果，即使在假定的污染风险达到极大的情况下，排入渠道的劣质地下水对渠系水水质基本不构成影响。     

南水北调中线水资源调度关键技术研究

文章是"十一五"国家科技支撑计划项目"南水北调中线水资源调度关键技术研究"课题的研究内容介绍。针对南水北调中线一期工程建成后,如何进行科学、合理、高效、便捷的水资源调度,充分发挥经济效益、社会效益和生态环境效益,分析了4个方面的实际需求,提出了中线水资源调度关键技术研究的目标,总体架构,技术路线及其主要任务。     

南水北调中线电子渠道平台建设

南水北调中线工程输水线路长，沿线分水口门和控制设施多，水力学及调度控制响应是工程设计与运行管理的关键。在收集、整理南水北调中线相关资料的基础上，建立了南水北调中线基础地理、输水线路、控制工程及相关建筑物的综合数据库。采用自主开发的TGIS平台，集成了南水北调中线总干渠一维和局部二维、三维数学模型，在该平台下，能够进行输水能力计算、水力控制响应分析，为工程设计、管理和运行调度提供了基础平台。     

基于遗传程序的南水北调中线节制闸过闸流量模型研究*

南水北调中线线路长,沿线分水口门多,且无调蓄水库,输水技术难度大。输水调度通过调整总干渠沿线各节制闸过闸流量,实现用水户所需的供水目标。过闸流量计算是中线水量调度模型的重要组成,目前通过传统水力学经验公式进行计算,在输水运行过程中,需不断根据实测水情数据,定期人工修正公式中参数,并更改程序源代码中的参数,灵活性差。本文通过南水北调中线输水调度的实践,建立了基于遗传程序结合水力学方法的过闸流量模型,根据实测流量计算流量系数,并利用遗传程序自动拟合节制闸前、后水位、闸门开度与流量系数的非线性关系,进而实现过闸流量计算。经在南北调中线节制闸的试用表明,该模型具有很强的自适应能力,灵活性强,拟合精度高,而且较好地避免直接拟合流量时泛化能力较弱的不足,具有较强的实际应用和推广价值。     

南水北调中线总干渠膨胀土处理措施的分析与探讨

南水北调中线总干渠,由于多种因素条件限制必须通过冀豫两省的膨胀土区,工程建设遇到了许多技术难题。笔者的理论分析与现实工程表明,采用换填压胀的措施不是解决膨胀土技术难题的最佳办法。为彻底解决膨胀土影响工程的稳定性难题,应当改变思路,采用规避膨胀土的特性和临空面与优化边坡防护结构相结合的措施,才能使总干渠边坡长治久安,确保工程正常输水。     

南水北调中线膨胀土工程问题研究与进展

回顾了长江科学院自建院以来在南水北调中线工程膨胀土问题中所开展的研究工作,系统总结了长江科学院在膨胀土理论和试验技术方面所取得的主要成果.重点介绍了“十一五”期间长江科学院围绕国家科技支撑课题“膨胀土地段渠道破坏机理及处理技术研究”所开展的研究工作,以及在膨胀土渠坡破坏机理、膨胀土现场快速判别、膨胀土强度指标试验方法、...     

南水北调北京可持发展的支撑工程

北京水资源严重紧缺，南水北调是北京可持续发展的支撑工程。其中东线、中线、西线三个调水方案中，北京用水是靠中线工程解决的。对南水北调中线工程的规模、调水量及其分配、主要工程量与投资、中线工程北京段规划设计概况等进行了分析论证。认为该工程应尽早开工建设。     

南水北调中线干线工程中的安全监测

结合南水北调中线干线工程在充水试验期和应急供水期安全监测的实际情况,阐述了安全监测实施的必要性及设计原则,介绍了安全监测仪器设施的布设情况。通过分析监测成果对工程安全进行了评价,认为部分渠道工程、大型建筑物、穿渠建筑物等在对充水试验期和应急供水期间发现的异常问题经分析和处理后,不会影响全线通水,对工程通水期及运行期的安全监测提出了建议。     

基于贝叶斯网络的南水北调中线工程暴雨洪水风险分析

南水北调中线工程是解决北方水资源短缺的战略举措。工程输水线路长,沿线交叉河流众多,因此采用了倒虹吸、渡槽等水工建筑物与沿线河流立交,以保证水质。输水工程穿越地区暴雨多发,洪水频繁,给南水北调中线工程安全运行构成较大威胁。为此,基于贝叶斯网络理论,建立了南水北调中线工程暴雨洪水风险模型,分析输水干渠不同区段的风险程度,并根据不同降雨情景实时分析洪水风险,为降低工程的暴雨洪水风险损失提供决策参考。     

南水北调东线治污的探索与实践

南水北调东线工程沿线的治污工作关系到工程成败。十年来,围绕建设输水干线"清水廊道"的目标,东线工程在创新规划实施思路、完善管理体制、健全法规标准、改革运行机制、建立全防全控治污体系等方面,做了大量尝试和实践,探索出了一条适合南水北调东线实际的治污道路,取得了明显的治理效果,为东线一期工程顺利通水奠定了坚实基础,为其他重点流域治污提供了有益借鉴。