太湖流域平原河网区水系连通性评价

河湖水系连通是流域及区域防洪、供水和水生态安全的重要基础。现有的基于水流阻力与图论的水系连通性评价方法并不适用于连通性受闸门工程调度影响较大的平原河网区,为此提出了改进的水系连通性评价方法,不仅考虑河网中不同类型河道的实际输水能力,还考虑了闸门启闭的开启度。以太湖流域平原河网区为例,运用太湖流域水量水质模型中的概化河网绘制河网图,结合模型计算出各河道水位及闸门开启度,构建出加权邻边矩阵,并利用MATLAB编程算出每个节点连通性,进行了平原河网区典型年时河网水系连通性评价。总体评价结论为太湖流域平原区总体水系连通性较高,但各水利分区的连通性有一定差异,其中阳澄淀泖区和太湖区水系连通性较高。评价结论符合太湖流域平原河网区的实际情况,和前期研究方法的结论基本一致。该方法实现了受闸门调度影响较大河网水系的连通性定量化评价,可用于河网水系连通性变化评估、改善水系连通工程设计等领域。     

木兰溪下游防洪系统水动力学模型研究

以木兰溪下游木兰陂至三江口干流河道及北洋地区水系构成的河网为主要研究对象,构建了木兰溪下游防洪系统水动力学模型.在对河网水系及水工建筑物概化的基础上,着重对建模过程中边界及初始边界的处理、闸门及桥梁过流衔接模拟等关键问题进行了探讨.结果表明,各断面的计算水位和流量与实测值拟合较好,验证了所建模型的合理性.     

南通地区排涝控制水位初探

根据南通地区水利分区并结合南通市平原河网地区模型,通过对南通各排涝片区的地面高程、设计暴雨下的河网排涝能力分析,综合考虑河网水位分布的适应性和合理性,目标的可达性,区域内重要城区的排涝需求以及重要航道的通航要求,确定南通市域的排涝控制水位。     

浦东水文水动力模型的建立和应用

基于MIKE11建立浦东水利片水文水动力模型。在天然河网的基础上,通过水文分区和河网概化对浦东水利片区进行合理的分片和概化。利用模型对浦东重点闸门和水文站点资料进行率定,结果表明,模型可应用于水位模拟和水量调度分析。     

滨海平原河网洪水资源利用研究

南方滨海河网地区多为经济发达地区,缺水形势严峻,开展该类地区的洪水资源利用研究十分必要和迫切。本文主要从河网目标控制水位动态优化控制角度出发,提出了河网目标控制水位优化计算模型,以实现洪水资源的高效利用。该模型针对现状工况条件,依据对后续控制时段内洪涝灾害风险频率、水资源需求及历史灾情的计算分析,建立河网目标控制水位与潜在损失的风险函数优化模型,寻求洪水风险损失和水资源利用这对矛盾体之间的平衡点,该平衡点即为目标控制水位的优化值。2005年台州市温黄平原河网调度的实践表明,该方法对河网优化调度和洪水资源利用具有很好的辅助决策作用。     

引江济太对太湖流域抗旱工作影响分析

基于2011年1～5月太湖流域出现的历史罕见旱情,利用太湖流域水量水质联合调度模型模拟有、无引水情景下太湖及地区河网水位,分析引江济太对太湖及地区河网水位的影响。结果表明,2011年1～5月研究时段内,引江济太对太湖区、阳澄淀泖区、武澄锡虞区和湖西区水位影响较大,对浙西区、杭嘉湖区和浦东浦西区水位影响较小。     

基于汊点水位预测校正的闸控河网水动力模拟

为弥补汊点水位预测校正法在含闸(泵)河段水力要素模拟中的不足,针对平原河网常见的平底水闸,提出利用闸门水流连续条件,联立闸门过流方程与河道追赶方程以求解含闸河段各水力要素的计算方法,并具体给出堰流、孔流等不同流态的判别方式及其处理方法。通过将联立方程组转化为关于闸上下游水力要素的一元函数方程,推导得到适用牛顿迭代法的不同流态函数系数公式,相关方法可与汊点水位预测校正法求解耦合。经浙江省温黄平原河网实例验证,该方法对内河闸站、排海口门闸站等多类型、复杂调度闸站均可适用,计算水位过程与实测过程拟合良好,并显示具有较高的计算效率和稳定性,可为平原闸站规划、闸群联合优化调度等研究奠定基础。     

感潮河网区水量调控的调水总量计算

针对过去感潮河网调水总量计算缺乏实用的经验公式以及数学模型计算代价高、时效性差等问题,将感潮河网调水总量的计算转换为内河平均水位的计算,提出采用具有强大非线性映射能力的BP人工神经网络理论识别调水后内河平均水位与潮形、初始内河平均水位、闸门开启时的外河水位、调水方案等影响因素之间的复杂函数关系。人工神经网络的训练样本由河网非恒定流数学模型提供。在上海市浦东新区河网的应用结果表明,所建立的感潮河网水量调控的调水总量非线性计算模型计算简单、快速、准确,有利于感潮河网水量调控方案的正确评估和科学决策,对其他水利工程水量调控问题也具有较好的借鉴意义。     

平原河网地区引水环通模型研究

根据平原河网地区水动力条件差的特点,以MIKE11软件为建模平台,建立平原河网地区引水环通模型,模拟区域引水配水中河道流量、流速、水位变化过程,以确定更为合适的引水流量、引水方式及配水方式。慈溪市中心城区引水环通工程实例计算结果表明:在确定引水流量、河道水位控制、流速变化、环通时间、路径等方面,模型运行良好;在区域"封闭"状态下,MIKE11软件用于平原河网地区引水环通计算是可行的。     

基于卡尔曼滤波的大型河网水动力模型实时交替校正方法

本文在单河道卡尔曼滤波实时交替校正研究成果的基础上,将河网分解成流量边界型、水位边界型、内河道型及节点型4类基本单元,并按基本单元类型将单河道交替实时校正模式扩展到河网水动力模型中,实现了河网水流与状态变量实时校正的联动计算。与河网信息资料类型及其系列长短各异的特点相匹配,模型中变量校正模式选择灵活,对每一校正模式依据基本单元类型自动切换到相应的处理模块,程序为每一校正时刻、每一校正模块动态地创建相应维数的卡尔曼滤波器。太湖流域平原河网实效分析表明,基于环状河网的求解机制,水位校正量通过节点逐渐扩散到局部河网,实现了对河网系统的校正,并着重分析了水位校正对局部河网水量不平衡、水流运动状态的影响,证明了在平原河网洪水预报中实施变量交替滤波校正的可行性。     

台州主城区河道生态需水计算与水量调度

为保障台州市主城区河道的生态服务功能,在分析该地区河道特点的基础上,构建了一种适用于该地区的生态需水计算方法,该方法综合考虑了流速、水位和水质3个方面的要求,并利用MIKE11水动力水质模型,定量确定了能够达到生态流速、生态水位和水质目标的河道水量调度方法。计算结果表明,主城区河网的生态流速为0.1 m/s,生态水位阈值范围为1.8~2.24 m,在充分发挥再生水清洁水源的基础上辅以河道补水,台州主城区河网在丰水年、平水年、枯水年均能够同时满足水位、流速及水质的目标要求,可为城市河网合理调配水资源维持河湖生态健康提供决策依据。     

太浦闸泄洪对嘉北河网水位的影响分析

杭嘉湖地区是我国经济最发达地区之一,嘉北地区河网密布、地势低洼,近年来受地面沉降的影响,地面高程不断降低,合理分析太浦闸泄洪对嘉北河网水位的影响程度,对科学调度太湖洪水和减轻嘉北地区的洪涝灾害损失有着较为重要的实践意义。分析结果表明,当太浦闸泄洪量达到100m^3／s时,嘉兴北部水位抬升明显,平均约20cm。因此,太浦闸泄洪要根据嘉北地区的河网水位、潮水变化等情况进行科学合理的调度,将嘉北地区的洪涝灾害损失降低到最低程度。     

铝合金牺牲阳极保护在挡潮闸钢闸门上的应用

一、前言东台河闸是东台地区挡潮闸。为三孔钢结构弧形闸门。闸门高4.5米,宽10米,闸门面的弧长5.238米。闸门最低线标高为-1.0米。闸门下游一天两潮,最高潮时,水位超过门顶,低潮最低水位+0.8米。由于闸门漏水,故闸门上、下游附近的水质接近,除洪水期外,水质电阻率小于500欧姆·厘米。可采用铝合金牺牲阳极保护。洪水期闸门全开启时,牺牲阳极保护终止。     

基于河网概化的滨海平原地区骨干河道排涝复核计算

在天然河道治理规划中,必须对河道断面进行排涝复核。以南通市为例,对平原河网地区的排涝复核计算方法作了探讨,介绍了河网概化、排涝流量计算、水面线推求以及水位平差等技术问题,可为类似地区的河道整治规划提供参考。     

江苏滨海平原河网地区排涝整治方案研究——以东台堤东垦区为例

江苏沿海是典型的滨海平原河网区,特殊的地理位置和气候条件决定了沿海地区面临较为严重的洪涝灾害威胁,确定有效的整治方案是保障区域排涝安全的关键。以东台市堤东垦区为例,采用MIKE11建立区域一维河网模型;在现状排涝能力分析的基础上,针对当前排涝存在的问题,结合规划工程布局,提出排涝闸门下移、新建排涝泵站、闸泵联排等不同整治方案,并进行排涝效果分析;结果表明排涝闸门下移结合泵站强排的工程措施可有效提升区域排涝能力,可为类似滨海平原河网地区的排涝整治工程方案提供参考。     

基于适宜生态水位的通州区平原河网引排水研究

平原河网地区水系连通,闸泵工程众多,工程调度中存在引水缺指导依据、引水时机欠科学等问题。考虑河道水位与生态需水的逐月变化,提出了基于河道适宜生态水位区间指导闸泵工程引、排水调度的计算方法。以南通市通州区为例,将年内水位划分为3个水位管理期,确定河道适宜生态水位区间并进行修正,以适宜生态水位作为控制目标,对工程现状引排水量进行调整。研究结果表明:（1）高水位时期（7—10月）,适宜生态水位区间为1.77~1.99 m;过渡时期（4—6月及11月）,适宜生态水位区间为1.54~1.95 m;低水位时期（12月—次年3月）,适宜生态水位区间为1.46~1.77 m;（2）在满足适宜生态水位区间的基础上,6月中旬及下旬需增加引水287.56 万m3、399.56万m3,其余时段均应减少引水量,共减少引水量6 064.11 万m3,7—9月需减少引水量最大。适宜生态水位思路能够客观反映河网水位年内实际变化,便于水利部门管理,给出的基于适宜生态水位约束下工程需调整的引、排水量,可为平原河网地区引排水工程调度提供参考。     

后水箱水力自动控制弧形闸门

后水箱水力自动控制弧形闸门是武汉水利电力学院负责主持研制试验,湖北省孝感地区水利局,湖北省大悟县水利局配合设计、施工试制成功的。它主要由门叶、缓冲箱、臂杆、枢轴、后水箱和一条专门的输水系统组成。(见附图)。其主要工作原理是在上游水位流量变化时,通过输水系统调节后水箱的充水量,从而利用闸门自重和水的重力作用以及力矩平衡原理,使得闸门能够自动启闭,保持上游水位基本恒定。当闸门上游水位低于设计要求的控制水位,亦即低于设在闸墩内的溢流堰的堰顶高程时,溢流     

基于REOF的珠江三角洲河网区水位时空变异特征分析EI北大核心CSCD

基于1962—2016年珠江三角洲河网区12个水文站的月平均水位资料,利用Mann-Kendall趋势检验法、旋转经验正交函数法(REOF)等方法分析了该地区平均水位的时间演变趋势和空间分布特征。结果表明:水位呈显著上升趋势的月份主要集中在1—3月和12月,水位呈显著下降趋势的月份主要集中在8—9月;珠江三角洲河网区平均水位分布特征可划分为4个典型空间异常型,第一空间异常型表现为旱季水位呈上升趋势,雨季水位呈下降趋势,第二、三、四空间异常型均表现为旱季和雨季水位均为先上升再下降的趋势。     

巢湖闸下河网洪水演进及闸门调度数值模拟

以巢湖2020年汛期超历史洪水为例,建立了多闸联合调度的裕溪河-牛屯河河网一维非恒定流模型,用于模拟分析巢湖洪水外排过程及闸门调度对裕溪闸-牛屯河环形河网的影响。以实测资料对该模型进行了验证,结果表明：（1）模型能够可靠预测巢湖闸下环形河网水动力过程,并能预测闸门启闭影响下的河网水量动态分配情况。（2）铜城闸作为关键节点闸门,其开启分洪可以增泄巢湖洪水,但同时也降低了通过裕溪闸的泄流量,巢湖闸增泄量约占铜城闸泄量的1/3～1/2。（3）过度利用铜城闸分洪会造成裕溪闸泄洪能力发挥不足,从而会增大牛屯河的防洪压力。2020年洪水期间,得益于适时适度地开启铜城闸进行分洪,增泄了4亿m3水量,相当于巢湖水位平均下降约0.46 m。因此,在实际操作中应合理运用铜城闸的防洪减灾功能。     

珠江河口网河区水位变化过程的神经网络模型

珠江三角洲河口地区的水位变化同时受到洪水与潮水的影响，河网各水道的相互作用使得水位更加复杂和具有非线性的特点。人工神经网络模型具有生物神经网络的某些特征，具有学习能力，易于应用于不同类型的水文系统，尤其是在河网与水道不断变化的情况下，模型具有不断学习和自动调整的能力。