基于COBRAS模型的突缩断面溃坝水流特性研究

为研究局部断面突缩对溃坝水流演进的影响,采用有限体积法数值离散雷诺时均方程,并以COBRAS模型为基础建立了三维k-ε紊流数学模型,利用压力隐式算子分割法求解紊流方程,自由液面采用流体体积法追踪。通过经典溃坝物理模型试验资料对数学模型进行验证,在此基础上,数值模拟了局部断面突缩条件下的溃坝水流特性。计算结果表明:断面突缩引发了水流的强烈紊动,断面上游发生水跃、形成负波;溃坝水流在断面收缩处快速雍高,而后向上下游逐渐扩散;动压强在突缩断面的最大洪峰形成过程中达到了最大值,然后逐渐减小;总压强在突缩断面最大洪峰形成前后的一段时间内保持着较为稳定的最大值。     

基于主成分分析的滨湖城市生态水利效益评价研究

滨湖城市是自然陆地、湖泊、城市生态的重要交汇区,鄱阳湖在调节长江水位、涵养水源、改善当地气候和维护水安全等方面起着巨大的作用.为综合客观衡量环鄱阳湖滨湖城市的生态水利工程效益,选取江西省共青城市为典型案例,以统计分析为基础,从经济效益、生态环境效益、社会效益三方面定性定量地提出评价指标体系,运用主成分分析法构建评价模型...     

面向洞庭湖生态需水的三峡水库蓄水期优化调度研究北大核心CSCD

为减轻三峡水库蓄水对洞庭湖生态系统的不利影响,本文建立了以洞庭湖最小生态需水满足度和三峡水电站发电量最大为目标的水库优化调度模型。调度模型耦合支持向量回归技术构建了洞庭湖水位变化的主要驱动因素与最小生态需水满足度关系,采用混沌遗传算法对模型进行求解。开展了不同典型年下三峡水库蓄水期优化调度研究,结果表明:优化调度后,平水年洞庭湖最小生态需水满足度由常规调度的85.40%提高至89.44%,三峡水电站发电量增加3.09%;丰水年常规调度即可满足洞庭湖最小生态需水要求,优化后发电量增加5.85%;枯水年洞庭湖最小生态需水满足度由65.58%提高至66.42%,发电量增加3.42%。研究成果可为通过三峡水库优化调度改善洞庭湖生态环境提供理论基础和具体方案的参考。     

基于地理分区的湖泊水库富营养化判别标准

在深入探讨我国湖泊水库水体富营养化特点的基础上,依据大量实测数据的回归分析得出了水体中叶绿素与营养盐的响应关系公式。通过太湖、滇池及部分水库数据的实际验证表明,该公式能较准确地反映国内该类水体富营养化进程。鉴于地理人文环境对水体富营养化的显著影响,以水体富营养进程应把握当前水体富营养化特征及潜在水体富营养化进程为指导思想,通过对EPA的Nutrient Criteria数据库分析,建议将水体所处不同区域划分为贫营养区、山区、滨海区、内陆平原、旱区5类,进而提出了基于地理分区的大陆湖泊水库水体富营养化判别标准,对国内30个湖泊的验证表明,该标准简单、实用,且具有较高的精度。     

云东海退田还湖工程调水改善水质的数值评估研究

退田还湖已成为改善水环境景观的重要手段。本研究结合珠江三角洲典型城市湖泊云东海的退田还湖工程,建立适宜于浅水湖泊的三维水动力-水质数学模型,模拟分析引调北江水前后云东海湖区的水动力和水质输移过程的变化特征,评估调水引流改善云东海湖区水流水质成效。对比现场观测资料表明,所建水动力-水质数学模型精度较高,可为城市湖泊资源开发、修复和引水调控提供技术支撑,一定程度上减少退田还湖中引水工程论证的盲目性和随意性。     

上游水库水温情势变化对中华鲟产卵江段水温的影响

针对三峡水库蓄水运行后中华鲟自然产卵期逐渐推迟的问题,对影响中华鲟繁殖关键要素水温的因素开展研究。基于三峡大坝及葛洲坝上下游典型断面的水温及气温实测资料,分析了三峡水库蓄水后10年(2003—2012年)的水温变化情势和影响葛洲坝下游中华鲟产卵江段特定时段水温的原因。结果表明:三峡水库蓄水后库区在10月水温高于蓄水前,对下游中华鲟产卵江段水温产生直接影响;局地气温变化与水温情势变化密切相关,是引起中华鲟产卵江段水温上升的根本原因,对水温上升的贡献度约为61%。     

面向洞庭湖生态需水的三峡水库蓄水期优化调度研究

为减轻三峡水库蓄水对洞庭湖生态系统的不利影响,本文建立了以洞庭湖最小生态需水满足度和三峡水电站发电量最大为目标的水库优化调度模型。调度模型耦合支持向量回归技术构建了洞庭湖水位变化的主要驱动因素与最小生态需水满足度关系,采用混沌遗传算法对模型进行求解。开展了不同典型年下三峡水库蓄水期优化调度研究,结果表明:优化调度后,平水年洞庭湖最小生态需水满足度由常规调度的85.40%提高至89.44%,三峡水电站发电量增加3.09%;丰水年常规调度即可满足洞庭湖最小生态需水要求,优化后发电量增加5.85%;枯水年洞庭湖最小生态需水满足度由65.58%提高至66.42%,发电量增加3.42%。研究成果可为通过三峡水库优化调度改善洞庭湖生态环境提供理论基础和具体方案的参考。     

基于TOPSIS法的鄱阳湖水环境评价研究

为综合评价鄱阳湖水环境健康状况，从水质、水文、水生生物三方面建立定量评价指标体系。以层次分析法和变异系数法结合的综合赋权法确定指标的综合权重，运用TOPSIS法构建评价模型，结合指标权重确定评价对象得分。结果表明，鄱阳湖水环境健康状态存在季节变化特征，夏季水文、水生生物指标明显优于其他时段，因而水环境健康等级最高，属Ⅰ级，协调性较好；秋冬季水环境健康等级最差，属第Ⅲ级，其中水文条件为主要的影响指标。该研究可为鄱阳湖水环境保护与建设提供参考依据。     

鄱阳湖水位对五河来水的时空响应研究

鄱阳湖水位受到长江干流和湖泊流域五河来水(五河分别为赣江、抚河、信江、饶河、修水)的共同影响，其中五河径流为鄱阳湖的主要来流。为探究五河来水变化对鄱阳湖水位的时空影响，结合数据驱动模拟与敏感性分析方法，定量研究了鄱阳湖水位与五河来水的响应关系。首先，结合PSO-GA算法和支持向量回归(SVR)技术建立了湖泊水位预测模型，模拟分析鄱阳湖水位与五河来水的时间响应关系；然后，基于此模型采用连续预测方法研究了鄱阳湖水位对五河来水响应的空间分布特征。结果表明，鄱阳湖水位对五河来水变化响应较强的时期在5～7月，尤以5月响应程度为甚；空间分布上，鄱阳湖湖区中部对五河来水变化的响应程度最高，以2010年5月为例，当五河来流增加40%时，都昌站水位一周内平均可抬高1.16 m,北部星子站、湖口站分别平均抬高1.15、1.03 m,南部棠荫站、康山站平均抬高0.97 m。结果明确了鄱阳湖水位对五河来水的时空响应特征，可为鄱阳湖水资源管理及流域优化调控提供科学依据。