洪水前后新安江源区河流氮素时空分布对比研究

针对源区河流氮素时空分布规律,选择位于安徽省休宁县境内上溪口地区新安江源头段作为试验研究对象,通过野外采样、水质监测和统计分析方法,研究试验区域洪水前后各项监测指标的时空分布特征及其影响因素,揭示洪水对新安江源区河流氮素的影响。结果表明：流域水体总氮浓度沿水流路径逐渐增加;洪水后总氮、氨氮和硝氮浓度比洪水前均有所增大,洪水期雨水对流域的氮素进行了“冲刷”;相关性分析表明洪水前硝氮和总氮受植被影响较大,洪水后硝氮与汇水面积相关,总氮浓度受高程、坡度和地质等因素影响;所构建的预测模型能够较好地预测洪水前硝氮和总氮以及洪水后氨氮和硝氮的分布。     

基于GPR、CatBoost、XGBoost三种模型预测江西地区水面蒸发量

水面蒸发量是水资源规划与管理、农业灌溉设计和水文模拟等方面的基础数据,它是水量平衡计算中的关键要素。为了提高水面蒸发量的预测精度,选用了3种经验模型和3种学习机模型预测江西地区水面蒸发量,3种学习机模型包括GPR模型、XGBoost模型和CatBoost模型。依据江西地区2001-2015年16个气象站的逐日气象资料,如最高(低)气温、全球太阳辐射、地外太阳辐射、相对湿度和风速,构建10种不同的输入参数,通过对4种统计指标（R²、RMSE、MBE、MAE）的大小进行评估来评价模型的模拟精度。结果表明：当气象资料充足时,推荐CatBoost 10模型为江西地区水面蒸发量的预测模型,该模型在验证期的R²、RMSE、MBE、MAE值分别为0.744、0.842、0.006、0.633 mm/d;在输入组合相同的条件下,3种学习机模型的模拟精度均优于相应的经验模型。通过研究对比提高了江西地区水面蒸发量模型预测的精度。     

基于数字地形信息的拉萨河流域河宽预测模型研究

河道宽度是重要的水文特征,对水文计算具有重要意义。以拉萨河流域为研究区,依据Google Earth影像,测量了1 000个河段的河宽,计算了相应测段的集水面积、局部坡度、坡度原点矩、河道曲率4项地形要素。使用其中800个河段的数据判别河宽与各地形要素的相关关系,选取与河宽相关性最好的集水面积和坡度原点矩两要素,构建了集水面积模型、坡度原点矩模型及4种河宽因子模型,使用另外200个河段的数据进行模型验证。结果表明：在集水面积小于2 100 km²的拉萨河上游河段,基于集水面积和坡度原点矩的河宽因子模型效果最优,在集水面积大于2 100 km²的拉萨河下游河段,基于集水面积的模型效果最优。因此,预测拉萨河流域河宽时应以2 100 km²集水面积为阈值,在上游使用河宽因子模型,在下游使用集水面积模型,采用该方法预测的上、下游河宽误差均小于20%。     

长引水道高水头电站不同负荷条件甩荷对蜗壳压力的影响研究

为研究采用集中供水布置型式的长引水道高水头电站蜗壳进口端内水压力极值工况及其内在影响机理,在相同上下游水位的前提下,以有压输水系统瞬变流分析的特征线法(MOC)为基础,融合跟踪机组运行轨迹的单纯形寻优法以及系统状态方程,对单台和两台机组在不同负荷时的甩荷工况进行过渡过程数值模拟计算。结果表明：单机、两机以20%额定功率运行甩荷后易发生首相水锤,为蜗壳进口断面内水压力的极值工况。蜗壳进口端内水压力极值出现在导叶小开度运行时甩部分负荷的工况。蜗壳进口断面内水压力初始值和极值大小与机组负荷相关,机组初始出力越少,引水系统中水头损失越小,蜗壳进口端初始压力越高,甩荷后该断面内水压力值越高,且部分负荷运行甩荷后压力衰减速度越慢。机组运行方式对蜗壳进口端内水压力值及峰值出现时间有一定影响。研究成果可为同类型水电站的设计和运行维护工作提供参考。     

淀山湖流域平原河网水环境容量及控制断面水质达标方案研究

根据2013年淀山湖水质监测数据,淀山湖水质总体评价为轻度富营养水平。通过建立淀山湖流域一维平原河网水量水质模型,对各项参数进行率定验证,计算得到2020年COD环境容量为13091 t/a,氨氮环境容量为1 021 t/a,总磷环境容量为196 t/a。结合各水功能区污染物最大允许入河量计算结果以及各入湖河道污染物通量占比结果,设计了相应的断面水质达标方案,建议进一步对面源进行治理以改善总磷指标,为进一步实行淀山湖流域水环境综合整治提供了理论支撑。     

2017年大樟溪流域永泰县生态系统服务功能价值评估

以大樟溪流域永泰县生态服务系统为研究对象,确定了生态系统内供水功能价值、供电功能价值、物质产出功能价值、休闲旅游价值、大气调节功能价值、调蓄洪水功能价值、降解污染物功能价值、生物栖息地功能价值8种服务功能价值为评估指标,综合运用市场价值法、旅行费用法、替代市场价值法、影子工程法等方法评估了大樟溪流域永泰县生态系统服务功能价值。研究结果表明：2017年永泰县生态系统服务总价值为149.87亿元,其中物质产出功能价值占比最大,达到了72.78亿元,是该系统的核心功能;评估的8项功能服务价值排序结果为,物质产出功能价值＞降解污染物功能价值＞调蓄洪水功能价值＞大气调节功能价值＞生物栖息功能价值＞休闲旅游功能价值＞供电功能价值＞供水功能价值,直观反映了大樟溪对当地的巨大贡献价值。结合当地特色与现状,提出了发展流域生态旅游、提升供电功能价值、提升供水功能价值的建议。     

长江流域重点生态功能区生态补偿研究——基于演化博弈的博弈策略及因素分析

长江流域重点生态功能区的生态建设影响全流域的生态安全,国家对这些生态重点区域设置了一系列限制开发政策,这也对当地处于贫困线下的居民提出了更高的脱贫要求,而生态补偿可能给予因“生态贫困”而致贫的当地居民有效的脱贫帮助。本文通过演化博弈模型探讨长江流域上下游生态功能区生态补偿合作机制,以上游（保护,不保护）、下游（补偿、不补偿）为策略建立演化博弈矩阵,分4种情况对上游-下游混合博弈稳定策略进行讨论,最后得出（上游保护,下游补偿）为最优稳定策略,对其中该稳定策略中各因素关于演化方向的影响进行探讨。长江流域精准补偿机制的合作趋势的概率主要受上游生态保护综合成本、上游生态保护综合收益、下游补偿额度、上游开发收益、上游赔偿额度、对上游惩罚力度以及下游惩罚力度7个参数影响,其中上游生态保护综合成本、下游补偿额度以及上游赔偿额度为重要影响因素。上游降低生态保护综合成本,中央政府适当降低下游补偿额度、提高上游赔偿额度,同时控制惩罚额度能够提高生态补偿合作概率。     

长江流域重点生态功能区生态补偿研究——基于演化博弈的博弈策略及因素分析

长江流域重点生态功能区的生态建设影响全流域的生态安全,国家对这些生态重点区域设置了一系列限制开发政策,这也对当地处于贫困线下的居民提出了更高的脱贫要求,而生态补偿可能给予因“生态贫困”而致贫的当地居民有效的脱贫帮助。本文通过演化博弈模型探讨长江流域上下游生态功能区生态补偿合作机制,以上游（保护,不保护）、下游（补偿、不补偿）为策略建立演化博弈矩阵,分4种情况对上游-下游混合博弈稳定策略进行讨论,最后得出（上游保护,下游补偿）为最优稳定策略,对其中该稳定策略中各因素关于演化方向的影响进行探讨。长江流域精准补偿机制的合作趋势的概率主要受上游生态保护综合成本、上游生态保护综合收益、下游补偿额度、上游开发收益、上游赔偿额度、对上游惩罚力度以及下游惩罚力度7个参数影响,其中上游生态保护综合成本、下游补偿额度以及上游赔偿额度为重要影响因素。上游降低生态保护综合成本,中央政府适当降低下游补偿额度、提高上游赔偿额度,同时控制惩罚额度能够提高生态补偿合作概率。     

基于Pearson相关性检验的ARIMA边坡位移监测模型

在运用传统ARIMA预测模型的基础上,引入Pearson相关性检验,定量分析了空间上不同测点位移之间的相关性,判断了被监测区域在空间上是否有整体位移或者局部位移的趋势,以便能对被监测区域空间整体的位移性态进行更全面地掌握。实例分析表明,该模型的预测能力较好,能较准确地预测边坡位移,并能有效辨别边坡整体位移情况及稳定状态。     

基于氮、磷释放的太湖生态清淤时间效应研究

为研究生态清淤的时间效应,对太湖生态清淤完成2个月、1年、3年、5年和未清淤区域底泥采样,在室内设置5℃、25℃和35℃三种环境温度,开展氮、磷释放模拟试验。结果显示,氮、磷释放量与试验温度和清淤完成时间呈正相关,且清淤5年区与未清淤区底泥氮、磷释放量非常接近,清淤效果已经不明显。所得成果可为湖泊清淤研究与实践提供参考。