云南省牛栏江黄角树水电站正常蓄水位选择分析

本文通过对云南省牛栏江黄角树水电站水库正常蓄水位选择的分析，提出了水电站工程由于受水库上游条件的约束，选择正常蓄水位应考虑的重点问题。对例示工程有一定的参考价值。     

辽河口红海滩湿地海域潮流及盐度的数值模拟

为掌握红海滩湿地水域的水动力特征和盐度变化规律,利用Mike 21水动力模型对其进行数值模拟。模拟过程中,在考虑径流与潮汐相互作用的条件下加入植被影响因素,模型中植被对水流的影响采用底摩擦项曼宁系数的变化表示;此外,基于Landsat TM卫星遥感技术,通过获取辽河口湿地的翅碱蓬、芦苇植被的空间分布情况,制作曼宁文件加入到模型中进行计算。结果表明:植被的存在能减小湿地水流流速;由于大量植被的存在,湿地中水体的运动特征与河流及海湾水体运动特征具有明显差异;上游径流量的增加导致湿地的盐度总体上呈减小趋势,即上游河流径流量的变化能引起翅碱蓬植被区盐度的变化,并进一步影响翅碱蓬植被生长。本研究成果可为红海滩湿地的保护和修复工作提供科学的参考依据。     

宁夏水洞沟电厂取水对河道生态流量的影响分析

宁夏水洞沟电厂是宁东能源重化工基地的主力电源之一,电厂取用以黄河地表水为水源的鸭子荡水库水。根据建设项目的取水特点和周边受影响区域的水资源特性,分析计算了取水河段生态流量,考虑了电厂取水权转换水量后,电厂工程取水对取水河段流量等水文情势的影响;利用数学模型,选取合适的参数,对电厂工程取水对陶乐农业用水区水环境容量进行了计算分析,给出了在生态流量条件下,电厂取水引起的水功能区内污染因子的水环境容量的变化情况及影响程度,为黄河水资源保护提供了依据。     

永定河北京段河流形态模拟与弹性修复策略研究

  目的  自20世纪80年代断流以来,永定河下游河道被侵占、破坏严重,2019年和2020年永定河实施生态补水工作。本文选取永定河宛平湖至黄良铁路间河段,模拟不同生态流量和洪水脉冲流量设定下河流形态特征,目的是将补水流量变化与河流形态变化联系,为河流生态修复提供科学支撑。  方法  （1）运用Tennant法计算永定河下游生态流量,并选取3种不同等级的生态流量作为后续模拟输入;（2）使用CAESAR-Lisflood 模型模拟3种生态流量和4种洪水脉冲流量下的形态特征。  结果  （1）模拟得到3种生态流量下河道内年平均水面面积为439.29 ~ 462.74 hm2,水面高度在40 ~ 52 m之间,最大流速为1.49 ~ 2.24 m/s。河道内侵蚀区域面积为52.18 ~ 77.94 hm2,沉积区域为61.70 ~ 101.39 hm2。4种洪水脉冲流量下,河道内年平均水面面积为637.58 ~ 769.25 hm2,水面高度在42 ~ 55 m之间,最大流速在3.92 ~ 5.85 m/s之间。（2）根据不同河段的形态特征,河道内侵蚀/沉积区域范围和5年一遇洪水淹没范围,提出不同河段修复策略,并确定河道内弹性空间范围。  结论  在生态补水工作的促进下,研究河段以及整个永定河北京段断流河段的修复应以自然修复为主,人工修复为辅。在生态修复过程中需要预留充足的河流空间,允许河道形态变化,发挥河道自我修复能力。通过长期的、不间断的人工监测和策略调整,逐渐恢复断流区河流生态系统功能及自然河流景观。      

董箐大坝对北盘江水域面积时空动态变化的影响

【目的】探明董箐大坝对北盘江水域面积的时空动态的影响,为保护北盘江水域的生态系统结构和功能提供科学依据。【方法】利用1988-2018年Landsat遥感影像,采用ArcMap 10.2目视解译北盘江董箐大坝河段的水域边界并计算水域面积,分析建坝前后水域面积的时空动态变化。【结果】北盘江董箐大坝建坝前水域面积的变化幅度较小,上游和下游的水域面积分别为4.5和1.7 km~2,建坝后上游水域面积为21.7 km~2,较建坝前增加3.8倍,下游水域面积为1.7 km~2,较建坝前基本未发生变化;建坝后上游水域面积随着大坝距离的增大而减小且与大坝距离的相关性显著,下游水域面积相对处于稳定状态且与大坝的距离无显著相关性;建坝前水域面积与前期降水量呈显著正相关,建坝后下游水域面积与前期降水量呈显著正相关;建坝前水域存在明显的枯水期和丰水期,水域面积分别为5.2和6.6 km~2,建坝后上游不再存在明显的枯水期和丰水期,其水域面积均为21.8 km~2;建坝后上游水域覆盖率为80%～100%的稳定覆盖栅格从35.3%增至74.8%,水域覆盖率为0～20%的不稳定覆盖栅格从29.5%降至11.1%;在缓冲距离500、1000和1500 m时,近段(距大坝0～6 km)和中段(6～15 km)各缓冲距离建坝前和建坝后植物生长季的NDVI均呈下降趋势,远段(15～28 km)各缓冲距离建坝前和建坝后植物生长季的NDVI几乎无变化。【结论】建坝前水域面积主要受降水控制,建坝后水体主要受人为调控,当水量过大时开闸放水,而水量较小时则关闸蓄水,使水域面积维持在相对稳定的水平,河流水体已由自然变化转为人为调控为主。     

河段水环境容量计算模型研究

根据水功能区水质标准计算河段水环境容量是污染物总量控制的依据。考虑河段的功能区划及河段的流量、流速等条件,依据实测资料建立了河段水环境容量的一维模型。模型为水体纳污能力相对模型,体现了水体对不同污染物的容纳空间。模型应用于天津外环河段,上下断面污染物的CODcr、NH3-N、TN、TP预测值与实测数据拟合较好,该模型可以用于河段水环境容量计算。     

基于CA-Markov模型的滦河上游流域生态承载力时空动态模拟

以2000、2010和2020年3期土地利用数据为基础，采用生态系统服务价值改进的生态足迹模型核算滦河上游流域各期总体和不同地类生态承载力总量，绘制生态承载力空间分布图，分析其历史变化趋势和空间分布特征。并基于CA-Markov模型模拟流域2030年的土地利用格局，对该流域未来生态承载力进行了预测。结果表明，滦河上游流域建设用地和水域面积增长迅速，林地和草地互相转换活跃，草地转出居多，但仍是该流域主导地类。伴随着活跃的地类转换，流域生态承载力总体呈先减少、后增加的趋势。预测结果表明，2020—2030年预测该流域生态承载力将从1 844 795 ghm2增加至2 032 204 ghm2，增长了10.16%，水域对该流域生态系统承载力贡献作用十分突出。滦河上游流域生态承载力总体格局呈西北高、东南低的特征，内部单元随时间变化在空间上呈斑块聚集状。     

巢湖小柘皋河水生植物调查及多样性分析

通过野外调查,研究了小柘皋河河道水生植物物种多样性和群落多样性,研究了河道水生植被的分布、面积和生物量,结果如下：通过3次全河道调查,小柘皋河水生植物共有16科18属25种,其中以夏季河道内水生植物种类最多,共有22种,隶属16科18属,以喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）、菱（Trapa incisa）、水鳖（Hydro-charis dubia）、金鱼藻（Ceratophyllum demersum）为优势种,其次为秋季,以冬季最少。小柘皋河水生植被在不同的河段存在差异,可划分为3个群落类型,其中上游河段主要分布挺水植物群落,中游河段以＂喜旱莲子草＋水鳖＂为优势群落,下游河段则主要为沉水植物群落。小柘皋河中水生植物最大覆盖总面积为29400m2,占小柘皋总面积的41.2%;其中大部分河段单位面积生物在100~300g/m2,总面积为19800m2,单位面积生物量≥1000g/m2的植被面积为6000m2,最大植被总生物量为13472.1kg,平均单位面积生物量189.7g/m2。利用Simpson和Shannon-Weiner多样性指数对不同河段的多样性进行了测算,由高到低依次为：河段2、河段6、河段4、河段7、河段5、河段3、河段1。     

董船营水利枢纽正常蓄水位确定研究

指出了董船营水利枢纽正常蓄水位的提高将会对地区灌溉效益和发电效益提高起到积极作用;提出了正常蓄水位选择的原则,之后通过河道糙率分析计算出各正常蓄水位方案下水库回水,通过综合比较确定正常蓄水位为226.0 m.     

基于二维水流数学模型的壅水分析计算

长沙市湘江巴溪洲综合整治利用工程建成后,使上下游河段水流形态发生变化,上游河段水位有不同程度的壅高,为了较精确地计算巴溪洲工程建设对湘江河道防洪的影响,采用河道平面二维水流数学模型进行工程对河道行洪水位和流场影响的计算,并对工程前后工程河段水位和流速等的变化进行分析。     

宁县九龙河新建桥梁对水文站的影响分析

本文通过工程区设计洪水计算,采用天然河道恒定非均匀流能量守恒方程按全断面计算水面线,从而求得新建九龙河1号桥和2号桥址处雍水长度分别为298 m和204 m。由于宁县水文站位于新建桥上游2.65 km处,所以新建九龙河桥梁不会对水文测验工作正常开展构成影响,也不会改变水流条件,对水文站测验数据(水位、流速、流量等)精度、水文资料的一致性、连续性和水位流量关系等造成明显的影响。     

白洋淀典型示范区围埝对连通性影响的研究

连通性是水体生态环境及防洪排涝的重要影响因素,为探究围埝的拆除对于白洋淀水力连通效果提升的影响,以白洋淀南刘庄典型示范区为研究对象,利用MIKE21软件构建二维水动力模型。通过对该区域5种方案的模拟,分析拆除区域的水位变化、流场流速及流速区分布,进而确定了围埝的最佳拆除高度与拆除顺序。结果表明,将围埝拆除至淀底高程时,流速由原来的2 mm/s提升至4.6 mm/s,且滞水区面积减少77.8%,连通性提升最为显著;优先拆除顺水流方向围埝对区域水体扰动最小。由此可知,围埝拆除工程对提升淀泊水动力有积极作用,此次模拟对类似生境修复的工程体系具有一定的借鉴意义。     

宜阳县土地利用变化的生态环境效应分析

以宜阳县1995～2008年期间的土地利用变更数据为基础,采用土地利用动态变化模型和国内外学者在生态系统服务价值估算的方法与模式,分析土地类型变化及其所导致的生态服务价值变化情况;结果表明,在1995～2008年期间,宜阳县林地、园地和建设用地面积呈现增长趋势,耕地、草地和未利用地呈现减少趋势,滩涂、水域和其他农用地变化幅度较小;土地类型面积变化导致了宜阳县生态服务价值的增加;宜阳县土地利用类型的变化有利于生态系统的优化,有助于生态环境向可持续方向发展。     

气象条件、湖口水位与鄱阳湖主体及附近水域面积关系模型的研究及应用

根据鄱阳湖区和５大河流域重点县（市）的气象资料、鄱阳湖湖口水位和ＮＯＡＡ卫星监测到的历年不同季节鄱阳湖主体及附近水域面积,建立了光、热、水、蒸发等气象因子、湖口水位与鄱阳湖主体及附近水域面积关系模型。模型可以根据未来天气和水位变化模拟鄱阳湖主体和附近水域面积的变化,通过与正常水体水域面积比较,预测淹没面积和退水面积,经过１９９８年特大洪涝期间的初步应用,效果较好。     

高喷防渗在土石围堰中的应用

<正>锁儿头水电站工程位于甘肃省舟曲县县城上游约500m的白龙江右岸,该电站为闸坝引水式水电站,枢纽为混凝土闸坝,最大坝高12.5m,正常蓄水位以下库容40万m3。电站设计水头为53m,设计引用流量141.5m3/s,总装机容量66MW,3台机组,年发电量2.935亿kW/h,年利用时数4446h。本工程为Ⅲ等中型工程,主要建筑物为3级建筑物,次要建筑物为4级,临时建筑物为5级。     

MIKE 21在锦和锦江右线特大桥桥墩布置中的应用

锦和锦江右线特大桥所在河段水面宽窄不一,河道蜿蜒曲折,且有狭长江心洲将河道分成左侧主汊,右侧支汊。桥位下游有既有线锦和锦江特大桥和锦和水闸,对水流流态流速影响较大,河势复杂。采用MIKE21模型,根据河段20年一遇洪水标准,选择不同桥墩布置方案,对工程河段进行模拟。结果能够很好地反映工程情况,为工程建设提供科学依据。     

合肥市板桥河综合治理生态绿化工程

合肥市区跨南淝河,北部还跨支流四里河和板桥河。板桥河是合肥市的"母亲河",是南淝河北部支流,上游东西支河道综合治理工程。主要由板桥河上游东支、西支两部分组成。本文通过对板桥河绿化施工指导思想、绿化施工原则、绿化种植的论述,进而对合肥市板桥河综合治理生态绿化工程进行了详细阐述。此次工程北起阁坡,南至北二环,全长9.268km,工程占地面积1733646.00m2,绿化面积1629642.00m2,是合肥市大建设水环境治理的重点民生工程之一,是建设"滨湖大城市和生态合肥"的动力。     

消力池内水流噪声数值模拟分析

为解决水噪声试验中因改变边界条件耗时费力的问题,采用了基于VOF和k-ε黏度模型的CFD分析方法,通过改变上游来流量、消力池长度及尾坎高度,对宽顶堰消力池内的各水力要素及水噪声场进行了数值模拟,并且与物理模型试验所得结果进行比较。结果表明:模拟水面线变化趋势与实测水面线误差在30%之内;模拟流速与实测流速误差在30%之内;模拟水噪声在4500~8000Hz之间与实测结果声压级误差在6.5db之间,数值模拟结果与物理模型试验结果较为吻合,说明采用该数学模型模拟低水头情况下宽顶堰消力池内水流的流态与水噪声是可行的。得到了各水力要素及水噪声随流量、消力池长度及尾坎高度变化的规律。相同尾坎高度和消力池长度情况下,上游来流量为12.5,10.3,6.9L·s~(-1)都有水跃产生,同时距上游越近,水面位置处的流速越大;相同上游来流量和消力池长度情况下,尾坎高度对水跃影响明显,同时越靠近宽顶堰位置,水面处的流速越大;相同上游来流量和尾坎高度情况下,消力池长度对水跃影响也比较明显。同时发现水流噪声最大声压值都出现在消力池尾坎附近。     

天然河道分汊口闸段过流水流特性的试验研究

鉴于天然河道分汊口地形、水力条件复杂,流量分配不易控制,在实际工程中,拟建堰闸横向组合型拦河建筑物来调节侧汊流量。采用物理模型方法,在不同流量及闸门开度条件下,研究了新型拦河建筑物闸段过流对分汊河道水流特性的影响,利用经验公式对闸门流量系数进行了计算,并且与实测值进行比较。结果表明:闸段过流时侧汊分流比明显小于全断面过流,且闸门开度和来流流量均影响分流比大小。随闸门开度增大,侧汊分流比增大,且流量越小,增幅越大;当闸门开度相同时,流量越大,侧汊分流比越小。由于水力因素复杂性和拦河建筑物非对称性,拦河建筑物上游水位、流速分布不均,闸门开度相同,流量增大,上游水位最高点向闸段侧偏移;流量增大,闸门开度增大,上游流速峰值向闸段侧偏移;在总流量为3000m3·s-1附近,上游水位不随闸门开度变化。闸门开度一定时,流量越大,闸后消力池内Fr越大,消能效果越好。总流量为4600m3·s-1时,Fr在2.5～4.5之间,产生不稳定水跃;总流量为3000m3·s-1和1500m3·s-1时,Fr在1.0～1.7之间,产生波状水跃。利用三种现行公式计算的流量系数与实测值相比误差较大,现行公式对流量系数的影响因素考虑欠缺,本研究引入闸孔侧收缩系数ε对现行公式进行修正,该修正公式的计算值均在±10%误差范围内,结果较为精确。本试验结果不仅丰富了新型拦河建筑物附近的水流运动理论,也对河道整治、新型拦河建筑物设计等相关工程提供理论支撑。     

三峡水库蓄水初期大宁河回水区流速与藻类生长关系的初步研究

根据河流水动力学原理,用圣维南(Saint-Venanf)方程组模拟大宁河回水区的水动力条件,并利用现场监测结果进行曲线估计,建立了流速与藻类生长关系模型,初步研究了三峡水库蓄水初期大宁河回水区流速与藻类生长的相关关系。结论如下:①利用大宁河回水区现场监测结果对流速与藻类生长关系进行曲线估计,可以得到三次曲线拟合方程为:y=34.042-293.725u 821.265u2-603.45u3。②在气候条件和营养盐条件适宜的情况下,流速与藻类浓度之间的Pearson相关系数为-0.723,双尾检验的概率值为0.043,大宁河回水区流速与藻类呈显著的负相关关系,流速成为主要的限制因子,大宁河回水区河段的藻类浓度有随流速减小而增高的趋势,反之亦然。