基于水动力水质模型的平原河网排污模拟分析

以嘉兴市平湖塘及其周边河道水域作为研究区域,以水体中氨氮、BOD5含量作为水质指标,应用MIKE21建立平原河网水动力水质耦合模型,模拟了污染物在河网模型中的迁移扩散过程。通过对不同工况下的事故排放过程进行分析,得出在一定条件下,污染物在单位时间内的扩散面积与扩散时间呈明显的线性关系;在其他条件相同的情况下,污染物在相同时间内的扩散面积与事故排放浓度呈四次相关关系。研究表明,在保持排放总量不变的情况下,污染物的排放模式与排放浓度对扩散面积起决定作用,相同总量的污染物若采用高浓度排放,则对环境影响程度呈指数级上升。     

基于高分遥感卫星影像的汤逊湖水质遥感反演

本文通过对2019年1月、8月高分二号、高分六号影像以及相应时期的实测水质数据,建立水质参数与最佳特征波段或波段组合的回归方程,对武汉汤逊湖的氨氮、总磷和化学需氧量进行遥感反演,并对3种水质参数进行综合评价,探讨各水质参数浓度的影响因素.结果表明:3种水质参数中反演精度高低依次为化学需氧量、总磷、氨氮;从水质综合评价结...     

基于浅水波方程的水动力模型应用研究

以都江堰东风渠灌区某段渠道为研究对象,以守恒型圣维南方程作为天然河道一维非恒定流控制方程,提出了灌区渠道断面几何形状快速变化条件下的变量空间重构方法,推导了基于守恒型圣维南方程的HLLC求解器通量计算式。结果表明,基于浅水波方程的水动力模型在灌区水流推演中具有较好的模拟性能和适应性,不仅可为河网复杂区域的水动力数值模拟提供一种高精度、简便的方法,还可实现对水网复杂区域水流演进的高效预测,为水资源管理与调度提供参考。     

跨界河流水功能区水质达标率计算方法研究

跨界河流涉及上下游多个行政区域,其水功能区水质达标率计算是跨界河流水功能区限制纳污红线管理的重点和难点.[目的]计算扣除上游入境来水影响后的跨界河流水功能区水质达标率.[方法]通过构建水质数学模型提出了定量化的跨界河流水功能区水质达标率计算方法,以辽河流域的招苏台河为典型案例验证了该计算方法.[结果]①2017年招苏台...     

基于二维水动力模型的溃坝洪水数值模拟研究

【目的】研究水库溃坝洪水影响。【方法】以辛庄水库为例,通过建立二维水动力模型,模拟了不同溃决方案下溃坝洪水演进过程,计算了下游高速铁路处淹没水深、流速、冲刷深度等,分析了溃坝洪水对下游高速铁路的安全运行影响。【结果】水库未溃决时,溢洪道最大下泄洪水能够正常通过铁路涵洞,对下游工程影响较小;水库大坝正面溃决的影响要比侧面溃决的影响大,下游部分铁路路基顶面过水,影响铁路正常运行;大坝溃决后最大流速是未溃决时的2.15～2.48倍,涵洞处最大冲刷深度是未溃决时的1.56倍。【结论】二维水动力模型可较好的模拟溃坝洪水演进过程和淹没范围,研究成果可为水库溃坝洪水灾害预防提供参考和数据支撑。     

武汉市二郎庙片区排水管网水动力模型分析

针对武汉市二郎庙片区排水管网现状存在的积水问题,使用InfoWorks CS软件对其管网系统进行水动力学建模。并利用建立的模型,模拟现有排水管网系统在不同降雨强度下出现的渍水状况,分析渍水形成的原因并找出管网系统中存在的瓶颈问题,以期为二郎庙片区排水系统改造提供辅助决策支持。     

基于水文水动力模型的浦阳江流域洪水情景模拟

浦阳江流域地形复杂,包括山丘、盆地和平原.中游诸暨盆地是人口主要聚集地,受上游山区洪水和下游钱塘江潮位顶托影响,洪涝灾害形势严峻.为解决上述问题,本文对流域上游山区采用新安江水文模型模拟降雨径流过程,对下游盆地区采用IFMS一、二维水动力模型模拟水流运动,并以水文模型的计算结果作为水动力模型的边界条件进行水文水动力模型...     

基于水动力耦合模型的平原地区排涝规划

针对滨海平原感潮河网地区水系流态复杂、受边界条件和工程调度影响显著的特点,遵循充分发掘水系调蓄能力、多闸联调和水闸优先抢排的原则,对感潮河网和湖泊分别构建一维和二维水动力数学模型,利用2种模型模拟水位、流量相等的条件,对一维和二维水动力数学模型进行耦合.以辽东湾新区水系排涝规划为例,对4种设计方案进行了分析对比,得出了河道断面和排涝闸门规模.结果表明：方案一和方案二中,河道断面尺寸不变时,排涝闸门规模偏小,造成上游水位偏高;方案三和方案四中,排涝闸门规模不变时,扩大河道断面尺寸对域内水位影响不大.从排涝能力和经济等角度综合考虑,选取方案四为最优方案.计算结果较好地反映了滨海平原感潮河网地区河道断面尺寸和排涝闸门规模对排涝能力的影响,可为区域工程设计和制定排涝方案提供技术保障.     

泻湖湖体联通水动力特征初探

通过二维水动力模型模拟等相结合的方法,评价黎安、新村双湖水文和水动力、状况以及潮动力特征,模拟研究双湖连通对水动力交换,比较双湖间水文和水动力条件的差异.     

曲线坐标系下三维水动力模型求解新方法

为求解三维水动力模型的高精度数值计算,设计了一种在曲线坐标系下求解的新方法.对ξ,η和ζ共3个方向的空间导数分别采用高精度的紧致有限差分以及非线性项的迎风紧致有限差分格式,时间积分则采用四阶修正Runge-Kutta显式格式.为了验证该算法求解曲线坐标系下三维水动力模型的正确性,选取与De Vriend的180°弯道水槽试验相同的物理参数进行数值试验,计算出水位、流速分布等,并将计算结果与De Vriend的试验值以及先前采用SIMPLEC法获得的数值结果进行了对比分析.结果发现：文中创建的高精度算法获得的数值解比SIMPLEC法计算的数值结果更符合试验值,通过算法定量计算得到的平均速度值与试验测量值之间产生的最大相对误差约为3%.说明构建的高精度紧致有限差分算法来数值求解三维水动力问题是可行的、合理的,为天然河道、明渠以及湖泊等水动力计算提供参考依据.     

基于色彩模型的水下海参图像增强方法研究

由于光在水介质中会发生折射和散射现象,会导致水下图像存在对比度低、图像模糊、光照不均匀等一系列问题.另外,由于不同波长的光线在水中的传播具有不同的衰减率,所以通常的海底图像背景大多以蓝色绿色为主.针对以上问题,提出了一种水下海参图像增强的方法,该算法基于RGB色彩模型的对比度校正和HSI色彩模型的对比度校正,在原模型的...     

农村供水工程水质检测模式研究

做好农村供水工程水质检测工作对保障农村供水水质安全至关重要,但它同时也是农村供水的薄弱环节,针对如何建立农村供水工程的水质检测模式开展研究与探讨。明确了农村供水工程水质检测的目标任务,分析了当前农村供水工程水质检测的现状与存在问题,从水质检测指标的选择、水质检测项目与频率的确定、水质检测设备的配备、水质检测人员的配置和监管、水质检测反馈机制的构建等几个方面提出了构建农村供水工程水质检测模式的建议,以期帮助提高农村供水工程的水质检测能力,保障农村供水水质安全。     

基于遥感ET数据的区域水资源状况及典型农作物耗水分析

以遥感ET及实测降水数据为基础,借助GIS技术开展水分盈亏分析研究;同时依据项目区土地利用现状,选择冬小麦、夏玉米、棉花及人工草坪为重点分析对象,对其耗水及灌溉耗水规律进行研究。结果表明:①大兴区耗水量与降水量在总量上不平衡,时空上不匹配,在现状土地利用下若无外来水补充,则不得不超采地下水,资源型缺水突出。②冬小麦和夏玉米耗水年际变化不大,而棉花及人工草坪随降水增加耗水增大;分析作物耗水与降水的吻合性发现,冬小麦耗水与降水匹配性最差,其次为人工草坪,而夏玉米及棉花耗水与降水匹配较好。③在所选择的4种作物中小麦灌溉耗水量最大,达230 mm以上;其次为人工草坪,其灌溉耗水量超过189 mm;夏玉米及棉花灌溉耗水量较小。     

基于水质指数的宁夏沙湖综合水质状态研究

为探索不同类型的水质指数在沙湖综合水质评价中的应用及其相关关系,采用水质标识指数(WQII)、加拿大环境部长理事会水质指数(CCMEWQI)、通用水质指数(UWQI)对沙湖2010-2017年4月、7月、10月水环境进行了综合水质状态评估,并对不同水质指数进行相关分析及回归分析.结果表明:沙湖WQII变化区间为3.1～...     

水质数值模型与组件GS的集成研

将地理信息系统与水质数值模型通过完全整合的方式进行集成，不仅为水质预警预报提供了实现基础，同时也为进一步开发专业数值模型的实际应用潜力、解决实际应用需求提供了一种思路。本文讨论了水质数值模型和组件式GIS的集成方式，提出了基于分布式“水质预警预报系统”的实现架构，并介绍了在该架构下的集成流程，以及实现的专题模块。     

基于Shannon-cosine小波的农田遥感图像纹理延拓

农田遥感图像一般都是大图像,对这种大图像进行后续的分析,分块处理是较常见的方法,而在进行分块处理的时候易产生边界效应。消除边界效应最常用的方法是进行图像延拓,常见的延拓方法有对称延拓、零延拓和周期延拓,但在边界处会引入大量高频信息。农田遥感图像中的纹理承载了重要的信息,因此,结合农田遥感图像纹理呈现出的直线特性,本文提出了一种基于纹理方向的图像延拓法。利用多尺度插值小波解偏微分方程的方法根据图像的灰度变化自适应选取配置点,即在图像平坦区域稀疏取点,在纹理细节处密集取点。然后根据配点利用包围盒识别农田遥感图像的纹理方向,进一步沿纹理方向进行延拓。试验结果表明,本文提出的图像延拓方法有效地克服了常规延拓方法的缺点,提高了计算效率,消除了边界效应。     

基于landsat卫星影像的水库水体总磷质量浓度反演研究

以清河水库为研究区域,利用Landsat8卫星OLI数据及实地观测数据,建立了适于清河水库水体总磷质量浓度的最小二乘支持向量机(LS-SVM)遥感反演模型,并对清河水库总磷量进行了反演分析。结果表明,LS-SVM模型的平均相对误差为6.06%,相比于单波段线性回归反演模型及波段组合线性回归模型,平均误差分别降低了20.77%、12.53%,显著提高了清河水库水体总磷质量浓度反演的模型精度,达到遥感反演预测精度要求;利用LSSVM反演模型对清河水库总磷量反演显示,水体中总磷质量浓度主要集中在0.04~0.08 mg/L,水库水体总磷质量浓度总体偏高。     

基于长时间序列遥感数据反演NPP的耕地质量评价

为客观获得省域耕地质量分布状况,减少时间断点引起的评价误差,构建了一种基于长时间序列遥感数据反演NPP的耕地质量评价方法。首先,在耕地图斑约束下,采用时序LSWI和EVI数据识别水稻和玉米;然后,采用2000—2010年MODIS的MOD09A1数据,结合气象站点数据,利用VPM模型分别计算水稻和玉米的净初级生产力(NPP),并得到多年NPP均值,可反映耕地种植作物的常年长势,使用距平分析法消除作物类型差异,得到表征耕地质量的评价结果;最后,以吉林省为研究区,对本文提出的方法进行了实证与分析。实验结果表明,长时间序列NPP耕地质量反演结果与耕地质量利用等别整体空间分布一致。其中,吉林省中部与北部由于耕地集中连片,反演结果准确。南部山区耕地斑块破碎,耕地与林地混合,导致反演结果偏高。本文构建的长时间序列NPP耕地质量评价方法对省域范围、集中连片耕地质量评价具有可行性,可为我国耕地质量评价提供科学依据。     

基于最大熵的河流水质恢复能力模

利用最大熵原理、模糊集合论和河流水质恢复能力评价标准,为河流水质恢复能力综合评价提出了一种新的方法—基于最大熵的模糊评价法（FAME）。FAME综合考虑河流水质恢复能力评价的随机性和模糊性,定义加权广义距离表征待评价水体样本与标准样本的差异;把多维评价样本指标综合为一维指标值。根据隶属度值的大小对水体样本集进行统一评价,从而解决了各单项评价指标评价结果不一致问题,提高了河流水质恢复能力综合评价问题各层次的分辨力。通过实例研究,并对比遗传投影寻踪方法,验证了本方法的合理性和有效性。     

城区水系引水与截污改善水质研究

针对江苏省泗洪县南部新城河网水系水环境恶化的现状,提出采取截污、引水等工程措施改善河道水质.通过建立水量水质模型模拟计算在截污、引水及各种组合方案下南部新城河网水系水体主要污染物浓度的变化过程.计算结果表明,截留点源污染与引水相结合是改善城区河流水质的有效措施.