三峡水库香溪河库湾水华生消的数

三峡水库蓄水后,香溪河库湾成为富营养化敏感水域,水华大范围暴发,直接威胁流域生态、经济的可持续发展。应用WASP生态动力学模型对三峡水库香溪河库湾水华暴发的生物、化学和物理过程进行模拟研究,结合库湾2007年春季的监测资料,分析其水华生消机理,为水华防治提供借鉴。研究结果表明：模拟值较实测有一定滞后,且带有一定误差,一方面由于库湾水动力条件本身的影响,另一方面可能是由于硅营养的影响。从模拟结果来看,香溪河库湾发生大面积水华两次,第一次是三月下旬,第二次是四月上旬至中旬;若考虑库湾支流水华,则还有3月18日在高岚河GL、5月6-7日在XX00-XX01库段,以及支流平邑口PY、高岚河GL和屈原河QY的两次小范围水华,总共暴发四次。实测结果是库湾曾发生三次较明显的水华,第一次是2月25日在平邑口PY,第二次是3月25日-4月9日库湾大面积暴发,第三次是5月6-7日至当月中旬小范围暴发。     

典型暴雨洪水对三峡水库香溪河库湾水华的影响

2010年6月7日至8日,长江流域经历了一次强降雨过程,香溪河兴山水文站流量最大达到478m3/s.对降雨前后库湾水动力、营养盐、光学特性、叶绿素a浓度等因素进行的分析表明:暴雨洪水对香溪河库湾水华影响较大,期间叶绿素a浓度明显降低,4d后其浓度又上升到较高值.降雨后,长江干流水体从表层倒灌入香溪河库湾,库湾上游水体受洪水冲刷在库湾中游水域潜入库湾底部流向河口,这两股水流流速较降雨前明显增大,直接冲淡了藻浓度;两股水流交汇处增大的剪切力使上下水体产生不同程度的掺混,影响藻类在表层的聚集,同时暴雨冲下的悬浮颗粒使水体浊度降低,透明度和真光层减小,抑制藻类的光合作用,有效改善库湾水华情势.而温度梯度增大,混合层深度减小,则为日后藻类生长提供了适宜条件.     

秋季香溪河库湾水体冲淡时间分布特征的成因

针对三峡水库支流库湾的秋季水华问题,以香溪河库湾为研究对象,选取2009和2010两年的9月1日—11月30日作为研究时段,通过建立三维水动力模型,探讨了香溪河库湾水体冲淡时间分布特征及其成因.研究结果表明,在汛末蓄水期,香溪河库湾水体冲淡时间较长的区域均出现在中游,且随着汛末库水位抬高,库湾各层水体冲淡时间最大值均随着增长;因9月三峡库区干流水体主要由中、底层倒灌进入库湾,使得库湾中下游至下游区域表层水体冲淡时间最长,且随着中、底层倒灌持续时间增长,河口附近表层水体冲淡时间较中、底层的差值也有所增长;在支流上游和中上游区域,水体在蓄水期绝大部分时间的流动方式表现为由库湾底层流向干流,使得该区域底层水体冲淡时间较表、中层的短.研究结果可为三峡水库支流库湾秋季水华问题的防治提供借鉴.     

观澜河向公明水库补水可行性分析

深圳是一个缺水城市,现阶段深圳市社会经济的快速发展及规划均对城市供水提出了更高要求。如何解决深圳市水资源短缺及供水安全保障问题,已成为关系深圳市可持续发展的一大要务。出于公明水库蓄水的需求,为充分利用本地水资源,降低境外引水风险,提高供水保证率,从水量、水质变化方面针对从附近流域观澜河引河水补充公明水库的可行性进行分析。     

阶梯溢流坝水流数值模拟及消能分析

利用k-ε紊流模型模拟了带有曲线自由表面的阶梯溢流坝和非阶梯溢流坝的紊流流场,采用流体体积分数法(VOF法)来确定自由表面。通过数值模拟,得到了2种溢流坝水流的较为合理的速度场,比较了二者的消能效果。模拟结果表明,阶梯溢流坝消能效果更好,阶梯溢流坝的消能率比非阶梯溢流坝的消能率高约17%。     

山区公路桥涵消能防冲三维数值模拟

以k-ε湍流模型封闭Reynolds方程,采用VOF法追踪自由表面及SIMPLE算法求解方程组,对山区公路桥涵的常用消能方式及两种设计方式(波浪式、挑流式)进行了三维数值模拟.结果表明,常用式的消能率最小,底流速值最大,下游回流影响区域比较大;波浪式消能率大于常用式,但下游水流存在顶冲现象,形成了不规则、大区域的横轴漩流;挑流式消能率最大,底流速值最小,下游回流影响区域小于前两种消能方式,流速分布相对均匀,是桥涵比较合理的消能防冲方式.     

基于小波消噪的水文序列复杂性和趋势分析

考虑到噪声淹没了水文序列的真实变化特性,运用小波消噪方法对水文序列进行消噪处理,然后根据符号动力学理论时水文系统的复杂性进行分析和研究.分别计算出呼伦湖流域小渡消噪前后的径流序列的复杂度空间变化和动态变化结果.水文序列经过史坦无偏风险估计的软阈值方法消噪处理后,得到的消噪水文序列与原序列具有同等的光滑性和相似性.据此特点对呼伦湖流域克鲁伦河、乌尔逊河和海拉尔河进行水文序列趋势成分分析.     

数值模型结构不确定性对模拟结果的影响分析

以内蒙古鄂托克旗为例,基于GMS中的MODFLOW模块构建了地下水流数值模拟模型,分析了模型结构(含水层厚度、参数分区)与模型参数不确定性因素对模拟结果的影响.研究结果表明:含水层不确定情景(含水层下边界概化为隔水底板平均值870 m)与实际情况水头差值绝对值的累计和最大为701 m,对模拟结果起了主控作用;当含水层下边界概化为910,940 m时,累计和分别增加为1 013,1 593 m;与仅考虑单个不确定性因素相比,同时考虑模型参数与含水层不确定情景累计和最大为738 m,同时考虑参数分区与含水层不确定情景累计和最大为791 m.因此,在构建地下水流数值模拟模型时,应优先考虑含水层空间结构概化的合理程度,同时考虑多个不确定性因素对模拟结果的综合影响,使地下水数值模拟模型能更精确地反映真实的地下水流状况.     

螺旋槽流道微泵的数值模拟方法分析

分别在无滑移边界条件和滑移边界条件下,采用不同的双方程湍流模型以及层流模型对微型泵内部流动进行数值模拟,研究适合微型泵的计算模型和边界条件．分别使用了3种湍流模型（标准k-ε,RNGk—ε,Realizable k-ε）和层流模型进行了数值模拟,通过对流场的速度分布和压力分布的分析发现：与无滑移壁面条件的模拟结果比较,滑移壁面条件时速度分布比较均匀,但两者压力分布趋势相同．在压力与流量间的性能曲线方面,计算结果和试验结果的比较表明,在无滑移壁面边界条件时,各种模型的计算结果与试验结果总体相差很大,同时,层流模型的计算结果较好;而在滑移壁面边界条件时,所有模型的计算结果与试验结果的误差都很小,同时,标准k—ε湍流模型和RNGk—ε湍流模型的计算结果总体要比使用层流模型稍好一些,并且当泵在高转速下趋势更明显．     

三峡水库蓄水后大宁河水体富营养化调查及评价

大宁河是三峡库区一条重要的支流,是著名的小三峡旅游胜地,2003年6月三峡水库蓄水后,大宁河水质出现了异常现象。2003年9月课题组对三峡135m蓄水后的大宁河回水段进行了富营养化监测。通过监测结果评价,发现大宁河双龙银窝滩段水体处于中营养中富营养状态。针对这种情况分析了水质变化原因,提出了5项防治对策。     

三峡库区紫色土土壤水分入渗特性研究

利用室内环刀法对三峡库区紫色土土壤水分入渗特性进行了研究。结果表明,不同土地利用类型土壤稳定入渗率位于为0.0075~1.73 mm/min之间,大小依次为竹林地>榨菜地>柑桔地>荒草地;Horton入渗方程在紫色土不同土地利用类型上拟合的结果在α=0.01上达到了显著水平,可以作为表达三峡库区紫色土土壤水分入渗过程的模型。土壤稳定入渗率与土壤理化性质间存在一定相关关系,其中土壤稳定入渗率与砂粒含量之间呈幂函数关系,与容重呈指数函数关系,与非毛管孔隙度呈幂函数关系,与大于0.25 mm的水稳性团聚体含量之间呈指数函数关系。多元对数线性回归模型可作为紫色土土壤水分入渗特性参数预报模型。     

三峡水库蓄水后长江上游水沙变化分析

根据三峡水库蓄水前后水沙资料,对长江上游水沙特性进行了分析,结果表明上游水文站近期年径流量变化不大,年输沙量有减小的趋势,三峡入库沙量持续减少,输沙量减少主要集中于汛期,其中北碚、屏山站年输沙量的减小是三峡入库沙量减小的主要原因;清溪场水文站受三峡水库回水影响,流量与含沙量相关关系在汛期时基本一致,枯期时含沙量减小,说明泥沙在上游落淤;上游主要水文站实测悬沙有变细的趋势,其中万县和宜昌站实测悬沙粒径减小幅度较大。     

三峡调蓄前后径流变化的多尺度分析

径流时间序列复杂多变,既存在着非周期成分(趋势、突变等)变化特征,又存在着多尺度的周期变化特征,水文径流的多尺度分析研究具有重要价值。主要利用极点对称模态分解(ESMD)方法,对宜昌水文站多年实测径流量进行模态分解及时频分析,得出不同的时间尺度下,该站径流的趋势、突变及周期变化,进而分析三峡水库调蓄前后的径流变化规律;同时分别利用传统径流分析方法中的Mann-Kendall(M-K)法、小波变换法及希尔伯特-黄变换法三种方法对ESMD法所得结论进行验证。研究结果表明:三峡调蓄前后,不同时间尺度下的径流均存在2003年6月左右的突变点,趋势项上均表现为不显著的递减变化趋势,这表明三峡工程的正式蓄水对径流量产生了较为明显的影响;年、月、日的周期则表现出了一致性,证实了径流研究具有不同尺度上的嵌套性,同时ESMD法在径流多尺度分析上具有较好的应用效果。     

三峡水库上游流域径流变化规律研究

以三峡水库上游六大干支流的九个控制断面为研究对象,针对不同长度径流系列,分析了径流统计参数、年内分配及丰枯变化规律;针对全年、消落期、汛期、蓄水期及枯水期五种分期,应用线性趋势线法和Kendall秩次检验法对径流进行了趋势分析,应用有序聚类法、滑动T及Mann-Kendall法对径流序列进行了突变分析。成果表明,宜昌断面消落期径流平稳、汛期径流有减少突变、蓄水期径流减少趋势显著、枯水期径流增加趋势明显,而汛期和蓄水期径流减小导致全流域总径流出现突变减小可能、且伴随逐渐减小趋势。经初步分析,造成这些变化的主要原因依次是流域气象要素变化、水利水电工程投入运行时充蓄死库容和水面蒸发等损耗增加、上游流域工农业用水量增加及水土保持和退耕还林等。研究成果可以为金沙江下游梯级、三峡梯级的水库综合优化调度提供参考。     

新阶段重庆三峡库区扶贫开发思路的探索

三峡库区既是倍受全世界瞩目的移民生态开发区,又是全国集中连片重点贫困片区之一,其社会、经济的落后状态成为阻碍“东靠西移“战略实现的一个“断层“.在新阶段加大重庆三峡库区的扶贫开发,对重庆实施城乡统筹、构建和谐社会具有重大意义.     

三峡水库运行诱发地震机制研究

基于断裂力学的理论,对断层应力强度因子进行了复合及分析,研究了库区断层在库水荷载(包括库水荷栽所产生的附加应力场和超孔隙水压力)和区域构造应力场叠加作用下,发生诱发地震时所产生的能量及震级,并建立了相应的计算公式及得出相应影响参数,证明了在水库运行过程中水位频繁变动加大地震诱发可能性的结论正确性.     

平原(灌区)地下水库的数值模拟

在北方平原地区修建浅层地下水库 ,利用浅层含水层来调蓄雨水和跨流域调水 ,有重要的现实意义。分析了灌区用水和地下水库运用的要求 ,提出了浅层地下水库设计库容的确定原则 ,介绍了地下水库数值模拟方法。实例分析表明 :数值模拟可为地下水库提供设计参数及运行方案。     

三峡山地土壤水分特征曲线及模型拟合

为揭示土壤涵养水源的机制,并为山区生态治理提供依据,以三峡库首大老岭和夷陵山地为研究区,采集温性阔叶林棕壤、针阔混交林黄棕壤、茶园地和暖性针叶林黄壤的原状土样,通过离心法分析并拟合了山地土壤的水分特征曲线。结果表明,三峡山地土壤随吸力增大,土壤含水率呈先迅速降低后趋于平缓的变化规律。黄壤的持水性较差,黄棕壤相对于其他林地土壤有着更强的持水性。茶园持水能力比棕壤和黄棕壤差,与黄壤差异较小。孔隙分布随土壤剖面深度的增加而减少。大孔隙以黄壤体积比最大,其次是黄棕壤和棕壤,茶园最小。用van Genuchten模型拟合山地土壤的水分特征曲线,决定系数R2均大于0.95,模型可靠性高。van Genuchten模型参数n与有机质(P0.05)和粉粒(P0.05)的相关性较高,参数α与理化性质相关性较差。