里下河地区洪涝韧性水网规划研究

受复杂洪涝情势影响，淮河流域下游的平原水网面临治理难题。以江苏省里下河地区水网规划为例，研究洪涝驱动下韧性水网的构建途径，并建立数值模型分析评价。针对河-湖-港-圩韧性对象，提出了提升骨干河网蓄泄能力、实施退圩还湖增加滞蓄容积、冲淤保港修复港道排水能力、约束圩区排涝模数适应调度需求等四项措施。通过模型演算表明，单项措施均能降低行蓄水位，提高排水效率；综合方案使河网排涝水位明显降低，蓄泄性能良好，满足设计标准，还为水质改善等多目标利用奠定了基础。韧性理论为平原水网规划提供了新范式。     

沿江圩区局部洼地排涝模数关联因子分析及应用

沿江圩区局部洼地涝灾频发,是目前圩区涝灾治理的重点.针对局部洼地排涝特点,以扬州江都沿江开发区为例,通过排涝水文分析计算得到排涝模数与排涝面积、水面率、调蓄水深、暴雨重现期4种关联因子之间的关系,选取典型区对局部洼地涝灾进行成因分析,并在此基础上提出圩区内局部洼地涝灾的防治措施.结果表明:排涝面积与排涝模数的偏相关系数为-0.905,相关性最大;局部洼地排涝面积小,洪水汇流速度快,洪峰径流模数和排涝模数较大;局部洼地区缺乏小型河网、河流间距过大、水系布置不合理和采用排涝模数较低,是涝灾频发的主要原因.以关联因子分析和成因分析为基础,提出了通过缩小河流间距、增加水面率、充分发挥河道的调蓄作用等措施以防治涝灾的产生,并且提出了符合圩区局部洼地水情特征的一种排水管网与河道布置模式.     

基于河网水动力模型的水系连通性对水环境质量的影响分析研究

平原河网地区地势平坦流速较缓,水体抗污染能力弱,改善水系连通性对水环境质量提升至关重要。以水系连通性较差的盛泽镇跃进联圩为研究对象,通过开展引调水试验,构建圩区河网水动力模型,探索圩区水利工作调度运行规则、河网水系连通方法以及相应的水环境变化规律。研究以水龄作为水系连通性的一种时间尺度参量,建立了跃进联圩水动力-水质-水龄的河网水环境模型,模拟了5种引调水方案下,圩内水系连通性及水质改善情况,并构建了压力、状态与响应的引调水连通效果评估体系,实现了对水系连通性变化与水环境改善水平的定量分析。结果表明：从水体交换时长来看,研究区域主要河道水体交换时间在5天以内,水体连通性越好的河道,水龄越短;从水质指标变化来看,调水实验中圩内的水环境氨氮变化最为明显,对引调水响应度高,模拟结果显示水龄与氨氮浓度变化趋势基本一致,水体连通性越好,水龄越短,有利于氨氮的削减;从引调水方案来看,单一调度方式对圩内水系连通性改善能力有限,特别是在河网内水体流动性弱的区域,同时使得圩区内水体流动性差异增大,更容易造成河网内水系连通性以及水质的空间分布差异,形成局部的滞水区或死水区。因此,采用多源引水与多区域排水相...     

基于一、二维耦合水动力模型的赣西联圩溃堤洪水风险分析

鄱阳湖赣江下游尾闾赣西联圩防洪保护区水系繁多,水文条件复杂,汛期频繁受到洪水侵袭,因此极有必要对该地区开展洪水风险分析。建立了能够模拟溃堤洪水水流演进的一、二维耦合水动力模型,并应用于赣西联圩防洪保护区。采用糙率分区、网格加密等技术进行优化,提高了模型计算精度,计算区域采用非结构化三角形网格进行剖分,设定溃口发生瞬时溃堤,溃口流量满足水量平衡原理,演进结果合理可靠。对演进计算结果进行洪水风险分析,结果表明:在赣江20年一遇鄱阳湖2010年实测水位过程中,保护区内洪水淹没范围大小和影响人口数量与溃口位置有关,淹没分布基本遵从地形高低原则,永建洲、李家垾溃口洪水淹没面积分别为8.46、36.57 km2,淹没水深基本都大于3 m。     

江汉平原四湖流域排涝工程与调度策略对流域防洪安全影响研究

四湖流域地处江汉平原腹地,流域内地势低洼,洪涝灾害问题突出。针对四湖流域排涝工程建设情况,耦合自然径流模型、受控径流模型、河网一维水动力模型、湖泊调蓄演算模型,构建了四湖流域水文水动力模拟模型,以2016年、2020年为典型年,研究了排涝工程建设及不同调度策略对四湖流域防洪安全的影响。结果表明：排涝工程建设能够显著降低四湖流域中下区防洪压力,2016年、2020年暴雨条件下,洪湖洪峰水位分别下降1.19 m和1.41 m,洪峰水位由保证水位以上降低至警戒水位以下;实施长湖、洪湖联合调蓄能够有效提升四湖流域总体排涝效益,2016年、2020年暴雨条件下,在洪湖洪峰水位仅分别上涨0.05 m、0.16 m,且不超过警戒水位的条件下,长湖洪峰水位分别下降了0.73 m和0.40m,显著提升了四湖流域上区防洪安全性,但受制于水闸和渠道过流能力,长湖水位仍超过警戒水位。排涝工程建设整体上提高了四湖流域内河渠防洪安全性,除排涝河（西）、沙螺渠及螺山干渠在参与流域统排后平均最高水位有一定上涨外,其余主要河渠平均最高水位均有所下降。排涝工程建设能够降低四湖流域中下区对新滩口泵站和高潭口泵站的依赖,20...     

圩区地下水溶质运移预测模拟研究

以我国南方平原圩区为研究对象 ,分析圩区堤防采用垂直封闭截渗技术后对圩内水环境的影响。采用现场观测、测试、建立封闭圩区地下水溶质运移数学模型 ,以及实例分析相结合的方式进行 ,预测给定时间后某地点的地下水水位及地下水污染情况 ,用以指导类似圩区水利工程建设与管理。     

联圩筑闸后排涝用电量的计算

在珠江三角洲河网区河道上,联圩筑闸并小圩成大圩或在口门滨海区进行较大面积的海滩围垦工程以后,会导致外江河道水文发生某种程度上的变化.如在河道上联圩筑闸后,水闸控制运用时闸前外江的最高洪(潮)水位和最低水位的抬高,会使附近的防洪、排涝工程受到一定的影响.其影响程度,愈向上游,影响愈小,达到上游的一定距离即行消灭.而在闸后的河道最高洪(潮)水位和最低水位均有所降低,使所修建工程和附近的防洪、排涝工程收到一定的效益,愈向下游,效益也就越小.为此,在进行有关     

MIKE 11模型在望虞河西控工程排涝计算中的应用

针对武澄锡虞区遭遇五年一遇暴雨情况,采用适合于平原河网及城市区域产汇流模拟的水文水力模型--MIKE 11模型,将其中的NAM模型和HD模块进行耦合,根据望虞河西控工程调度方案,由设计暴雨推求评价区河道涝水特征值。通过排涝水文计算,模拟对比望虞河西岸封闭前后,评价区遭遇五年一遇暴雨时,河网节点的水位、流量过程,分析望虞河西岸封闭对评价区水系、洪水位、高水位持续时间及半高地淹没状况的影响。模型计算结果表明,望虞河西控工程实施后,望虞河西岸地区最高水位普遍抬升,受影响区域内高水位持续时间增长,对部分半高地存在潜在淹没影响。     

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.     

滞洪区调控对浦阳江尖瘦型洪水过程水位的影响

以浦阳江为研究背景,选择浦阳江1999年6月17-19日作为研究时段,通过建立二维水动力模型,探讨了浦阳江尖瘦型洪水过程中高湖不同泄洪总量和泄洪方式作用对浦阳江沿程洪水位的影响。研究结果表明:在上游进口~湄池河段,3种泄洪方式作用下洪峰水位均随着高湖泄洪总量的增大而降低,且"先增后减"泄洪方式的洪峰水位均最低。当高湖泄洪总量大于1 500万m3时,洪水第二日"先增后减"泄洪方式以及洪水第三日"均匀变化"泄洪方式作用下洪水位曲线均位于其他两种泄洪方式的下方,且间距均随泄洪总量的增大而增大。而在浦阳江下游的临浦,高湖泄洪总量与不同泄洪方式组合对洪水位曲线变化规律、洪峰水位值以及洪峰到达时间无影响。研究结论可为优化高湖泄洪闸的调控方式提供指导。     

基于健康河流理念的苏白圩水系规划研究

基于健康河流"结构相对稳定和完善、社会服务功能发挥正常"的内涵,以常熟市的典型圩区——苏白圩为例,对其进行水系功能调整。应用一维河网水动力学模型,将圩区现状及规划方案下的河道功能进行模拟分析,结果表明进行水系结构性调整后,圩区内部河道健康状况得到了明显的改善。并对河道护岸建设、水质生态修复、湖荡景观建设进行了研究,为打造城市健康河流奠定了基础,对研究人类活动约束下的河网水生态文明建设与保护提供了理论和技术支持。     

基于GIS的华南沿海小流域地区山洪灾害易发区识别

小流域地区是山洪灾害高发区,同时这些地区资料缺乏,给山洪灾害预警造成极大障碍。针对以上问题,选取松岗河小流域为研究区域,探索应用数字高程模型DEM进行山洪灾害空间影响范围的快速提取方法。首先,利用DEM提取小流域河流分级信息和各等级河流出水口的分布情况;然后,运用分布式水文模型,推演特定降雨量时各出水口山洪最大淹没水位;利用GIS技术,将离散的水位数据与数字高程数据叠加获取山洪最大淹没水深数据,并运用空间插值方法模拟山洪淹没信息的空间分布,计算不同降雨量条件下山洪最大淹没水深的空间分布状况,进而实现小流域地区山洪灾害易发区识别。.结果表明该方法能够快速有效模拟特定降雨量条件下小流域山洪淹没信息的空间范围,其直观的范围显示可快速为决策者提供预警信息,为山洪灾害预警提供数据基础。     

南方丘陵区流域提取及洪水淹没模拟——以赣江上游为例

赣江上游流域处亚热带季风气候和丘陵地形区,洪水多发。论文基于GIS知识与技术,应用Arc Hydro Tools工具,从栅格型DEM上提取水系,划分子流域和水系等级,并分析流域特征;应用空间分析工具,通过种子蔓延算法,求低于一定高程的有源洪水淹没范围,并计算淹没面积;最后与行政区图叠合分析,确定实际淹没范围。结果显示:(1)运用GIS技术和知识提取赣江流域信息速度快、准确度高;(2)基于水位且有源的洪水淹没模拟在赣江上游丘陵区具有较好的适用性,种子蔓延算法在数据量不大的赣江上游研究区效率较高;(3)提取的赣江上游水系及流域信息较准确;(4)淹没区与实际区域叠合分析,发现宁都与石城交界处更易发生洪灾,且琴江北岸淹没范围较大。     

基于SWMM的城市河道闸阀优化控制的排水防涝模型研究——以猎德涌流域为例

针对近年来城市频发的内涝问题,以广州市猎德涌流域为例,基于SWMM模型和GIS技术构建了以城市河道闸阀控制为主的排水防涝模型,在设计降雨重现期分别为1、3、5和10年的情景下模拟该流域排水管网、河道的汇流过程以及河道闸阀的控制对管网排水、河道水位的影响,并根据4场实测降雨过程进行验证。结果表明,模型能较好地反映该流域的实际排水情况,对小型河流排涝具有一定的适用性;河道不同区域闸阀控制的优化方案可以实现对河段防涝水位的调控,为城市河涌流域的排水防涝规划、管理和闸泵控制的优先调度决策提供参考。     

河网洪水预报的衰减二乘自回归校正应用

洪水预报是河网地区防洪排涝规划、洪水调度的重要组成部分,而水动力模型是其计算基础。由于模型受等多种因素的制约和影响,水动力模拟计算的水位有时与实测水位存在较大的误差,需要用一定的技术方法来校正。本文通过对这种误差序列分析后,利用自回归模型结合衰减记忆递推最小二乘法（衰减二乘）更新参数,并利用实测资料进行了相应的验证。对研究区的三场洪水进行模拟,计算分析表明,所采用的校正技术能有效提高计算精度,可以应用于实际河网洪水预报中。     

太浦河工程水量水质联合调度对金泽水库及松浦大桥取水口水质影响研究

金泽水源地及黄浦江松浦大桥备用取水口是黄浦江供水系统的重要组成部分,改善金泽、松浦大桥断面水质对保障上海市西南五区供水安全具有重要意义。研究了近年太浦河工程实况调度,设计了太浦闸流量分级调度方案、太浦闸水质超标分级调度方案并进行优选,在此基础上拟定了1个常规流量分级调度方案、2个水量水质联合调度方案,并采用对重点研究范围内河网水系、水利工程及污染源进行细化更新后的太湖流域模型进行水量水质模拟分析。结果表明,太浦闸采用水量水质联合调度可改善金泽水源地水位条件及水质指标,减少关键水质指标(NH3-N)超过0.8 mg/L及连续超0.8 mg/L天数,而对松浦大桥备用取水口水质指标改善效果有限。     

基于长短时记忆网络(LSTM)的南水北调中线水位预测

长距离调水工程闸前水位受诸多水力控制因素影响,其波动趋势具有很强的非线性和随机性特征,难以用水动力机理模型高精度模拟,成为长距离输水调度方案制定的一大障碍。提出了一种基于深度学习网络的闸前水位预测新方法,建立了一个三层的LSTM水位预测模型,并应用于南水北调中线京石段的闸前水位预测,与深度神经网络(DNN)预测结果进行了对比。结果显示LSTM预测结果具有很高的精度,纳什系数高达0.99,均方根误差最高为0.029 m,能很好地预测水位波动趋势,预测效果比DNN更好。总结在LSTM模型构建时应考虑最大迭代次数对计算效率影响以及LSTM隐藏单元数目和学习率对精度的影响。本研究可为长距离调水工程水位预判、调度预警、水资源调度决策以及闸门智能控制提供重要参考。     

“光伏发电”栏目征稿启事

正本刊"光伏发电"栏目征集以下内容稿件:(1)家庭分布式光伏电站和中小型分布式光伏发电项目(电站)建设与安装经验,如:如何选址、如何考察选择安装环境条件、如何合理安装,安装中注意事项;(2)分布式光伏发电项目(电站)的运行维护经验,在运行中发现的问题以及如何处理,如何提高中小型分布式光伏发电项目(电站)运行维护水平;(3)分布式光伏发电项目(包括家庭分布式光伏电站)与电网联网经验,如何选择联网设备,如何设计联网方式、计量方式,如何安装;(4)分布式光伏发电项目(电站)投运后对现有配电网在运行调度、电能质量等方面的影响分析,如何消除其不利影响,使其更好地融入电网运行等方面好的做法和经验。     

多分水口渠道的水流演进方法研究

农业水资源高效利用是节约用水的重要内容,灌区节水是农业节水的重点领域,开展灌区渠系水流演进研究,对灌区精准调水具有重要意义。以漳河灌区二干渠为研究对象,基于马斯京根水流演进基本原理,针对具有多个分水口渠道的水流变化特点,开展了渠道水流演进的"先演后合"和"先合后演"方法对比研究。应用结果表明,"先演后合"得到的渠首流量均值更接近实际情况。本研究不仅可用于推求渠首配水过程和模拟各断面水位过程,而且可为灌区开展渠系水量的科学精准调度提供决策依据。     

侧槽底坡变化对侧堰淹没度影响研究

侧槽设计时,应保证侧堰为自由出流,亦即需要按照校核流量进行槽首断面水深计算。通过数值模拟,研究侧槽底坡变化对槽首淹没的影响。成果表明：(1)在不同底坡条件下,侧堰过流能力的增幅均出现先增大后减小的情况;(2)在所研究的纵坡变化范围内,均可通过增大侧堰长度（槽首、槽末高差不变）,减小侧槽底坡的方式避免侧堰被淹没。限于地质条件,槽首底板高差难以降低时,可通过增加顺等高线布置的侧堰长度来保证其过流不出现淹没,适当提高侧槽溢洪道的超泄能力。