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】(1)2017年招苏台河吉辽缓冲区、招苏台河黑岗农业用水区、招苏台河黄酒馆农业用水区、条子河吉辽缓冲区和条子河林家农业用水区的水质达标率分别为100.0%、33.3%、33.3%、100.0%、91.7%。(2)该方法有效扣除了上游入境来水对下游水功能区水质的影响,计算得到的水功能区水质达标率高于常规计算方法。【结论】该计算方法比常规计算方法更为合理,可为跨界河流水功能区管理和水资源保护提供科学支撑。     

水功能区纳污能力和水资源保护研究

结合泗洪县水环境现状,贯彻最严格水资源管理制度,对其水资源保护进行研究。以单因子评价法为基础对县域内河流湖泊进行水质状况分析。根据水资源保护目标,以水功能区为研究单元,通过建立零维及一维水质模型,对2020年泗洪县水功能区纳污能力、污染物入河总量及污染物削减量进行研究计算。结果表明,2020年泗洪县大部分水功能区排污量严重超出纳污能力。根据结果提出了水资源保护措施。通过措施的实施,2020年水功能区水质达标率为87.5%,达到85%的水质目标。     

不确定性参数对水体纳污能力的影响分析

水体的水文条件、污染物降解系数、水质浓度、排污口概化方式等是影响纳污能力的参数。论文分析了各参数的不确定性特征,从理论上阐述了它们的影响机理,并通过实例定量分析了排污口概化方式、水文条件、降解系数、水质浓度等对纳污能力的影响。结果表明,在设计流量一定的情况下：采用均匀概化和中断面集中概化两种方式计算的纳污能力较为接近;采用集中概化方式进行计算时,纳污能力随概化点源到末断面距离的增加呈指数增长。目标水质浓度、初始水质浓度、降解系数和设计流速对纳污能力影响程度依次减弱。     

袁河流域宜春保留区动态纳污能力计算

研究不同设计水文条件下袁河流域宜春保留区的动态纳污能力,为水环境管理提供决策依据。运用一维稳态水质模型,设计流量采用3种取法：取不同保证率最枯月流量、取不同频率年枯季平均流量、取流量历时曲线中特枯期等5个水期平均流量（简称FDC取法）,分别计算了宜春保留区的COD和氨氮纳污能力。计算得不同保证率最枯月流量（50％、75％、90％保证率）的纳污能力逐渐减小,不同频率年枯季流量（平水年、偏枯年、枯水年）的纳污能力逐渐减小,FDC取法的5个水期纳污能力各不相同。结果表明3种取法都体现了纳污能力的动态性,但FDC取法是最好的方法,可计算年内不同水期的纳污能力,反映了纳污能力的季节性变化。     

基于SWAT模型的山区冰雪融水河流的日径流模拟研究

针对冰雪融水河流的产流与汇流特点,基于SWAT模型能量平衡计算原理,充分考虑地形、辐射、风、下垫面及冻土等因素对融雪的影响,研究了山区冰雪融水河流的日径流,基于遥感数据与地理信息数据得到的积雪信息,以及玛纳斯河流域1980—1995年气象、径流等实测数据,建立了适合山区融雪河流的SWAT分布式流域水文模型,并模拟了玛纳斯河流域出山口处肯斯瓦特水文站的日径流,模拟相对误差为17%、Nash Sutcliffe效率系数为0.73,模拟结果合理可靠,为研究冰雪融水河流的径流模拟提供了有效的途径。     

北部湾经济区河流环境流量计算

叙述了河流环境流量的基本概念,并介绍了国内外四类计算方法：水文学法、水力学法、生境模拟法和整体分析法。通过水文学法、水力学法和考虑河流中鱼类的生态流速-流量法,对北部湾经济区河流环境流量进行计算。最后,对计算所得三种结果进行对比分析,确定生态流速-流量法计算结果25.75 m3/s,作为北部湾经济区河流——南流江的最小环境流量。     

龙岗河流域SWAT模型构建及与WebGIS平台耦合研究

通过对龙岗河流域进行现场调研和资料收集,获取SWAT流域水文模型所需输入数据,利用空间分析计算划分子流域边界,使用降雨、气温等气象输入条件驱动算例模拟。在服务器后端搭建流域数据库,通过发布GIS服务提供GIS资源,在浏览器前端进行Web GIS平台开发。编译SWAT模型源文件生成执行文件,通过PHP进行输入文件及参数修改、模型运行计算和结果提取传输,实现SWAT模型和Web GIS平台之间的耦合,增强模型输入条件和模拟结果的展示效果。     

动态水环境容量研究——以潇河流域为例

传统的水环境容量以90%设计枯水流量为计算条件,存在水文计算条件单一、水环境容量不易管控等缺点。考虑河道流量与入河污染物影响下的水环境容量逐月变化,提出了基于水文过程与污染源变化条件下的动态水环境容量与入河污染管控计算方法。以山西潇河流域晋中段为例,计算了研究流域两水功能区的逐月水环境容量及其余量,运用MIKE11模型计算了逐月允许的动态入河污染负荷。研究结果表明:(1)2019年水功能区A的COD和氨氮水环境容量阈值分别为138.37~216.54 t和6.38~14.19 t,7-10月水环境容量较大;水功能区B的COD和氨氮水环境容量阈值分别为417.67~821.05 t和9.32~29.49 t,5-8月份水环境容量较小。(2)在满足水功能区目标水质的基础上,2019年水功能区A允许的入河负荷均大于现状入河量,汛期COD和氨氮容量余量较多;水功能区B在1月、2月应削减氨氮0.003、0.086 t;削减COD 0.05、0.143 t,4-7月份允许的污染负荷大于实际入河量,余量较多。计算的动态水环境容量能够客观反映变化水文条件下的水环境容量及其余量实际,给出了满足河道水质目标前提下的入河污染物允许阈值,为流域水环境保护与管理提供重要参考和新思路。     

DEM分辨率对SWAT模型水文模拟的影响研究

以灞河流域为研究区,以DEM的分辨率(30~500 m)作为变量,进行了DEM空间分辨率对SWAT模型水文模拟的敏感性研究。首先,不同分辨率DEM作为输入数据构建SWAT模型并进行模拟,其后将模拟结果与灞河流域马渡王、罗李村水文站的实测流量比对进行相对偏差计算,最终采用均值变点统计方法,以模拟结果的相对偏差为研究对象,探讨分析了DEM尺度效应的最佳尺度拐点。结果表明,DEM分辨率的变化深刻影响着水文模型流域特征的提取,其分辨率的降低会导致流域的最大坡度、平均坡度、河道长度均发生衰减,同时流域形状、子流域数量也会发生不同程度的改变;随着DEM分辨率的逐渐降低(30~150 m),径流模拟的结果与实际流量的相对偏差逐渐增大,但增长幅度不超过11%。当DEM空间分辨率低于150 m时,相对偏差变化并不显著。均值变点法能够很好地识别拟合曲线发生明显变化的拐点,通过统计分析发现DEM分辨率为150 m时即为模拟结果相对偏差变化趋势逐渐由陡变缓的变化最佳拐点。     

基于生态水文法的城市河流生态基流综合评估

针对郑州市快速城市化推进对城市河流产生例如城市河道断流、水污染、水生态恶化以及河流水量水动力不足等生态问题,通过线性倾向法、Mann-Kendall突变检验法对郑州市贾鲁河中牟水文站1965-2008年的实测径流资料进行水文特征分析,并通过综合运用tennant法、逐月频率法等水文法计算城市河道生态基流,评估不同水文法的适用性,甄别能够合理反映城市化河流的水文法计算河道生态基流,其计算结果可为城市河流生态补水提供参考依据。     

承德市河流纳污量分析及控制

近年来承德市流域水环境污染问题日益突出,为了控制和治理城市河流污染,研究城市河流的纳污能力十分必要.本文通过分析流经承德市河流的26个河段,统计现阶段水域纳污总量,并采用一维水质模型计算规划河段最大纳污量.经计算,到2022年全市控制COD入河总量为0.100万t,为现状入河量的2.5％,全市控制氨氮入河总量为0.0073万t,为现状入河量的12.6％.为日后的河流水环境污染防治和环境管理决策提供了依据,具有重要的现实意义.     

基于一维水质模型的盐津河纳污能力计算

盐津河是贵州省仁怀市主要供水水源和污染受纳水体。盐津河目前污染严重,水质超标,这在一定程度上给当地工、农业和居民生活用水安全带来严重隐患。以盐津河为计算对象,收集分析当地水文资料,并开展沿河污染源调查分析,确定了纳污能力计算的指标为COD、NH_3-N和TP;依据水功能区特征,进行控制单元的划分,在此基础上对规划水平年(2030年)进行污染源预测;利用一维水质模型和纳污能力计算模型对各控制单元分别进行纳污能力计算。计算结果表明,现状年和规划水平年盐津河的纳污能力均为负值。根据盐津河污染现状,在规划水平年提出相应的水污染防治建议。建议实施后,COD削减量为722.3 t/a,NH_3-N削减量为97.2 t/a,TP削减量为9.3 t/a,盐津河可达到其生态目标。本文可以为盐津河当地水环境治理提供参考和科学依据。     

基于V模型与SWAT模型的白莲河流域径流模拟对比研究

首先对VIC模型与SWAT模型进行了简介,然后将两个模型应用到湖北省白莲河流域,探讨该模型在中小流域尺度的径流模拟中的适用性,同时进行径流模拟的对比研究。本文利用白莲河流域的水文气象数据、DEM数据、植被覆盖/土地利方式是和土壤类型等资料,经过数据收集整理建立白莲河流域的VIC模型与SWAT模型。并采用1995-1999年汛期（4-10月）作为模型参数的率定期,2002-2004年汛期（4-10月）作为模型参数的检验期。模拟结果表明：两个模型基本能够反映白莲河流域的日径流水文过程,具有一定的适用性。     

基于卫星影像数据快速构建水动力水质模型研究

研究提出了一种基于Google Earth遥感影像获取河道水下地形数据,并通过克里金插值法生成地形数据的方法,用于无实测地形资料地区河道水动力水质模拟.采用二维水动力水质模型分析长江干流九江河段排污口对水质的影响,将提出的方法与九江水文局2017年1:1000实测水下地形生成的数据的计算结果进行对比:水位最大误差由0....     

SWAT模型的原理、结构及其应用研

SWAT模型是一个具有很强的物理机制的长时段的流域分布式水文模型,它集成了地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,能够模拟复杂大流域中多种不同的水文物理过程,包括水、沙、化学物质和杀虫剂的输移和转化过程。介绍了SWAT模型的基本原理和基本结构,分析了该模型在国内外实例中的应用情况,并结合我国的实际指出该模型应用中存在的问题与不足。     

基于SWAT模型的卧虎山水库流域径流模拟

为探讨SWAT模型在中小流域的适用性,以卧虎山水库流域为例,在3S技术的支持下,制备了SWAT模型所需的DEM、土地利用、土壤及气象等数据库,构建了卧虎山水库流域SWAT分布式水文模型,并以2007-2009年实测数据对模型参数进行率定,以2010-2011年数据进行模型验证。结果表明,逐月径流量模拟值与实测值的Nash效率系数、相关系数均大于0.70,相对误差小于15%。总的来说,SWAT模型能够较好地模拟卧虎山水库流域的地表径流过程,可以在该地区推广应用。     

SWAT模型的原理、结构及其应用研究

SWAT模型是一个具有很强的物理机制的长时段的流域分布式水文模型,它集成了地理信息系统(GIS)和遥感(RS)技术,能够模拟复杂大流域中多种不同的水文物理过程,包括水、沙、化学物质和杀虫荆的输移和转化过程.介绍了SWAT模型的基本原理和基本结构,分析了该模型在国内外实例中的应用情况,并结合我国的实际指出该模型应用中存在的问题与不足.     

气候与土地覆被变化下的水文响应模拟——以太行山八一水库流域为例

太行山区是华北平原的重要水源地,但近年来山区来水的逐渐减少已成为该地区水资源缺乏的重要原因之一。利用分布式水文模型SWAT,根据野外实际调查及室内实验获得了模型所需的水文地质参数,通过模型校准和验证,建立了太行山八一水库流域的水文模型,Nash-Sutteclife模型效率系数等评价结果显示,SWAT模型在该流域具有很好的适用性。结合该区历史气候与土地覆被变化趋势,分别假定了25种气候情景和4种土地覆被情景,模拟结果表明,气温降低和降水增加的情景下,流域的径流量明显增加,并且随着土地覆被的好转,径流量逐渐减少,蒸发量增加。从水文角度探查了太行山区径流变化的原因。     

水功能区限制纳污指标确定方法

基于最严格的水资源管理制度的要求,对水功能区主要污染物COD和NH3-N在规划年的排放量（处理前）进行了预测,计算了水功能区纳污能力,在此基础上对污染物的削减量进行预测,确定了水功能区限制纳污控制指标,并将研究成果应用于山东省胶南市,为该市污染物的排放提供了技术依据。     

高性能低功耗智能流速流量仪系统的设计

为满足水文部门对河流流速流量测量多种的要求,在旋浆式流速仪基础上,设计了以P98V51为核心的高性能低功耗智能流速流量仪系统,介绍了该仪表的原理和软硬件设计方法并设计了上位机系统.应用表明,该流速流量仪实现了提高测量精度,降低仪表功耗,提高测量数据时效性,无纸记录,差水质条件下测量的要求.符合国家河流流量测验规范要求.