水库立面二维水质模型研究

针对大型深水库水质要素分布呈现明显分层效应的特点,建立了适用于大型深水库的立面二维非稳态水温水质耦合模型。采用二滩鱤鱼河支库实测水温水质资料对模型进行验证,并分析了模型误差产生的原因。分析结果表明,所建模型可以用于对大型深水库库区水温及TP、TN等水质要素的数值模拟,模拟成果可为大型深水库修建的环境影响评价提供依据。     

基于立面二维水动力-水温耦合模型的水库水温分布

建立了考虑浮力影响的立面二维水动力-水温耦合数学模型,对温差异重流进行了研究,分析了浮力流的水流结构和温度分层的形成、发展过程,利用水库物理模型的试验数据对模型进行了验证,再将该模型应用于一拟建水库,模拟预测了该水库建成后夏季典型条件下库区的流场及温度场分布,研究了不同高程放流洞放水对库区流场、温度场及下泄水温的影响。     

基于耦合模型的安康库区水温水质影响研究

河流上筑坝发电将对水温、水质等生态环境产生影响。该文建立了三维水温水质耦合模型,以汉江上游安康水电站为例,选取COD(化学需氧量)和氨氮为水质指标,利用实测的水温、水质数据率定参数,对比分析单独计算和耦合计算其坝前垂向水温的差异性,模拟"引汉济渭"工程实施后逐月水温水质分布,总结耦合计算其库区水温、水质的变化规律。研究结果表明,耦合计算坝前垂向水温较单独计算反应灵敏,与库区实测水温更接近;耦合计算坝前水温在3月至9月呈弱分层状态,其余月份呈混合状态;对比不同年份的水电站下泄水温与坝址处天然水温可知,枯水年对水温影响最大,平水年次之,丰水年影响最小;坝前垂向氨氮、COD的分布规律基本与实测水温分布规律一致,受温度异重流影响,耦合计算的COD、氨氮分布规律与实际情况更相符合。     

水库水温结构及其对库区水质影响研究

大型水库的建设在发挥巨大作用的同时,也带来了一些环境问题,引起人们广泛的关注,水温分层问题便是其中之一。针对水库水温分层问题,介绍了水库不同水温结构的类型及特点,总结了水库水温预测的最常用的方法:包括经验法和数学模型法,并分析了两种方法的适用条件及计算精度;探讨了水库蓄水后库区水动力特性的改变以及分层结构对库区水质的影响。研究结果表明:水库蓄水后,库区纵向流速分布自库尾至坝前段逐渐减小,水温分层会导致其它水质参数如溶解氧(DO)、pH值、化学需氧量(COD)等的分层,为水库的水温计算和库区生态环境影响评价提供依据。     

分层型水库取水水温量纲分析及其影响因素研究

水温分层作为影响库区水生生态系统的重要因素逐渐成为研究热点。影响下泄水温的主要因素包括:坝前水温梯度、取水水头、取水流量、取水口宽度、温跃层厚度、重力加速度等。通过量纲分析法,基于π定理尝试建立了溢流式分层取水下泄水温估算模型。采用SAS 9.3统计软件对实验数据进行了回归分析,提出了下泄水温估算方程,相关系数达到95.6%。研究结果表明,水温梯度项为下泄水温估算的最主要因素,其次为取水水头项,最后为流量项;随着坝前水温温跃层强度增大,下泄水温升高,且强度越大,对下泄水温的影响越显著;下泄水温随取水水头的增加而降低,下泄水温降低幅度明显小于取水水头变幅;当取水流量逐渐增大时,下泄水温逐渐升高,但取水流量大于临界值时,下泄水温转而表现出缓慢下降趋势;在本文研究范围内,估算方程可以用于较好地预测下泄水温,预测结果与实验数据的相关系数为99.4%。     

漫湾水库水温水质的回顾评价

根据漫湾水电站环境监测站资料，对水库蓄水前后水环境中水温、水质因子的变化进行初步分析，认为下泄水量的水温与天然状态比较变化不大，对环境影响很小，而水质则较天然状况稍差。库区上游江流域兰坪铅锌矿是库区水质重金属污染来源，黑惠江则可能是库区有机污染的主要来源。     

分层型水库垂向水温分布模型解析解研究

分层型水库垂向水温计算常采用垂向水温分布模型的数值解法或经验公式法,数值解法计算工作量较大,经验公式法简便但不能随便移植使用。在Huber和Harleman建立的垂向一维水库水温模型的基础上,简化模型结构和部分参数,推导出垂向一维水库水温分布模型解析解,并用二滩水库的实测水温资料验证了解析解,得到了较好的效果。提出的垂向一维水库水温分布模型解析解法可用于深水型水库垂向水温分布预测。     

水库水温垂向分层模型及黑河水库水温预测

水库水温垂向分层模型将水库水体离散为具有一定厚度的水平层次，同一层内水体充分混合，水温相同，在此基础上考虑太阳辐射、出入水流、垂向扩散及密度对流等因素，根据质量、热量平衡原理计算各层水温。对黑河水库水温结构的预测表明，水温的垂向分布与径流过程和水库运行方式关系密切。建议水库设置活动分层取水设施，并在泄水方式上适当考虑对温跃层的破坏和对农灌水质的影响。     

水库水温分层对农业灌溉影响机理分析

通过对水库水温结构类型分析计算,朱庄水库为分层型水库。对朱庄水库水温分层对水体的化学和生态影响进行分析。通过对朱庄水库分层产生的低温水对下游用水影响分析,低温水用于农业灌溉则对农作物产生不利影响。根据该区常规种植的农业作物冬小麦和夏玉米两种作物影响分析,两种作物生长季节气候环境不同,低温水对夏玉米影响大于冬小麦。为水温的控制和利用、保证供水质量提供科学依据。     

漫湾水库水温水质的回顾评价

利用漫湾水电站的环境监测资料 ,对水库蓄水前后水环境中水温、水质因子的变化影响进行了初步分析 ,结合电站竣工验收作了水电工程环境影响简要回顾评价。     

小浪底水库水环境质量预测模拟研究

小浪底大坝建成运行后 ,水库库区的水力特性及水质特性将发生变化。根据三门峡大坝至小浪底大坝间河段的水文水质特性 ,建立了两坝间水力、水质模型 ,并据此对工程投入运行后库区水流、水质特性的变化进行预测     

松涛水库水温数值模拟研究

为研究热带地区湖泊型水库水温分布规律,以海南省松涛水库为研究对象,采用垂向一维水温模型——DYRESM模拟水温分布,探究该水库水温结构及垂向水温年内演变规律。经分析可知:松涛水库水温呈显著的稳定分层结构,水温垂向分布具有明显的季节性;6、7月平均水温最高,2月最低,水深40 m处至库底水体水温不随时间改变,常年保持在19℃左右;全年内,水库表层水温均高于入流水温和当地气温;入库流量猛增时会导致水库水温出现双温跃层结构。     

前坪水库高水头分层取水水温分布研究

高水头大型水库下泄水温对农业灌溉和河流水生态环境影响很大,分析研究高水头水库的水温垂向分布规律及分层取水对放水温度的影响,可以为水库的设计与调控提供科学依据。以前坪水库为研究对象,采用DELFT3D FLOW软件建立其库水温度计算模型,分析了高水头大型水库在分层取水与单层取水两种不同取水方式下的排水温度。该模型选取海洋温度模式,并收集周围气象站的多年平均资料作为背景数据;以水库丰、平、枯、特枯四个典型年份的水文资料为初值条件,上游天然水流入、下游取水出流为边界条件。分析结果表明,采用分层取水方案时,排水温度较为接近自然河水温度,可满足各种作物灌溉需求。     

依生布古水库水温模拟预测

将MIKE3数学模型应用于依生布古水库水温的数值模拟,给出各月坝前水温沿垂向分布,并通过对比建库前后逐月月平均水温,得出4—8月水库下泄水温低于天然河道水温,9月～次年3月水库下泄水温高于天然河道水温。     

基于EFDC模型的明湖水库水质数值模拟及预测

基于EFDC模型,以支鱼港补水闸和大尖退水闸实测流量、水质、水位为计算边界,模拟并探讨了明湖水库库区水体在静置期和交换期的水质情况。结果表明:库容较大时,库区水体水环境容量较高,水质浓度的增加幅度较小;COD浓度随水体静置时间增加的幅度较NH3-N低;在水体静置期,库区水体停留时间以27~30 d为宜;明湖水库运行期间,通过支鱼港补水闸、大尖闸与大冲闸联合调度运行,相机换水可有效保证库区水质安全。     

Study on Water Quality Prediction of Urban Reservoir by Coupled CEEMDAN Decomposition and LSTM Neural Network Model

Urban reservoir is one of the important urban drinking water sources, and it is of important significance to ensuring the safety of urban water supply. The water quality of the reservoir is an important factor affecting the safety of water supply. Timely and accurate water quality prediction is very important for the formulation of a scientific and reasonable reservoir water supply plan. Considering the problem of high requirement of basic data in constructing water quality hydrodynamic physical model, this paper established a new data-driven model of water quality prediction in urban reservoir based on the Long and Short-Term Memory (LSTM) model, and the water quality data’s decomposition is implemented through the Complete Ensemble Empirical Modal Decomposition with Adaptive Noise (CEEMDAN) method. This model can not only realize the water quality prediction during different foreseen periods, but also solve the problem of low prediction accuracy caused by the randomness and large volatility of the measured data. Taking Xili Reservoir in Shenzhen of China as an example, the prediction of water concentration including total nitrogen, ammonia nitrogen, total phosphorus and PH value of Xili reservoir was realized based on historical monitoring data. Through simulation calculation, the prediction results of total nitrogen, ammonia nitrogen, total phosphorus and PH value in the water quality prediction model are highly consistent with the measured results, it is found that the simulation effect is good, and this model can well simulate the reservoir’s water quality concentration change process. For the total nitrogen and ammonia nitrogen, the relative prediction error of the model can be controlled below 10%, which shows the rationality of the built model. The research of this paper can provide an important theoretical and technical support for the water quality prediction and operation plan formulation of Xili Reservoir.

     

契爷石水库水质监测评价及水质预测研究

契爷石水库开展了6年(2015—2020年)的水质监测.结果表明:溶解氧、高锰酸盐指数、日生化需氧量和氨氮表现出明显的季节性变化特征,而总氮和总磷没有表现出明显的季节性特性;溶解氧随年份呈先减小后增大规律,高锰酸盐指数和五日化学需氧量没有明显规律性,氨氮、总氮和总磷在整体上呈递减趋势;采用综合水质评价法和模糊综合评价法对水库水质进行综合评价,评价结果均达到生活用水和灌溉用水要求的最低Ⅲ类标准;GM(1,1)灰色预测模型对水库水质指标的平均预测误差为9.8％,预测效果较好,可用于该水库未来一段时间内水质的预测分析.     

层次模糊评估法在水库土坝坝体质量评定中的应用

根据层次分析理论,将抽象化的、难以定量测量的影响土坝安全的指标逐层分解为现代检测技术手段可以做出分析的各项指标,建立土坝安全病害缺陷指标评价的逐阶层次结构思路,提出一种不确定性数学的定性与定量相结合的模糊评估方法。该方法避免了在水库大坝安全评价中人为主观因素较大,分析评价不够确切,甚至出现误判的现象。