输水隧洞衬砌在膨胀岩地层中的受力特性

以兰州市水源地建设工程彭家坪支线输水隧洞(穿越膨胀性岩层)为例,以荷载-结构模式计算并分析膨胀岩位于隧洞不同位置、在不同等级膨胀荷载作用下,衬砌内力、变形及最小安全系数的变化规律。计算结果表明,膨胀岩位于隧洞拱部时,随膨胀荷载的增加,衬砌墙脚应力集中显著,仰拱内侧弯矩及变形明显增大,属受力最不利工况;膨胀岩位于隧洞边墙及仰拱时,随膨胀荷载等级的增加,内力极值点会由仰拱向边墙转移;膨胀岩位于仰拱位置时,膨胀荷载对其影响较小。     

黔中水利枢纽玻利隧洞修复加固措施

玻利隧洞为强岩溶管道发育地区深埋、高地下水位长隧洞,汛期工程区普降暴雨,造成已衬砌隧洞底板局部混凝土发生了隆起、开裂破坏。为此,采用洞内修复加固和洞外增设排水洞等工程措施进行了处理,经2016年汛期验证,修复加固效果良好,其经验可供类似工程设计参考。     

北京市水质监测信息共享平台研发与实现

介绍了北京市水质监测信息共享平台的设计与关键技术:采用软件工程技术、数据库技术、GIS技术、互联网技术、中间件技术等先进技术,实现水利部门之间数据的纵向共享,水利、环保、卫生等涉水部门之间水质数据的横向共享,并在此基础上实现了全市源水、供水、排水水质的成果会商、水质预警、统计分析、报表生成、信息发布等,建立了全市水质监管部门的信息共享机制,保障了首都供水安全、水环境安全,为首都水环境治理提供了数据基础及技术支撑。     

基于缓蓄快放系统的西安市护城河水质改善方法研究

研究缓蓄快放系统,探索水资源短缺地区的河流水动力提升方法及其对水质影响规律。以西安市护城河南西线为研究区,根据护城河现状水质与水动力数据,利用MIKE21构建了西安市护城河水动力-水质耦合模型。依护城河现有坝体设计蓄水闸门,模拟河道上游快速泄水对下游河道的冲淤能力,探究不同蓄水高度和不同水质条件快速泄水对护城河水动力和水质的影响规律。基于MIKE21的数值模拟结果表明,不同蓄水高度对水体的水动力特性影响显著,蓄水水质对污染物浓度具有显著影响。基于MIKE21的西安市护城河水动力-水质耦合模型模拟结果表明采用1 m蓄水高度与Ⅲ类水补给相结合的工况可以最大程度实现护城河水体的水质、水动力改善。西安市护城河采用符合地表水Ⅲ类的补水水源,通过提升护城河水动力的方式可以有效改善西安市护城河水质状态。     

考虑大气沉降的湖库分区动态水环境容量精细解析

针对面源污染为主的湖库型流域,为建立水质目标管理与污染总量控制之间更精准的响应关系,借鉴日最大负荷总量模式,基于物质量平衡原理提出考虑径流丰枯变化、不均匀混合、大气沉降等影响因素的湖库分区动态水环境容量精细解析方法,包括污染混合区设置、代表水文系列确定、逐日分区水量水质计算。以沙河水库为例,分别以全湖Ⅱ类、主湖Ⅱ类作为水质管理目标,采用2010—2015年代表水文系列对总氮动态水环境容量进行精细解析。结果表明：全湖Ⅱ类、主湖Ⅱ类水质管理目标下沙河水库总氮水环境容量的多年均值分别为36.7 t和99.43 t,若不考虑湖滨混合区,全湖Ⅱ类水质目标下总氮的年水环境容量计算值偏大66.43%;实施水质目标管理的水域面积越大,大气沉降对水环境容量的影响越大;径流年际及年内丰枯变化对水环境容量的影响显著;各分区总氮控制总量占全流域总量的比例与面积比基本一致。湖库分区动态水环境容量精细解析可量化不同因素对水环境容量计算结果的影响,科学解析面源输入型湖库水环境容量的时空结构特征,实现水质目标管理与污染总量分区管控的有机联动,更好地支撑流域水环境的精细化管理。     

拟建鄱阳湖水利枢纽对湖区水环境容量的影响

采用水动力水质模型模拟了鄱阳湖在极端退水年(2016年)和一般退水年(2017年)两种退水工况下拟建鄱阳湖水利枢纽建设前后的水动力水质过程,并构建湖区水环境容量模型评估了鄱阳湖拟建水利枢纽对湖区水质和水环境容量的影响。模拟结果表明：枢纽建设运行能显著增加鄱阳湖的水体体积,每月最大可增加77%;在退水初期主要降低湖泊中部的TP质量浓度,在极端退水年的退水后期会导致闸上TP质量浓度升高,在一般退水年则会导致闸上TP质量浓度降低,但对COD_Mn和NH₃-N质量浓度空间分布无明显影响;在极端退水年,枢纽建设运行会导致COD_Mn、NH₃-N和TP质量浓度增大,而在一般退水年则会导致TP的质量浓度降低;枢纽建设运行能显著提升COD_Mn和NH₃-N的水环境容量,在一般退水年会增大TP的水环境容量,但在极端退水年TP的水环境容量可能降低。     

茅洲河河口建闸对闸上水质的影响研究

采用MIKE FLOOD模型建立了茅洲河河口一、二维耦合的水动力、水质模型,模拟分析茅洲河河口建闸后对茅洲河干流及河口附近水质的影响。通过模型模拟表明,由于茅洲河干流中下游的污染物以及交椅湾地形的影响,交椅湾内水体流速变慢,茅洲河河口易形成污染带。通过茅洲河河口建闸前后的工况模拟分析,共和村断面在2020年工况下洪水期氨氮浓度在1.6～2.3 mg/L之间波动,均值为2 mg/L,建闸后基本稳定在2.13 mg/L。枯水期时建闸前氨氮浓度在1.4～2.1 mg/L之间波动,均值为1.8 mg/L,建闸后基本稳定在1.83 mg/L。研究发现,河口闸的建设对茅洲河干流的水质基本没有改善作用。从污染物均值来看,河口建闸后闸上水质略有恶化,主要原因是河口处靠近外海区域污染物浓度较干流下游浓度低,建闸后闸址下游河水无法上溯,对断面污染物的稀释作用减小。本研究成果可供茅洲河水环境治理的相关决策提供参考,也可为其他流域的河口闸建设研究提供参考。     

水库生态调度现状与展望

生态调度是在兼顾水库调度的社会、经济效益的基础上重点考虑生态因素的水库调度新模式。简要介绍了生态流量、生态调度等概念,同时对世界各地生态调度实践的过去(2000年以前)和现在(2000～2019年)的研究情况进行了综述,并对未来的研究进行了展望。生态调度研究最早于20世纪40年代从研究河流最小生态流量开始,期间提出水文学方法、水力学方法、生境模拟法等200多种生态流量计算方法。现阶段有关生态调度的探索强调将生态因子纳入传统的水库调度过程,由早期的单目标生态调度发展成多目标生态调度,包括生态水量调度、水质调度、泥沙调度和水生生物资源调度。联合调度、梯级调度、分层取水调度等方式被应用于水库调度实践中并取得了显著的成效。此外,大量研究显示,通过工程措施、生物措施和管理措施可以很好地解决生态调度过程中的一些难题。然而,对生态调度机制的研究仍旧匮乏,大量基于经验统计的生态调度工作难以从本质上解决经济发展与生态效益之间的矛盾。因此,从机理层面构建生态调度模型是目前亟待解决的问题,也将成为生态调度领域的新热点。此外,如何对生态调度的效果特别是其对水生态系统健康的效果进行量化,也是当今亟待解决的现实问题。     

赣江河水主离子化学特征和径流效应以及控制机制

赣江发源于我国中南部的江西省,是长江的一大支流,为了客观分析该河流的水化学特征,开展水质评价,对赣江1958～2016年水化学数据进行了收集和分析。结果表明:①Ca~(2+),Na~++K~+,HCO_3~-和SO_4~(2-)是河流中的主要离子,pH值范围为6.0～8.8,TDS范围为15.7～141.0 mg/L,所有离子月变化量与河流流量呈正相关。1980年以前河流流量与SO_4~(2-),NO_3~-和Cl~-的浓度月变化正相关程度高于1980年以后,这表明河水化学特征1980年之前主要是非点源成因,但1980年以后为多种来源的混合。②海盐源Cl~-占河水Cl~-的比例小于19%,硫酸参与硅酸盐岩和碳酸盐岩的风化,反映了1980年以后人为活动有所加强。Cl~-/(Na~++Cl~-)和SO_4~(2-)/(Na~++Cl~-)的增加与江西省国内生产总量、人口、煤炭消耗、肥料用量的关系受废水排放影响。③根据世界卫生组织饮用水标准,赣江的水质符合饮用水标准,但应该警惕Cl~-和NO_3~-浓度在1980年后在持续增加。     

水质耦合模型分类及应用进展

水质模型广泛应用于水质模拟、预测与辅助决策,是研究水污染、治理水环境的一个重要工具。近年来国内外关注于水质耦合模型研究,它能够克服使用单个模型的局限性,提高了模拟精度。系统介绍了国内外广泛运用的三类水质耦合模型类型,主要包括多个水质模型组成的耦合模型、水文-水质耦合模型、GIS-水质耦合模型,着重介绍各耦合模型的内在发展驱动力及应用情况,讨论耦合模型在实际应用时的优越性。此外,还对水质耦合模型耦合方式的优、缺点进行总结。最后根据模型耦合方式存在的难点提出了对水质耦合模型未来发展的展望。