淮河流域水质污染时空变异特征分析

选取淮河流域的82个水质监测站,对各站点的1986—2005年水质监测数据进行统计分析,探讨了全流域内水体污染物浓度变化的时空变异特征,为淮河流域水污染治理、水环境保护以及生态修复提供依据。采用时间序列法分析水体污染物浓度的时间变化规律,应用Mann-Kendall检验法对流域范围内水体污染物浓度变化趋势进行了分析。研究结果表明,淮河流域水质变化主要受到入河排污量、上游来水量、闸坝调控方式以及气候条件等方面因素的影响。蚌埠站的水体污染物浓度多年变化规律表明,1995年是水体污染物浓度变化的转折点,1995年前水体污染物浓度不断恶化,1995年后水体污染物浓度逐渐好转。DO浓度的年内变化主要受到水温的影响,表现为冬季浓度高于夏季浓度;CODMn浓度同时受到闸坝调控方式以及区域来水量的影响,汛期浓度低于非汛期。从全流域的水体污染物浓度变化规律看,有机污染物浓度呈显著上升趋势的河段主要分布在淮北支流上,说明在20世纪90年代后期,虽然流域进入相对丰水期以及进行了大规模的水污染联防工作,淮河流域水质污染得到了一定程度的改善。但在2000年后,随着流域内入河污水量和污染物排放量的增加,淮河流域的水质污染依然严重。     

泄洪洞掺气设施效果影响因素的主成分分析

为了揭示影响掺气设施效果的主要因素,收集了国内外31个大型水电工程泄洪洞中安全运行的73个掺气设施相关资料(包括掺气设施结构参数、设计条件下的水力参数和空腔长度等资料),统计分析了这些掺气设施各结构参数的选用频率分布和空腔长度的出现频率分布。在此基础上,应用主成分分析法,定量分析结构参数与水力参数对空腔长度的影响程度。统计结果表明,大多数掺气设施的挑坎高度tr选用范围分布在0~0.8 m区间,选用比例高达85.33%;挑坎角度θ选用范围多集中于4°~8°区间,选用比例达60.0%;坎前底坡i_1和坎后底坡i_2的选用频率多集中于0~0.15区间,选用比例约59%;空腔长度L出现频率绝大多数集中于6~36 m区间,出现频次超过98%;在空腔长度的诸多影响因素中,坎前坡度i_1和坎后坡度i_2对空腔长度的影响最大,均超过了28%,Fr的影响占据了25.12%,tr/ho的影响占据了15.01%,挑坎角度θ的影响最小,仅占2.62%。研究结果可为掺气设施的设计和运行管理提供参考依据。     

丰满水电站坝下河段生态水文特性分析

根据研究区域特点以及鱼类主要产卵场分布情况,选取丰满、吉林和松花江三个水文站作为代表来分析丰满大坝下游河道的生态水文特性。分析IHA的5大类32个生态水文指标在研究区域时空变化特性,结果显示大多数指标具有沿程增加的趋势和基本相同的逐年变化趋势。进一步分析产卵期影响产漂流性卵鱼类繁殖的涨水指标(有效涨水过程数、总有效涨水持续时间、断面初始流量、流量的日增长率、前后两个洪峰过程的间隔时间),结果表明:(1)通过丰满与永庆水库联合生态调度,可改善下游产卵场江段的水文条件;(2)丰满、吉林和松花江站的断面初始流量和流量的日增长率指标差别不大,逐年变化趋势一致;(3)比较有效涨水过程数和总有效涨水持续时间指标发现,松花江站明显比其他两站大,比较前后两个洪峰过程的间隔时间指标发现,松花江站变化更加稳定。研究结果为大坝河段的生态研究提供参考。     

珠江河口三角洲数值模拟技术研究进展

综述了珠江河口三角洲水域近5年来的数值模拟技术研究成果。分析表明，目前数值模拟技术正朝着水系整体模拟、多要素耦合模拟、多方法有机集成、系统框架下局部水域重点深入研究的方向发展。建立珠江河口水域的数值化研究平台，集成各种信息和分学科技术，支持区域水资源综合开发、利用、保护和管理，是今后数值模拟技术研发和应用的趋势。     

三峡库区蓄水对含沙水体水质的影响分析

根据三峡库区蓄水前后监测的水文、水质及泥沙资料,分析水文、水质、泥沙等指标的变化情况。对蓄水前后泥沙的变化引起的水质变化进行讨论。结果表明:蓄水后由于泥沙大量淤积,库区含沙量显著减小,引起相应的浑样污染物浓度明显减小.水库运行过程中应充分重视泥沙对水环境的影响。     

淮河流域洪水预报系统的模型集成研究

根据淮河流域洪水特征和水系构成,分析了水文学与水力学模型在洪水过程、洪水要素和空间范围方面的集成方式,并且介绍了两种模型针对淮河流域特点所采用的关键技术方法.为实现两种模型的充分集成,采用了数据 - 模型 - 应用3层结构的总体集成框架,通过模型应用过程的模块化处理和数据有效交换,建立了集模拟、率定和预报功能于一体的综合计算平台.本文所建立的集成模型采用长系列实测资料进行了参数率定和模型验证,应用结果表明建立的集成模型具有较高的计算精度.     

河流泥沙与磷作用情景模拟及分析

泥沙是河流水环境系统的重要组成部分,泥沙运动过程和泥沙吸附解吸作用对河流水质具有显著的影响。天然河流中泥沙运动状态存在一定的变化,尤其是河流上修建大坝蓄水后,库区泥沙运动过程的变化更加明显,相应也会引起水环境条件的改变。本文采用挟沙水流水质一维数学模型,以磷为代表污染物,在一定的水流、泥沙和水质的计算条件下,对泥沙稳定吸附、泥沙淤积、床沙冲刷和不同冲刷位置等4种情景对水环境的影响进行了模拟和分析。通过模拟说明了特定条件下泥沙运动状态和吸附特性变化对水环境的影响,从而为进一步认识天然河流中泥沙对水环境的影响提供支持。     

应用PTV粒子追踪测速技术的鱼卵运动试验研究

鱼卵运动研究是了解自然河流中鱼卵漂流散布规律的力学基础,对鱼类早期资源估算、产卵场位置推算和鱼类栖息地修复等具有重要意义。本文应用PTV粒子追踪测速技术,通过20组不同水深、不同流速工况的水槽试验和200组鱼卵粒子群(直径为4 mm,比重为1.01)运动视频的图像处理,并结合理论推导解析鱼卵运动方程,系统分析了恒定均匀流条件下的鱼卵运动特性、主要影响因素及其作用机理。结果表明,鱼卵运动的主要影响因素为水流速度、鱼卵比重、鱼卵粒径和鱼卵初始速度。鱼卵纵向速度随水流纵向速度线性增大,其试验拟合结果为水流纵向速度的0.73倍;鱼卵垂向速度(沉速)主要受鱼卵比重和粒径的影响,与水流纵向速度无直接显著关系;鱼卵运动轨迹在小流速情况下近似线性下降,且轨迹斜率随流速增大而趋缓;当流速增大到0.93 m/s,鱼卵轨迹受水流紊动效应影响转变为伴随着个别鱼卵猝发跃移的波浪翻滚式下沉;水深对鱼卵运动速度和运动轨迹的影响相对微弱;鱼卵初始速度对其运动的影响仅在初始极为短暂的时间内。     

藻类残体颗粒的沉降特性与模型材料选择

南水北调中线干渠中藻类残体随流运动,容易在退水闸、分水口等突扩断面位置沉积,需要经常进行清淤工作。本文应用PTV粒子追踪测速技术,通过1组工况的藻类残体颗粒静水沉降试验和24组工况的不同模型材料、不同粒径的静水沉降试验,研究藻类残体颗粒的沉降和比重特性,探究不同模型材料沉降特性,并选择适宜野外漂流示踪试验的模型材料。结果表明,藻类残体颗粒的静水沉速为0.008 m/s,在水中的比重为1.004。同一比重的模型材料,粒径越大静水沉速也越大。相近或相同粒径的模型材料,比重越大静水沉速也越大,比重较小的模型材料,静水沉速随粒径增长的斜率较小。奇亚籽的平均粒径为3.5 mm、平均比重为1.05、平均静水沉速为0.017 m/s,其物理属性和水动力属性都与藻类残体颗粒相近,可作为南水北调干渠等藻类残体颗粒的野外漂流示踪试验材料。研究成果可为南水北调中线干渠的藻类防控与高效清淤提供技术支持。     

引江济太泥沙模拟及分析

基于实测资料进行了引江济太调水试验引水区泥沙含量、泥沙级配特征的分析，为了解泥沙影响的基本趋势提供了依据，为数学模型提供了计算条件。分别采用一维非恒定水沙数学模型、二维非恒定水沙数学模型进行了引水泥沙在望虞河及贡湖运动过程的模拟，重点对含沙量和淤积量空间分布、不同引水方式对淤积趋势的影响进行了分析，为引水工程的长期有效运行提供了技术依据。