含柔性植被明渠水流水力特性的试验研究

采用粒子图像测速(PIV)技术对含柔性淹没植被明渠水流的水力特性进行试验研究。利用人造水草模拟天然柔性植被,对不同密度、不同流量条件下含柔性植被明渠恒定均匀流场进行了测量,得到了淹没植被情况下纵向流速、雷诺应力、紊动强度沿垂向分布与曼宁系数的变化情况。试验结果表明:纵向流速的垂向分布可以分为3区,包括自由水面区、中间冠层区和近床面区。自由水面区流速随植被密度增大而增大,中间冠层区与近床面区流速随植被密度增大而减小。雷诺应力与紊动强度的峰值出现在植被冠区顶部附近,并随着植被密度增大而增大。     

溃口近区二维数值模拟与溃坝洪水演进耦合

基于黏土心墙砂石坝的溃决过程,以及溃坝洪水传播和运动的特性,建立黑河金盆水库大坝溃口近区二维数值模型和下游地区溃坝洪水演进耦合数学模型。使用DAMBRK法计算逐渐溃坝,并应用其结果进行后续模拟。采用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式求解一维模型,采用单元中心的有限体积法求解二维模型方程。采用侧向连接方式,将黑河两岸计算水位点与二维网格单元相连,实现一、二维模型的耦合。采用所建立的二维模型对溃口近区进行计算与模拟,得到计算区域某一时刻的水深及流速分布。应用所建耦合模型对黑河金盆水库万年一遇入库洪水漫顶致溃坝洪水进行数值模拟,得到一维河道内各断面的水位和流量变化过程,以及二维计算区域内不同时刻的水深分布图、流速矢量图和淹没范围变化过程。溃口的形成过程不仅包括漫顶水流的直接作用,同时包括溃口形成过程中两侧漩涡状水流的反冲刷作用。耦合模型可以同时兼顾河道内的水流变化以及河道外计算区域内的洪水演进过程,从而减少由于计算结果偏大或偏小所带来的防洪资源浪费和防洪措施不利等不良影响。     

黄河上游羊曲水库水质预测研究

羊曲水库为峡谷型水库,长宽比较大,可忽略水流在横向和垂向的变化,只考虑纵向变化.在求解一维动态水质模型之前需推求水库水面线,以获得相关水力要素.通过建立一维动态水质模型,模拟了羊曲水库BOD、氨氮浓度的时空分布.得出在50%频率年,库区的BOD值小于3 mg/L、氨氮质量浓度小于0.5 mg/L.     

渭河干流(陕西段)生态需水量研究

河流是重要的地表水资源，对于维护流域生态环境的功能质量意义重大。近年来多条河流出现的断流问题严重影响了沿河人民的生活质量、破坏了流域的生态环境。以渭河干流（陕两段）为例，研究了渭河的生态需水量，考虑到渭河是一条多沙河流，而且渭河沿岸有许多傍河水源地，认为生态需水量包括挟沙需水量和地下水回补量两部分，得出渭河的生态需水量约为62亿m^3的结论。     

污灌区浅层地下水污染风险评价研究

以污灌区土壤作为风险源,以地下水系统作为风险受体,建立了包含地下水脆弱性、地下水特征污染物容量指数及土壤特征污染物潜在生态危害指数的地下水污染风险评价概念模型。以太原市小店污灌区为例,利用该模型对浅层地下水污染风险进行评价。结果表明:污灌区地下水脆弱性相对较低,特征污染物分布较为集中;受含水层脆弱性指数、特征污染物容量指数及潜在生态危害指数的影响,污灌区浅层地下水污染风险高低分布不均,较高污染风险区和高风险区分布在西吴、贾家寨、梁家庄等村庄以及汾河、萧河沿岸一带,占区域面积的31%。研究成果可为污灌区地下水污染风险分区提供参考依据。     

渠道防渗在山西省节水农业改造中的重要地位

本文通过对山西省水资源和农业灌溉用水保证率的定量描述，说明了山西省水资源的匮乏程度和面临的严峻状况，并阐述了山西省节水农业改造的必要性。文中重点指出渠道防渗是诸多农田灌溉节水措施中经济合理、技术可行的主要节水措施之一，同时又是当前农田灌溉节水改造的关键环节。文章简述了山西省渠道防渗的发展历史及现状，并对目前常用的几种防渗形式、防渗效果的优劣进行了分析比较，同时对不同防渗形式的经济效益进行了综合分析     

基于水质目标管理的涑水河水环境容量研究

应用水质目标管理技术方法,研究涑水河水环境容量计算及分配,污染负荷削减等关键技术,实现涑水河污染物减排。建立涑水河水动力水质模型,结合实际监测资料,进行模型率定和验证,并对涑水河在95%、75%、50%保证率下,各断面COD、NH_3—N水环境容量的研究。COD水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-6802.037、-5891.560、-5203.764 t/a;NH_3—N水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-3328.943、-2070.057、-1821.376 t/a。需要对其进行污染物削减,确定涑水河污染物的削减量,COD在特枯年、枯水年和平水年削减量分别2103.75、1926.58、1702.33 t/a;NH_3—N削减量分别是927.07、605.31、546.29 t/a。将水质目标管理技术运用在涑水河水环境容量研究中,为流域环境水质改善提供技术支撑。     

气候变化对汾河(运城段）径流影响模拟

将分布式水文模型——SWAT模型应用于汾河（运城段）的径流模拟,以期为流域水资源管理、优化配置提供科学依据。首先,分析模型对研究区域的适用性,并在现有资料基础上对流域径流进行模拟研究,从时间、空间两个方面共同诠释了流域内径流与降水的关系;其次,根据流域未来气候可能变化,由增量情景法设定了不同气候情景,模拟未来气候情景下径流的变化趋势以及径流量的年内变化特征。结果表明:①研究区域内径流在时空分布上均与降水量分布吻合;②研究区域内径流量变化与气温变化呈负相关关系,与降水量变化呈正相关关系,且降水量变化对研究区域径流量产生的影响比温度变化产生的影响大;③径流量的年内分布呈季节性特点,汛期（7—10月份）最大,枯水期（11月至翌年3月份）最小;④未来气候变化趋势下,研究区域径流量将呈相应增加趋势,在气温升高0.5℃和降水量增加10%的情景下,河津水文站的径流量将增加1.29 亿m3。     

河流生态环境需水量研究

生态环境需水量的研究还处于起步阶段,对于其内涵尚无统一的界定。对生态需水、环境需水、生态环境需水、生态用水等概念进行了探讨,对国内外生态环境需水量的计算方法进行了研究。     

基于径流还原的桑干河生态基流及其盈缺分析研究

考虑到流域内水循环及降雨径流关系,通过对径流还原后,采用生态基流计算方法,确定桑干河生态基流量,进行桑干河生态基流分析。针对桑干河罗庄-固定桥、固定桥-册田水库逐年计算时,采取逐项还原法,逐项还原断面以上未实测到的水量,加上断面实测径流,还原为断面天然径流量。采用Tennant法计算桑干河生态基流量,并与最小月平均流量法的计算结果进行对比。Tennant法生态基流量多年平均计算值介于25%和50%频率年的计算结果,符合实际情况。通过对桑干河灌区引水与河道实测径流变化对比,发现其引水对河道生态基流起到了制约作用,需要采取措施来解决生态基流的缺水问题。