大通河流域水能水资源开发对河流水文过程和环境的影响

根据水文观测和引水与水电开发资料,分析了大通河流域水能水资源开发利用现状及其对河流水文过程与生态环境的影响.结果表明：由于区域用水和跨流域引水,使大通河中下游河道的水量减少,水环境容量减小,其中,青石嘴、天堂、连城(二)站3-11月平均流量分别减少0.6%~9.6%、0.5%~3.8%、1.7%~52.9%. 自1994年引大入秦工程建成跨流域引水后,连城(二)站年径流量开始减少,1994-2010年平均径流量比1977-1993年减少了5.7%;引大济湟工程建成通水后,加上引大入秦和引硫济金工程,引水总量将达到12.33×10⁸ m³,占大通河多年平均径流量28.16×10⁸ m³的43.8%,对河川径流的影响十分显著. 至2011年,大通河上已建成梯级电站34座,洪水期电站同时泄水会瞬间加大河道流量,枯水期蓄引水又使减水河段水量减少. 梯级水电站群无序蓄放水使洪水过程由天然的平稳状态转变为人工干预的剧烈变化状态,上下游洪峰不对应,对下游地区的防洪安全产生极大威胁. 过度的水能水资源开发,使大通河中下游部分自然河段出现淹没、断流,水生物和两岸的植物萎缩,水环境污染加重,对生态环境产生负面影响. 建议实行流域水资源统一管理,对梯级电站下泄水量统一调度,在减水河段预留必须的生态基流,确保河道内外生态用水;加强河道水位、流量、泥沙、水环境、水生物监测,为流域防汛、水资源管理、生态环境保护等提供决策依据.     

Optimized water surface ratio and pervious surface proportion in urbanized riverside areas

An optimal group of water surface ratios and pervious surface proportions can reduce the risk of waterlogging in large urbanized riverside areas. In this study, the Storage Capacity Curve Method is proposed to calculate the drainage modulus, the essence of which is based on the assumption that the drainage area is a reservoir; and then draw the storage capacity curve after unsteady flow calculation. A series of drainage modulus is calculated with varying water surface ratio and pervious proportion using the Storage Capacity Curve Method. This is done in order to determine the quantitative relationship among these variables through regression analysis. The results indicate that the drainage modulus of a large urbanized riverside area has a good exponential function relative to the water surface ratio and has a linear relationship with the pervious surface proportion. By using an integrated impacts model and a cost function, the optimal group values of the water surface ratio (6.65 %) and the pervious surface proportion (26.4 %) are obtained by minimizing the cost function.     

Hydrochemical model and probable pollution in the water of Euphrates River (Qaem–Falluja)

The study of hydrochemical models and probable pollution in Euphrates River from Qaem–Al-Falluja was performed through regime observation in ten water points. The hydrochemical properties of Euphrates River waters are determined by using the analysis results of 21 physico-chemical variables during the water year (2008). The interpretation of the hydrochemical phenomena is achieved in accordance with the statistical results of Polynomial Regression Statistic, calculating the coefficient of variation among the physico-chemical components of the water terminating by 14 models. The results of monitoring during the water year 2008 indicate a pollution case by SO₄ and Cd in Ramadi and downstream stations; TDS, Mg, Na, Cl, Mn, and CO₂ in Ramadi station; TDS, Ca, Na, Cl, and Fe in Baghdadi station; and Ca and H _T in Qaem station and Mg in Obaydi station. The research suggests the best locations for hydrochemical monitoring as continuous hydrologic stations used for the long-term monitoring. These stations are in Qaem city as inlet location and Al-Baghdadi and Ramadi cities terminating in Falluja city as outlet location. Furthermore, daily record system is recommended for the other stations in each city to complete the regime observation of Euphrates water type. From the configuration approach of hydrochemical models with the pollution phenomena, there are potential point sources of pollution such as municipal effluent pipes and reused water from mining process for building materials in the first sector of river, which extends between Qaem and Haditha dam. Also groundwater seepages and springs discharge of mineralized water mixed with sewage water from cities act as potential point sources of pollution on the river water in the second sector extended between Haditha and Ramadi scheme. The third sector of the river is affected by all reasons in the first and second sectors as well as the effectiveness of agricultural activities throughout drainage canals and irrigation projects extended between Ramadi and Falluja cities.     

干旱区间歇性河流河道两侧地下水运动模型及其求解方法

本文根据间歇性河流河道充水和停水过程周期性重复出现的水文特征,建立了河道两侧区域地下水运动的一维非稳定流模型,提出了把流量边界条件与水位界条件相互转换来求解模型的一种方法.最后应用上述模型分析西北某内陆河下游间歇性输水条件下河道两侧地区地下水位恢复状况,为输水生态效应的定量评价提供了理论基础.     

感潮河网水环境容量影响因素研究

研究了感潮河网的水环境容量。研究表明影响感潮河网水环境容量的主要因素为:潮汐作用、调蓄库容、水利工程的调控运行、污染物的降解系数和边界引水水质。基于感潮河网水质模型,完善了其水环境容量的计算方法。以上海市浦南东片河网为例,分析了感潮河网水环境容量在上述因素影响下的时空变化规律,并提出了相应条件下的污染物日允许排放量     

Centrifugal model test on a riverine landslide in the Three Gorges Reservoir induced by rainfall and water level fluctuation

Frequent soil landslide events are recorded in the Three Gorges Reservoir area, China, making it necessary to investigate the failure mode of such riverside landslides. Geotechnical centrifugal test is considered to be the most realistic laboratory model, which can reconstruct the required geo-stress. In this study, the Liangshuijing landslide in the Three Gorgers Reservoir area is selected for a scaled centrifugal model experiment, and a water pump system is employed to retain the rainfall condition. Using the techniques of digital photography and pore water pressure transducers, water level fluctuation is controlled, and multi-physical data are thus obtained, including the pore water pressure, earth pressure, surface displacement and deep displacement. The analysis results indicate that: Three stages were set in the test (waterflooding stage, rainfall stage and drainage stage). Seven transverse cracks with wide of 1–5 mm appeared during the model test, of which 3 cracks at the toe landslide were caused by reservoir water fluctuation, and the cracks at the middle and rear part were caused by rainfall. During rainfall process, the maximum displacement of landslide model reaches 3 cm. And the maximum deformation of the model exceeds 12 cm at the drainage stage. The failure process of the slope model can be divided into four stages: microcracks appearance and propagation stage, thrust-type failure stage, retrogressive failure stage, and holistic failure stage. When the thrust-type zone caused by rainfall was connected or even overlapped with the retrogressive failure zone caused by the drainage, the landslide would start, which displayed a typical composite failure pattern. The failure mode and deformation mechanism under the coupling actions of water level fluctuation and rainfall are revealed in the model test, which could appropriately guide for the analysis and evaluation of riverside landslides.     

三峡水库运用对鄱阳湖调蓄能力的影响

鄱阳湖调蓄能力受“五河”(赣江、抚河、信江、饶河、修水,以下简称五河)及长江干流的双重影响,三峡水库运用后,干流水文情势变化影响鄱阳湖与长江之间的水量交换。基于实测资料统计和湖口出流影响因素分析,建立了一种新的鄱阳湖出流及临界调蓄水位的计算公式,进而对三峡水库运用前后鄱阳湖各月调蓄水量的变化情况进行了定量分析。研究结果表明,长江干流和五河来流通过改变星湖落差和湖口水位来影响湖口出流及湖泊调蓄水量,但影响过程及影响量有所差异,若湖口水位不变,五河入流每增加1000m^3/s,湖口出流约增加304m^3/s,九江流量每增加1000m^3/s,湖口出流约减小723m^3/s。三峡水库运用会改变湖泊调蓄水量,年内各月相比,9月鄱阳湖水量减小约49.4%,5月鄱阳湖水量增加约47.7%。     

黄河下游傍河开采地下水研究--以郑州-开封间黄河段为例

近年来，由于黄河水量不断减少，断流频频发生和河水污染加剧等原因，使沿岸城市的供水形势日趋严峻。为了满足该区经济发展的需要，人们已越来越重视傍河地下水的开发与利用。从黄河下游河段的地质结构、岩性组成、河水补给地下水条件等各个方面论证了黄河下游河南省地段地下水资源的开发潜力及兴建大型傍河地下水水源地的可行性。对傍河开采地下水时可能诱发的水环境和地盾环境问题进行了分析、预测，提出了解决的途径。     

隧道围岩内地下水渗流边界效应影响研究

根据水位条件、施工工艺和防排水设计原则将隧道渗流计算围岩透水边界条件大致划分为4种类型,并分析了不同透水边界条件适应的施工工况。基于复变函数理论和保角映射方法,推导得出4种透水边界条件下隧道围岩内任一点孔隙水压力和隧道涌水量解析计算公式,通过与数值解的对比,印证了解析解的准确性。在此基础上,根据不同透水边界条件下隧道涌水量和围岩关键点孔隙水压力随埋深直径比（ ）的变化规律,分析了透水边界条件的变化对浅埋隧道和深埋隧道的影响,并探讨了浅埋水下隧道渗流计算中透水边界条件的选取。相关结论与认识对于隧道渗流计算和排水设计具有一定的指导作用和参考价值。     

苏州河初期雨水调蓄池控制溢流污染影响研究

利用苏州河沿岸代表性排水系统雨季溢流水量水质监测以及调蓄池处理技术的实验研究成果,与数学模型研究有机结合,建立了苏州河水系水量水质模型和排水系统概化管网水力模型,系统研究了在8种1~12h设计降雨条件下,苏州河沿岸初期雨水调蓄池控制溢流污染的影响变化及其对苏州河水质的影响。     

含盐风暴潮溃堤洪水数值模拟及风险分析

为了研究三角洲河口风暴潮溃堤时的盐水运动规律,建立一、二维耦合的盐度数学模型对风暴潮溃堤时的盐水运动进行模拟。模型考虑洪泛区建筑物对盐水运动的影响以及溃口的渐变发展过程。用2008年多个测站的实测数据对河网模型的潮位和盐度计算结果进行了验证。将模型应用于珠江三角洲河网某近海溃口风暴潮溃堤的盐水运动模拟,并绘制了最大盐度等值面图。计算结果表明,该溃口大部分区域的溃堤积水盐度超过了4psu,因此,溃堤洪水的高盐度积水影响不容忽视。通过比较“溃堤”和“不溃堤”两种情况下的河网盐度计算结果,发现上游河道的溃堤分流增大了河道的纳潮量,促使涨潮量增大,增大了下游河网的咸潮上溯风险,减弱了上游来流对咸潮的压制效果。     

会仙湿地岩溶地下水系统水位动态特征与均衡分析

会仙湿地为中国最大的岩溶湿地,近半个世纪,由于人类不合理的开发利用,会仙湿地水域已严重萎缩,开展会仙湿地地下水动态和水均衡的研究,对维持湿地生态功能、湿地水资源管理和湿地保护等方面有极其重要的意义。根据会仙湿地的水文地质条件,将会仙湿地划分为两个地下水系统,即马面狮子岩地下河系统和睦洞河（湖）分散排泄系统,并分别分析了两个地下水系统的补给、径流、排泄特征和地下水动态特征,最后对两个地下水系统进行了地下水均衡计算。结果表明:会仙湿地水位波动受降雨影响明显,各监测点水位变幅不均且水位对降雨响应时间不一致。会仙湿地地下水系统的蓄存量为-6.19万m3,为负均衡,这与均衡期后期干旱有关;会仙湿地岩溶地下水主要补给来源为大气降水入渗,主要排泄方式为潜水径流和蒸发,其系统具有一定的储水调蓄功能,但调蓄能力有限。要长期维护会仙湿地的生态功能,应加强其调蓄能力,可从减少湿地蒸散发量和开采利用量入手,配合湿地生态环境恢复重建,提高水源涵养能力,使湿地水位维持在一个稳定的变化区间内。      

珠江流域的化学侵蚀

是流域化学侵蚀过程的主要输出物质。在珠江的马口站、河口站两个断面进行了一个完整水文年(包括4个水文季节)的采样,用容量法对78组样品进行了含量分析。结果表明,珠江径流的含量在一个水文年中发生约36%的变化,汛期含量大于枯水期含量。径流含量与悬浮物含量之间存在相同的变化趋势。在同一水文季节,西江马口站断面径流含量较为均一,而北江河口站断面各采样点的含量相差较大。西江和北江流域侵蚀通量分别为1103×103mol/km2·a和1289×103mol/km2·a。影响珠江流域侵蚀通量的主要因素是流域内碳酸盐岩的出露面积和径流深度过度的土地开垦和酸雨等现代环境问题也是造成流域化学侵蚀强度增加的主要原因。     

Coastal flood management in Semarang,Indonesia

Semarang is one of the biggest cities in Indonesia and is nowadays suffering from coastal flooding. Land subsidences, high water tide, and inadequate structural measures play important roles in the coastal inundations. Structural and non-structural methods for controlling coastal flooding including dykes, drainage systems, pump stations, polder systems, coastal-land reclamations, coastal planning and management, public education, as well as the establishment of an institutional framework for disaster management have been implemented in the Semarang coastal area. Although some improvements have been made, the current flood management system has generally failed to address a wide range of coastal inundation problems. Some improvement actions have been proposed including stakeholders involvement on the disaster mitigation. For a long period coastal management, accelerated sea level rises due to global warming should also be taken into account.     

临江地下结构主被动联合抗浮方法及应用

临江场地的地下水位受外江水位影响，具有长期水位较低、短期汛期水位极高的特点。临江场地内的地下结构，若仅采用抗拔桩或抗拔锚杆等常规被动抗浮措施进行抗浮，将抗浮设防水位取为地表高程显然是偏危险的，但按50年一遇和100年一遇水位采用常规被动抗浮措施进行抗浮设计又显然是不经济的，成本极高。基于此，提出抗浮范畴临江结构的定义及其“排水廊道+常规抗浮措施”的主被动联合抗浮的方法。根据临江承压圆湖公式，考虑越流效应，给出了临江排水廊道简化计算分析方法并进行了有限元验证。临江地下结构利用排水廊道进行防洪渡汛，保证汛期地下结构水荷载稳定，消除汛期高水压对结构产生的极端水荷载，而对于平时非汛期水位的作用则利用常规抗浮措施进行考虑。廊道只在汛期高水位时起防洪渡汛作用，排水减压不会引起环境影响问题，同时其耐久性也容易保证。最后介绍利用此方法进行抗浮的实际工程。     

北京岩溶水系统划分及特征分析

岩溶水是北京市重要的战略后备水源,在城市供水方面发挥了重大作用,岩溶水系统划分对于掌握岩溶水资源、合理开发利用岩溶水是至关重要的。本文结合地质构造、地形地貌、水文地质条件,考虑含水岩组的连续性、不同级别地表水分水岭、地质构造的水文地质性质,将北京地区划分为3个一级岩溶水系统、7个二级岩溶水系统、16个三级岩溶水系统。其中隐伏型岩溶水系统无裸露的可溶岩或零星分布,天然资源少,地下水径流方向主要受开采影响,与上覆孔隙水有密切的水力联系。山前型岩溶水系统可溶岩分布于山区和平原,岩溶水天然补给资源丰富,含水层厚度大、分布广,调蓄能力强,开发利用程度高,排泄区有明显的阻水边界,储水能力强。山区型岩溶水系统可溶岩分布于山区,地下水向河谷、低洼处径流,排泄速度快,储存能力差,开采井零星分布,开发利用程度低。     

水位变化影响下的河水-地下水侧向交互带地球化学动态

为了解不同水位变化影响下的河水与地下水侧向交互带地球化学特征动态,以重庆市马鞍溪为研究对象,选取丰水期向枯水期过渡的10-12月为研究期,对河水、地下水及交互带的水位、水温、溶解氧（DO）、pH值、电导率（EC）进行监测,结合对水体主要离子浓度的分析。结果表明,随枯水期到来,侧向交互带水位发生较大变化,交互带与河水间的水位梯度缩小,河水入渗动力逐渐减弱。水位的变化及入渗水温的降低,使交互带微生物活动减弱,pH值上升且变幅减小,DO上升。在其影响下,交互带EC下降,变幅减小,交互带对NO₃-、SO₄2-的净化能力降低,对Mn、Zn等重金属固定能力增强。通过分析交互带地球化学特征的变化,可推断出随马鞍溪枯水期的到来,侧向交互带边界由距河岸30~50 cm移动至距河岸30 cm以内。     

若尔盖高原典型泥炭湿地水量平衡计算

若尔盖泥炭湿地具有蓄水、固碳和生态的重要功能,其地下水水位变化决定泥炭湿地面积维持或萎缩,但是其泥炭湿地的地下水水文过程和水量动态变化缺少系统的野外监测和研究。结合红原站气象资料,并于2017年5月、7月和9月在若尔盖黑河上游泥炭湿地典型小流域开展野外原位监测,利用MODFLOW模型建立小流域三维动态地下水运动模型,模拟地下水运动过程并计算水量动态平衡变化以及沟道排水能力。结果表明:泥炭湿地的主要补水方式是降雨,占补水总量的60%,其主要出流方式是沟道排水,排水比例最高达到53%;其次是潜水蒸发,出流比例为26%。切穿泥炭层的沟道排水能力是未切穿泥炭层沟道的2.5倍。若尔盖泥炭地的地下水位受降雨影响呈现季节性波动,在雨季其涨幅约为0.5 m。     

沅古坪隧道选线的岩溶水文地质问题

避开突水突泥的高风险区是岩溶隧道选线的基本出发点。沅古坪隧道穿过岩溶强发育区,为典型的岩溶深长隧道。岩溶地下河、向斜蓄水构造、两侧水库以及地下水位与顶板的高差大等是影响其隧道安全建设的重要因素,也是选线要考虑的关键水文地质问题。为更好地进行隧道东、中、西三条设计线的比选,在隧道研究区开展了1:1万的岩溶水文地质专题调查,查清研究区岩溶发育和水文地质特征,划分出岩溶地下水系统,从而比较了3条隧道线所处的岩溶水动力水平分带和垂直分带,分析隧道与地下河、岩溶泉的空间关系,并结合物探资料分析了向斜蓄水构造的影响。结果表明:东线隧道穿过地表分水岭地带,处于岩溶水动力系统的补给区和垂向分布带的季节变动带、浅饱水带,基本不与地下河管道立交,远离了流量较大的岩溶泉,降雨补给面积最小,因此,总体涌水风险最小,为最佳隧道线路。西线纵穿赤溪河上游地下水系统的中部,穿过径流和排泄区,处于岩溶水动力垂向分带的浅饱水带,并与多条岩溶管道立交,且临近西侧高家溪水库,涌水风险最大。东线隧道临近黄鱼溪水库的北段、穿过郭家界向斜储水构造核部的南段是涌水高风险区,需扩大岩溶水文地质补充调查,并在施工中加强超前地质预报研究,最大程度避免岩溶地质灾害。      

河流边界对地下水流场和温度场的影响分析

在冲积层厚度较薄、地下水埋藏较浅的山区河谷地带,边界条件对地下水可开采量和可利用能量（温度）影响较为明显。为此,以一医院水源热泵系统为例,在建立耦合数学模型的基础上,利用TOUGH2软件,模拟评价河流边界对潜水水热运移的影响过程与程度,定量研究河流边界附近潜水水量与能量的动态变化规律。为研究该条件下地下水环境变化有一定的现实意义。