海城河不同生态保护目标的生态需水研究

近年来海城河生态水量不足,难以保障水生态系统稳定发展.本文对海城河不同生态保护目标的生态需水量进行计算和分析,采用Tennant法计算保障河道生态基流的需水量,基于鱼类健康生存条件计算保障河流生态系统健康发展的生态需水量,采用环境功能设定法计算河流的各环境功能需水量.计算结果表明:保障河道生态基流的生态需水量为0.88...     

基于数值模拟分析的生态绿墙环境效应

目的分析研究生态绿墙系统的环境效应,为解决环境问题提供应用方法和理论依据.方法以德国维斯玛应用科技大学绿墙改造概念方案为载体,运用Energy-Plus能耗模拟软件、CFD计算流体力学软件、U-wert.net材料U值计算软件对建筑生态绿墙的能源性、物理性、区域性环境效应进行了数值模拟分析.结果生态绿墙系统可以提高建筑外墙23.7%的热阻值;节约6.2%的全年空调负荷;在夏季可以降低室内温度3~5℃;降低室内的空气流速0.03 m/s;维持室内温度的稳定性,全年室内温度可保持20.84℃,提高环境舒适度.建筑物周围的气温通过建筑生态绿墙改造后,降低了0.5~4℃;降低区域内的风速0.05 m/s;减少建筑全年的C排放量7.1%.结论表明生态绿墙产生的生态效果在隔热降温、节能减排、缓解热岛现象、提高室内舒适度和维持碳氧平衡等方面起到了显著作用.     

基于多种水文学方法的汉江子午河生态流量研究

汉江支流的子午河是陕西省"引汉济渭"工程的两大水源之一,为了维持下游河道的生态环境健康,子午河上的三河口水库下泄流量必须满足生态环境用水和生态流量过程的要求。采用两河口水文站的流量观测资料,运用变化范围法(RVA)、Q90法、多年日流量资料排频法,分析计算子午河年内生态流量过程,研究该河道维持多种生态环境目标所需要的生态需水量。研究结果表明:RVA法和Q90法计算得到的年生态需水量分别为46 344.3、11 574.0万m~3;多年日流量资料排频法获得的保证率(60%、70%、80%、90%)对应的年生态需水量分别为47 262.6、38 170.5、30 316.0、22 799.5万m~3。多年日流量资料排频法中,60%保证率对应的年生态需水量最大,可以达到较高的生态环境保护目标;Q90法获得的年生态需水量最小,对应最低的生态环境保护目标。计算得到的生态流量过程线可为水库调度和生态环境保护提供科学指导。     

基于数值模拟及反分析研究施工因素对渗流特性的影响

通过现场调研大量病险水库大坝防渗加固案例,结合文献介绍,归纳总结了勘察设计及施工阶段可能影响防渗墙防渗效果的诸多因素,并对其可能导致的不良效果进行合理归并分类。基于上述分类,建立简化物理模型,采用Geostudio中seep/w模块开展渗流模拟,评估土石坝防渗墙加固后的防渗效果。最终以某水库防渗加固的效果为例,针对存在质量缺陷、防渗结构形式差异、水位变动引起非稳定渗流等工况进行分析,通过出逸点水力坡降、渗流量等要素评估各工况因素对防渗效果的影响程度,结合浸润线形态开展防渗体防渗效果不良原因初判,并对稳态下不同库水位水平及库水位变动工况进行数值模拟,比较分析其浸润线形态差异,结果显示贯穿缺陷严重削弱了防渗墙防渗效果,不同库水位骤升骤降速率下的浸润线变化与稳态库水位相比在上游出现了"延缓上升"与"延缓下降"现象,通过以上研究为病险水库防渗加固整治提供参考。     

基于Euler-Lagrange方法的漂流性鱼卵生态需水量数值研究

目前河流生态需水量的研究偏重流量大小,缺少不同流量下流速分布对鱼类生存环境影响的分析,论文从水力学理论出发,提出研究河流中漂流性鱼卵运动规律的数值计算方法,分析计算结果,可以推算出相应的生态需水量。先应用Euler方程计算三维流场分布,再加入悬浮颗粒,运用颗粒运动的Lagrange方程预测颗粒的运动轨迹,分析颗粒的沉降情况。通过水槽实验对该方法的准确性予以验证。在此基础上,对向家坝水电站下游宜宾-寸滩381.78km江段内鱤鱼卵颗粒运动规律进行数值计算、分析,推算出鱤鱼产卵期内向家坝电站应有的最小出库流量。     

岸堤水库动态汛限水位分析

综合分析了岸堤水库不同频率的设计暴雨过程线,根据设计暴雨与汛限水位的关系,推求出了水库汛期防洪限制水位过程线,并在此基础上,说明了动态汛限水位过程线的分析计算方法．     

浮石水电站汛期运行水位的研究

本文通过对汛期运行水位的主要控制因素进行分析及对几个可能的汛期运行水位进行计算，论证了浮石水电站汛期运行水位从１１１．００ｍ提高到１１２．００ｍ的必要性及可行性。     

生态需水量计算Tennant法的改进及应用

为弥补Tennant法不适用流量季节性变化大的河流的不足,采用典型年流量代替多年平均流量,对Tennant法进行改进;同时,给出典型年的选取和分期百分比选取方法.改进后的Tennant法应用到黄河下游花园口、艾山和利津站.应用结果表明,改进后Tennant法求得的流量更好地体现了北方河流流量丰枯的季节性;得到黄河下游3站生态流量标准涵盖了各站各个阶段的流量,此标准可以用来评价各站的生态需水过程水平.为计算黄河下游各站生态需水量提供了较为合理的方法.     

动态控制汛限水位对大坝泄流能力风险率的影响

研究动态控制汛限水位对漫坝风险的影响有着极其重要的意义.考虑了漫坝风险的水力不确定性因素,通过建立MC分析模式,对柘林水库动态控制汛限水位对水力风险率的影响进行了研究.结果表明,提高汛限水位会加大漫坝概率;当汛限水位小于64.426 m时,调洪最高水位大于校核水位70.130 m的风险率为0;当64.430 m>Z汛i>64.426 m时,随着汛限水位的不断上升,风险率逐渐递增,二者呈线性关系;汛限水位为64.430 m时,风险率发生突变.     

基于水文循环过程的生态需水量化方法

探讨了生态需水的概念,指出生态需水量的计算应从水文循环机理入手,以确保流域生态系统维持最基本健康水平.将分布式水文模型和生态系统健康评价方法融合在一起,建立了基于流域水文循环过程的生态需水量化方法.该方法以水文循环过程作为联系各种生态系统的纽带,可反映出不同用水量对流域生态系统整体健康状况的影响,克服了传统量化方法计算交叉、重叠的缺点,使计算结果更加合理可信.     

基于两阶段风险分析的水库群汛期运行水位动态控制模型

水库(群)实时调度能结合有效的水文预报信息对水库在实时运行层面权衡防洪与兴利效益具有指导意义。然而,水文预报信息的利用面临着不可规避的不确定性问题,故水库(群)实时调度运行需要考虑风险控制方法的研究。针对耦合水文预报的水库群汛期运行水位动态控制问题,提出了可考虑各水库不同预见期长度、不同预报精度的两阶段风险率计算方法,并将其应用于构建水库群汛期运行水位动态控制模型。首先,两阶段风险率思想是将未来调度时段按预见期节点分为预见期以内和预见期以外两个阶段,预见期以内考虑径流预报不确定性带来的风险,采用集合预报思想统计多组预报径流情景在预见期以内的失事概率,预见期以外考虑因预见期末水位过高难于应对后续洪水的潜在风险,根据历史设计洪水的调洪演算试算风险率。其次,基于所提出的两阶段风险率方法构建以发电量最大为目标函数的水库群汛期运行水位动态控制模型。研究结果表明：提出的两阶段风险率计算方法可兼顾考虑实时调度阶段由径流不确定性引起的预见期以内、预见期以外的潜在风险;基于两阶段风险分析构建的水库群优化调度模型,可求解得出的水库群系统库容动态最优决策过程,且该优化调度模型可在不增加汛期防洪风险的基础上提高水库群系统的发电效益,即2010年汉江流域五库系统在夏汛期可提高总发电量2.30亿kWh。     

汾河干流生态需水量计算与分析

根据汾河流域水环境现状,选择汾河干流兰村、义棠、柴庄3个水文站为主要控制断面进行研究,用Tennant法对其生态需水量进行计算,并得出在不同频率情况下要达到最小生态条件时河道所需要的引黄工程和引沁入汾工程补水量,为汾河流域的水资源合理调度和生态系统恢复提供科学依据。     

广义城市生态环境需水量概念的界定

通过对城市生态环境需水量研究现状的分析,辨析了广义城市生态环境需水量的相关概念,并基于城市生态系统是典型的以人为中心的人工复合生态系统的观点,界定了广义城市生态环境需水的概念,并将其划分为生活需水、工业需水、自然环境需水,分析了每种需水的涵义,对城市水资源的合理配置和利用有指导意义.     

黑龙江凌汛最高水位及冰坝预报模型

根据黑龙江上游漠河、开库康等4站的多年水文观测资料,通过对凌汛最高水位及冰坝发生机理的研究,引进了流域最大释放水量、水位上涨加速度、冰盖相对强度等诸多因子,采用多种影响因子分析法建立了其预报模型.该模型准确率较高,物理成因概念明确,凌汛最高水位模型其精度都在90%左右.冰坝模型精度达到了80%.