考虑综合利用要求的三峡水库提前蓄水方案

采用三峡水库汛期分期方案,将蓄水时间提前至汛末期,综合考虑上下游防洪、发电、通航和蓄满率等要求,建立了多目标蓄水调度模型,构建了"优化-模拟-检验"的算法流程,采用遗传算法进行求解。结果表明,最优方案在满足上下游防洪安全要求的前提下,蓄水期可增发电量17%,减少弃水44%,蓄满率和通航保证率显著提高。通过对汛末期防洪库容进行科学划分和对蓄水调度图进行优化,既确保防洪安全又最大限度挖掘兴利效益,为研究水库汛末蓄水调度问题提供了一种新的思路和方法。     

长江上游大型水库运用对三峡水库汛末蓄水影响的初步分析

三峡上游大型水库逐渐增多,上游水库在蓄水期内的集中蓄水明显削减了中下游径流,导致蓄水期内用水矛盾突出,也增加了三峡水库蓄不满的机率,影响三峡水库综合效益的发挥。通过分不同水平年模拟上游已建、在建和拟建水库的长系列运行,比较各控制站长系列径流与天然径流的差别,重点分析三峡水库蓄水期各站径流受上游大型水库运行的影响。同时,在所得模拟后长系列的基础上,对三峡水库按既定蓄水规则模拟蓄水计算,分析不同水平年三峡水库的蓄水受上游大型水库蓄水的影响程度。     

基于来水保证率的三峡水库蓄水调度图研究

提出基于保证率的三峡水库来水和下游需水计算方法;以旬为时间尺度,构建对蓄水不利的来水和下游需水的组合情景,得到基于来水保证率的三峡水库分阶段蓄水调度图。该调度图可充分考虑上下游防洪要求,基于不同来水和下游需水情景的保证率水平,并可结合中期水文气象预报应用实施,在调度实践中适度承担风险,兼顾综合效益发挥,具有可操作性和实用价值。     

三峡水库汛末蓄水时间与目标决策研究

针对三峡水库运行中存在的防洪、发电与航运之间的矛盾,研究了汛末不同蓄水方案下,三峡水库的防洪风险、发电以及上下游航运效益的变化情况;通过寻求水库防洪、发电及航运之间的相互关系,建立水库水沙联合调度模型,对三峡水库汛末蓄水时间和方式进行了多目标决策;应用加权均衡规划排序模型对非劣方案进行评价,给出了三峡水库汛末蓄水运行的最佳方案,为三峡工程正式建成后制定合理的调度运用方案提供科学依据。     

长江口枯季北港淡水向北支扩展的动力机制

2011年12月至2012年1月长江口的现场观测资料表明,大潮和大潮后中潮期间,北港的淡水向北支口门和下段扩展,减小了北支下段的盐度,而小潮及其后的中潮期间无此现象。为了确证淡水的来源,采用验证良好的三维数值模式再现了上述观测现象,并通过数值试验和淡水通量机制分解方法分析其动力成因。数值试验结果表明,大潮及其后的中潮期间,北港主槽流经北港北汊及其周围浅滩的水体是北支淡水的主要来源,拉格朗日余流输送是其向北支扩展的主要动力机制。北港北汊的增深增加了进入北支的淡水通量,减弱了北支的盐水入侵。偏北风风速的增加抑制了北港淡水向北支的扩展,增加了北支的盐水入侵。     

薄层淡水资源评价及开发

衡水全区处于黑龙港地区,是河北省水资源贫乏的地区之一.近年来随着全区工农业的发展,人口的特续增长和生活水平的提高,用水量日益增加.本区虽有大清、子牙、黑龙港、南运四大水系的许多干支流河道过境,由于多为季节性河道,除行洪河道汛期过些水外,一般河道遇有较大降雨才能产流,平时多为干河,所以地表水资源明显不足。底板埋深30m以上的浅层淡水仅1400km~2,占全区面积的16%,也不能满足工农业发展的需要,因此,深层水资源已成为全区工农业生产的主要供水水源。由于城镇及工业用水不论丰、枯、平水年均长年稳定连续开采,地下水得不到养息之机.破坏了水资源的平衡环境,造成地下水位持续下降,因而形成了以衡水市为中心的“冀枣衡”水位下降漏斗,漏斗面积不断向纵深发展。由于缺水,严重制约着全区工农业的发展.事实告诉我们:地下水不是取之不尽,用之不竭的,不能无限制的开采”。为缓解全区水的供需矛盾,寻找新的水源,势在必行.     

梯级水库蓄水对三峡水库洪峰沙峰异步特性的影响

梯级水库蓄水后,三峡水库入库泥沙大幅度减少,同时三峡水库洪峰沙峰传播特性发生变化,有必要研究新水沙条件下三峡水库洪峰沙峰异步特性变化及其原因,为深入认识水库洪峰沙峰异步特性机理和精细化减淤调度方式提供理论基础。采用实测资料分析法和理论分析法,以2003—2018年三峡水库实测水文资料为基础,对梯级水库蓄水后三峡水库洪峰沙峰异步特性变化进行分析,初步探讨这些变化的主要原因。结果表明:梯级水库蓄水后,三峡水库洪峰沙峰异步现象加剧,表现为入库滞后沙峰比例增加最多、库区洪峰传播时间减少以及沙峰传播时间增加。造成该现象的原因是入库泥沙来源发生变化、入库洪峰流量减少以及入库泥沙颗粒粗化。     

三峡水库蓄水初期寸滩站洪水预报方法研究

寸滩站作为长江上游重要控制站,承担着上游防汛和三峡蓄水的双重任务。基于三峡蓄水初期寸滩站水力学特性发生改变和该时段“高水位、低流量”现象,发现Q≤25 000 m3/s时,寸滩受顶托显著,Z—Q关系线发生“左偏”。在此变化条件下,分别研究了平水期、涨水期的水位、流量预报方法,即先由河道演算的流量查询预报综合线得到水位预报,进而通过水位反查报汛综合线（或绳套、临时关系线）获得流量预报。平水期,依适用条件采用落差指数或多元门限回归开展预报,成果基本能够满足防汛和蓄水需求;涨水期,以“嘉陵江2021年第3号洪水”寸滩预报为例,分析了洪水组成、Z—Q关系绳套化、洪峰水位流量错时出现、水库实时调度和下游顶托等多种因素,采用多源、多尺度水文气象耦合与预报调度一体化辅以主客观融合的人工校正技术实时预警预报,支撑长江上游水库群联合调度,降低寸滩水位约1～2.5 m。研究可为长江上游秋汛防洪和保障三峡蓄水提供支撑。     

梯级水库蓄水对三峡水库洪峰沙峰异步特性的影响

梯级水库蓄水后，三峡水库入库泥沙大幅度减少，同时三峡水库洪峰沙峰传播特性发生变化，有必要研究新水沙条件下三峡水库洪峰沙峰异步特性变化及其原因，为深入认识水库洪峰沙峰异步特性机理和精细化减淤调度方式提供理论基础。采用实测资料分析法和理论分析法，以2003—2018年三峡水库实测水文资料为基础，对梯级水库蓄水后三峡水库洪峰沙峰异步特性变化进行分析，初步探讨这些变化的主要原因。结果表明：梯级水库蓄水后，三峡水库洪峰沙峰异步现象加剧，表现为入库滞后沙峰比例增加最多、库区洪峰传播时间减少以及沙峰传播时间增加。造成该现象的原因是入库泥沙来源发生变化、入库洪峰流量减少以及入库泥沙颗粒粗化。     

中国的淡水资源问题

淡水是可再生资源，靠大气降水补给。静态库容只是调节空间，不能解决长期供水需要。淡水是少数几种无法依赖进口的资源之一。今后只能依靠节水和现有淡水资源的科学调节和使用。地表水和地下水都是淡水资源的组成部分。把两者结合起来联合调度，可以更加充分有效地实现淡水资源在时间上的调控。我国淡水资源南多北少。应当避免人口过多地向缺水地区流动。南水北调可以缓解北方缺水的局面。但调水成本较高，应主要用于特殊干旱年份，供水的基本来源，仍应立足本地。我国南方降水量充沛，缺水主要是污染造成的，应当集中力量治理污染。为了合理分配淡水资源，有效治理水污染，有必要加强流域的统一管理。深层封闭地下水资源潜力不大，长期大量开发会导致地面沉降等严重后果。要慎用，少用。     

三峡水库对长江河口北支咸潮倒灌影响探讨

为了解三峡水库的运行对长江河口北支咸潮倒灌的影响,对三峡水库初步运行前后北支咸潮倒灌的变化进行了分析.结果表明:三峡水库运行后,受水库下泄水量变化影响,北支咸潮倒灌时间提前,10~11月咸潮倒灌强度增加,12月至次年4月倒灌强度减弱,咸潮倒灌强度的降幅小于增幅;在咸潮倒灌最为严重和长江口淡水利用最为重要的1~4月,水库的实际运行所引起的北支咸潮倒灌减弱的幅度并不大;三峡水库的实际运行使得北支咸潮倒灌的强度在各月重新分配,但对一年中整个咸潮期咸潮倒灌的总强度影响不大;水库运行后,北支极端咸潮倒灌的强度降低,这对提高长江口水源地的供水安全及保证率有利.     

长江口主要阳离子随盐度变化的研究

以追踪混合水团的方式采样,并测定了长江河口混合区表层和底层中主要阳离子Mg2+、Ca2+、Na+和K+的浓度,讨论了长江口水体的pH分布特征和主要阳离子的混合特征.结果表明,长江口水体的pH状况受人为污染影响较小,河口混合区主要阳离子的浓度随着水体盐度的增大而增大,Ca/Mg比值随水体盐度的增大而迅速减小,且主要阳离子浓度相对于盐度的变化在表层和底层水体间没有显著的差别.在长江河口混合区主要阳离子的浓度及其比值随盐度的变化可用线性混合模型进行较好地预测和模拟.     

Influence of the Three Gorges Project on saltwater intrusion in the Yangtze River Estuary

The Three Gorges Project (TGP) is a transcentury project that has aroused world attention. It is expected that the flow velocity and runoff of the Yangtze River will be changed after the project has been accomplished. Consequently, however, the ecological environment in the Yangtze River Basin, particularly in the estuary region, will be affected. Salinity intrusion into the Yangtze River estuary, in general, is mostly affected by the Yangtze River discharge and its external tidal level. This paper focuses on examining the influence of changes in runoff on salinity value. The question, to which should be paid attention is: how is the interaction between changes in runoff of the Yangtze River and salinity distribution in the Yangtze River estuary, China? In this research, a three-dimensional model has been used to identify the effects of runoff change on salinity distribution. The drawn conclusion is that the change of salinity is influenced by discharge variation. Positive and negative impacts of TGP would both turn up but in different period. In sum, TGP is in favor of restraining saltwater intrusion. Nevertheless a suitable method should be found to resolve its negative influences.     

径潮动力对长江河口滞流点的影响

为研究三峡蓄水后滞流点的时空变化规律,应用ECOMSED模型模拟长江河口在不同径流、潮流作用下的水流动态过程。结果表明:北支大洪水期下移幅度大,涨潮动力强劲,随潮流变化大;南侧变化幅度整体较北支小,随径流的变化幅度自大至小依次为北港、南槽、北槽;随潮流的变化幅度自大至小依次为南槽、北港、北槽。滞流点随径、潮条件变化时,受地形影响明显,三峡蓄水后,径流变化范围缩小,引起不同地貌单元滞流点范围不同程度的缩小,可据此认为,与滞流点位置一致的最大浑浊带范围呈现减小的趋势,由此可能引起最大浑浊带和地貌调整。     

长江口及其邻近海域富营养化水平评价

根据2004年4个季度2、5、8、11月的调查资料,选择化学耗氧量、溶解氧、活性磷酸盐、溶解无机氮和叶绿素a作为评价因子,利用人工神经网络模型对长江口及其邻近海域的营养水平进行评价。结果表明,富营养化区域主要集中在口门附近,富营养化程度由口门向东和东北方向递减。富营养化范围几乎均分布在盐度小于20的一侧,并随着长江冲淡水的变化而发生季节性的变化。5月和8月的富营养化比较严重,且都有转向东北的趋势,可能与5月进入丰水期长江冲淡水转向有关。断面分布表明,各个季度月由河口向东,富营养化评价等级由高到低,垂直方向则呈现复杂的变化。分析表明影响富营养化的主要评价指标是溶解无机氮。     

长江口斜压诊断模式三维流场数值模拟

建立了σ坐标系下长江口斜压诊断模式三维流场数学模型,采用k-kl二方程紊流闭合模型求解垂向涡粘系数,计算域内恒定、非均匀盐度场反映了计算域密度斜压效应。验证结果表明,斜压诊断模式的模拟成果较切合实际。模型成功复演了长江口水域由往复流向旋转流过渡的流场特性;潮波从四条汊道传入后在分汊口附近相遇形成多个会潮点,其位置随着径流的大小、潮汐的强弱、汊道的形态等因素而变化。     

三峡库区重庆市丰都县滑坡灾害危险性评价

在对三峡库区丰都县滑坡灾害调查和统计分析的基础上,初步概括了滑坡灾害的分布特征和主要影响因素,进而利用综合信息模型评价了丰都县滑坡灾害的危险性,将丰都县滑坡灾害的危险性划分为高危险区、中危险区、低危险区和基本安全区4个等级。其中,高危险区和中危险区分别占全县总面积的2.6%和23.2%,主要分布在长江干流及其支流两岸的居民相对集中区,不同规模的滑坡灾害经常发生,因此潜在危害也很大;低危险区占全县总面积的47.5%,偶有小规模的滑坡灾害发生;基本安全区占全县总面积的25.5%,在人为因素的诱发下可能偶有小规模的滑坡灾害发生,适合于大型工程建设和城镇居民点建设。     

Organochlorine pesticides characteristics in water column of strategic drinking water sources in the Yangtze estuary

Biandansha, Qingcaosha and Meimaosha sands located respectively in the upper, middle and lower reaches of the Yangtze （Changjiang River） estuary are regarded as strategic drinking water sources of Shanghai City. In the coming decade, the Qingcaosha Reservoir will first be built and gradually take the place of present water sources in the Huangpu River. However, there is little report on the occurrence of persistent organic pollutants （POPs） such as organochlorine pesticides （OCPs） in those strategic water sources. Water samples collected from those strategic water sources were filtered in-situ by Whatman GF/F filters in April 20-23, 2006. Pesticides in the filtrates were enriched on ENVI-18 solid phase extraction （SPE） tubes. OCPs eluted from SPE tubes were determined by GC-μECD method with a mixed standard solution of 20 OCPs compounds. Pentachloronitrobenzene was added as internal standard. Total concentrations of OCPs varied between 15.1 and 83.1 ng/L in water samples from Shanghai strategic water sources. A half of twenty objective OCPs compounds including DDTs were not detected. In Qingcaosha waters, there were six compounds such as a-HCH, dieldrin, endrin, endrin ketone, β-endosulfan and endosulfan sulfate. Total concentrations of these OCPs ranged from 15.1 to 31.6 ng/L and averaged 19.9 ng/L. OCPs had higher concentrations at low water tide than at high water tide, and in bottom water than in surface water. In Biandansha and Meimaosha waters, lindane （T-HCH） of 9.0 ng/L and γ-chlordane of 8.8 ng/L were found, respectively. There was no significant difference between total OCPs concentrations in surface water from Biandansha and Qingcaosha, which are much lower than those in the downstream Meimaosha waters.     

长江三峡库区全新世环境考古研究进展

充分利用长江三峡工程文物抢救性发掘的宝贵机会,通过对重庆市忠县中坝遗址、丰都县玉溪遗址等典型遗址和神农架大九湖泥炭地层环境考古研究,摸索出了一套利用年代学、沉积学、重矿物组分鉴定、锆石形态统计、地球化学和环境磁学方法辨别考古遗址地层中古洪水沉积的方法;建立了该区地表孢粉-气候的转换函数,并将其用于对神农架大九湖泥炭地层的研究,弄清了该区全新世以来环境演变的背景,并将自然沉积地层环境演变记录与典型考古遗址地层古洪水事件作了对比分析。遗址时空分布研究表明:长江三峡库区旧石器时代至宋代677处遗址时空分布总趋势是从西往东、从高往低逐渐增加的,遗址多沿江河分布,且在河流交汇处呈聚集状态,这与人类多选择河流1～2级阶地为生、河流交汇处鱼类资源丰富有关。研究表明:中坝遗址能延续5000a的原因一方面与其盐业遗址的属性有关,另一方面与其长期具有良好生态环境有关。从该遗址T0202探方出土近20万件动物骨骼的分类统计证明了这一点。7.6kaBP以来,水位在吴淞高程147.024m以上的古洪水至少在玉溪遗址T0403探方中留下了16次沉积记录。神农架大九湖297cm厚的泥炭及其148个孢粉样品和10个AMS14C测年数据表明,该泥炭地层为本项目提供了理想的全新世自然环境演变背景,尤其8.2kaBP前后的降温事件很明显,6.7～4.2kaBP为中全新世最适宜期,4.2kaBP前后由暖湿转为凉干,3.5～0.9kaBP季风降水整体较弱,0.9kaBP前后转为较凉湿。根据对中坝和玉溪两处遗址地层的研究,在8.2～6.7kaBP期间出现有10个古洪水层;在6.7～4.2kaBP全新世最适宜期遗址地层中出现有8个古洪水层;在3.5～0.9kaBP降水减少的时期,中坝遗址中仅出现2个洪水层(即西周时期的37-1和战国早期的第21层);在0.9kaBP以来降水较多的时期,中坝遗址中存在3个洪水层(即宋代中期的11C-1层、清代的5-1层和1981年的2B-2层)。这表明,8.2～6.7kaBP的洪水在三峡地区次数是最多的,6.7～4.2kaBP的洪水数量次之。长江三峡库区的这一古洪水发生规律或许可以解释长江中游的江汉平原在7.8～5.1kaBP期间遗址数量偏少的原因。     

长江口南汇东滩近岸淡水资源的成因探讨

根据在南汇东滩进行多次观测的结果,阐述当地淡水资源分布情况.洪、枯季淡水机率分别达到了77.0%～82.9%、35.0%～42.7%.同时对近岸淡水的成因进行探讨,长江径流丰沛,是南汇东滩淡水形成的基础;柯氏力使淡水沿浅滩下泄,是南汇东滩淡水形成的另一个重要因素;枯季风速风向对淡水形成有较大影响,特别是西北风对淡水有促进作用.