水体富营养化响应规律与水华预警方法研究进展

水体富营养化问题日益严峻,这种现象导致了浮游植物的异常增长,释放有害的藻毒素,造成了水体的污染,并对动植物乃至人类造成了危害。与之相关的,水体通常流动缓慢,连通性差,水流停滞时间较长,使得这些水体更容易受到富营养化的影响,也使水华风险升高。针对水华的产生机理,深入探讨了水动力因素、水环境因素和气象因素的影响。水动力因素包括水体的流速、流量和水体扰动等情况,它们共同决定了藻类的积聚程度;水环境因素包括水温、溶解氧、营养盐浓度以及酸碱度等,它们将直接影响浮游藻类的生长;气象因素如气温、风力等会改变水体的温度,从而对水华的形成和发展产生影响。还依据江河湖库水体的特点,探讨了数值模型和数据驱动模型在水华预测中的应用,数值模型在水华预测中的应用是通过模拟水体中的环境因素,来预测水华的发生和发展趋势;数据驱动模型以数据挖掘算法和统计技术为基础,利用机器学习方法,通过分析和识别监测数据、图片与水华的对应关系,进行迭代学习,创建其与水华爆发的预测联系。它们为探究水体状况、预测水华事件提供了有效工具,二者相耦合的方法对水华的精准预测有着重要意义,也是未来研究的发展趋势,有助于水资源管理者更好地对其进行调控,提高预测精度和水质管理的效率以减少水华的发生。

低水头混流式水轮机空化研究综述

随着全球节能减排和可再生能源需求的日益增加,低水头水轮机发挥着重要作用。低水头混流式水轮机的空化空蚀现象将导致过流部件表面材料损坏,影响发电安全与效率。通过查阅国内外相关文献可知,造成水轮机空化空蚀的关键因素分为内因与外因,内因为水轮机的材料硬度、塑性及材料的抗空蚀性能,外因为水轮机过流部件的表面粗糙度、水轮机淹没深度、水体温度和水体中的气体含量。针对两方面原因,国内外学者讨论了改善措施以及数值模拟在研究水轮机空化空蚀的应用,认为多相瞬态流动的CFD分析对于了解水轮机流动特性和性能非常有帮助。基于满足工程实况与学科发展的需要,本文提出了未来研究混流式空化空蚀的部分参考方向,为低水头混流式水轮机空化空蚀的研究提供了一定的借鉴。