不同引配水模式对区域水质提升效果分析

台州南片温黄平原主要有永宁江水系和金清河网两大水系。近年来,经过一系列的水污染治理工程,温黄平原河网水质得到明显改善。但是由于河道配水不足,水体流动性差,水体自净能力非常有限。灵江建闸引水工程实施后,会为温黄平原河网提供环境配水。通过建立数学模型,分析不同的引配水模式对温黄平原河网水质提升效果,为环境配水模式提供新的思路,也为以后工程实践提供理论支撑。

多管并行定向钻穿堤数值模拟分析

甬台温天然气输气管道穿越大型河流工程,沿线多处与光缆管道、成品油管道并行分布,三条管道均采用非开挖定向钻技术。为分析多管同期施工对堤防及地面变形的综合影响,采用Abaqus软件分别对单管和多管穿越进行数值计算。结果表明,多管并行引起沉降槽与管道尺寸及间距密切相关,控制临近管道间距大于单管沉降槽半宽之和,可忽略多管并行相互影响。

弯曲河段重力相似偏离对河床变形的影响研究

重力相似偏离是河工模型试验中常用的技术手段。本文利用建立的推移质运动平面二维水沙数学模型研究此问题。设计一个转折角为30°的弯道动床概化模型,设置不同种类的底沙,允许重力相似有所偏离,研究不同重力相似偏离程度下河床的冲淤分布。通过分析泥沙的变化,参照规范得到了重力相似偏离的适用范围。

窄缝热浮力射流影响因素的数值模拟

对流动控制方程即连续方程、动量方程和能量方程进行坐标转化,将带有自由表面和不平坦底面的不规则物理区域转变为规则的矩形计算区域。应用大涡模拟Smagorinsky模型对控制方程进行模化,根据破裂算子法将动量方程和能量方程分解成对流、扩散和传播三步进行顺序求解。利用该模型对静止和规则波环境下二维窄缝热浮力射流进行数值模拟,比较了两种环境下速度场、温度场、轴线速度衰减规律、垂向流速的自相似分布等特性,分析了浮力的作用以及射流速度、窄缝宽度等因素对射流掺混过程中温度场分布的影响。数值模拟结果得到已有理论及试验成果的验证。

围填海工程对半封闭海湾水动力环境影响分析——以大鹏湾内围填海工程为例

大鹏湾为一半封闭海湾,湾内围填海工程必将造成大鹏湾水动力环境的变化。采用二维潮流数学模型MIKE 21 Flow Model_FM,在对潮位、潮流实测数据验证的基础上,从潮流、纳潮量和水交换3个方面分析大鹏湾内围填海工程对大鹏湾水动力环境的影响。模拟结果表明:围填海工程对湾内流场的影响仅限于工程水域附近,工程实施后,流速减幅较大的范围主要发生在围填海工程的北侧,流速减幅在0.01~0.10 m/s之间。工程实施将会导致工程及附近海域纳潮量减小,降低了本海域的水体自净能力。此外,工程实施让港区及西部的沙头角海域水体半交换周期增加约27 h。

芜湖市中心城区内涝风险模拟分析

在调查分析芜湖市中心城区雨水管道、排涝水系和排涝泵站等现状防涝系统情况的基础上,基于MIKEFLOOD耦合模型评估芜湖市中心城区内涝风险。将一维管网模型、河网模型以及二维地表漫流模型进行耦合计算,分析设计重现期为30年一遇的24小时暴雨情况下的城区内涝风险分布情况。根据芜湖市的排涝分区和中心城区内涝防治标准,通过积水深度和积水时间两个指标对城区内涝风险区域进行划分,得到芜湖市中心城区的高、中、低内涝风险范围。结合现状情况分析发现芜湖市城北片内涝主要是由于雨水管网排水标准不达标;城南和三山内涝原因是城市新建区域较多,存在大面积的低洼空间。通过对芜湖市城区内涝风险进行系统性分析,可以为后续的城区内涝防治工程实施和管理提供依据。

水文模型参数选取对模拟径流的年际年内分布影响评估

使用水文模型进行气候变化对水文水资源的影响评估时,通常假定水文模型参数在历史和未来时期是固定不变的,并未区分水文模型参数受环境变化的影响差异。针对该问题,采用集对分析法以年降水量和年径流量为依据进行丰、平、枯水年的划分,利用SWAT分布式水文模型分别率定不同水平年的模型参数,探究月尺度模型参数的非稳定性对年际年内径流的影响。研究结果表明,分别以年降水量和年径流量划分丰、平、枯水年时,1961—2010年这50年中有70%的年份为同枯或同丰。如果仅选择某一水平年(丰、平、枯)背景下的资料进行建模,将导致模拟精度较丰、平、枯整体考虑时降低,且是以偏大为主。用同样的水文资料与代表不同环境条件下模型参数推求径流过程时,从年际变化角度看,使用某一水平年(丰、平、枯)背景下的参数,总体上模拟径流偏湿润,使得丰水年比重增加、枯水年比重降低;从年内分布看,受不同水平年参数影响,径流的集中度减小,年内分配更加均匀,径流集中期延迟。本研究可为提高未来变化环境下水文模拟可靠性提供参考,对于应对变化环境下的水资源适应性管理具有重要意义。

遥感蒸散发数据应用对SWAT模型径流和蒸散发模拟精度的影响

为探讨遥感蒸散发数据补充研究区水文资料的能力,及其在SWAT模型应用中对径流和蒸散发模拟精度的影响。以淮河上游息县控制流域为研究区建模,并利用实测径流资料与遥感蒸散发数据(MOD16A2)设置3种参数率定情景:仅实测径流率定参数(S1)、仅遥感蒸散发率定参数(S2)、径流与蒸散发同时率定参数(S3),分析不同情景下径流与蒸散发过程的模拟效果。结果表明:从径流模拟而言,S2、S3较S1的模拟精度(NS系数)均有不同程度的降低,但S3在S2的基础上有较明显的改善;从子流域尺度上的蒸散发模拟而言,S1至S3模拟精度呈现出逐渐上升的趋势,在采用径流与蒸散发同时率定时,S3比S2情景NS系数上升的子流域个数占总数的46%。通过逐步深入探究遥感蒸散发数据在SWAT模型中的应用,以及对参数率定的影响,从而分析其对径流与蒸散发的模拟精度产生的变化,此方法也可推广到其他水文模型,在区域尺度水资源管理与利用上具有较好的参考价值。

四种卫星降水数据在黄河源区的适用性分析

基于黄河源区17个气象站1998—2015年逐日降水量资料,分析多源卫星降水数据(TMPA、RT、CMORPH和PERSIANN)在该地区的适用性,并在此基础上评估TMPA数据在水文模拟应用中的潜力。结果表明:PERSIANN数据精度最低,其次为CMORPH和RT,TMPA数据精度最高,其中PERSIANN和RT数据在该地区存在高估降水量的问题。利用气象站插值降水量和唐乃亥水文站1998—2013年逐月径流资料对分布式水文模型(VIC模型)进行参数率定,在此基础上采用精度最高的TMPA数据驱动VIC模型,进一步验证了TMPA在黄河源区分布式水文模拟应用中具有较高潜力,TMPA模拟的径流过程与基于地面气象站插值降水量模拟的径流过程精度基本相当。

四种GCM在雅砻江流域的比较及未来降水模拟研究

利用ASD模型,将CanESM2、CNRM-CM5、GFDL-ESM3M和MIROC-ESM-CHEM四种大气环流模式(GCM)输出的低、中、高浓度排放情景下的气候因子统计降尺度到雅砻江流域的15个气象站点,模拟基准期的逐日降水并与实测值进行比较,对比分析了4种GCM对研究区域的降水模拟效果,同时预测了流域未来2021-2100年的降水变化。结果表明,各模式在雅砻江的适用性结果为MIROC>GFDL>CNRM>CanESM;雅砻江流域未来降水将呈现增加的趋势,且随着排放浓度的升高,降水增幅增大。

一些图的边覆盖多项式的对数凹性研究

本文根据不同图形的特点,通过递归的方法研究并给出了它们的边覆盖多项式,并进一步研究了这些多项式的对数凹性,主要包括蜈蚣图,毛虫图,脊椎图,爆竹图等图。

缺乏水文资料的复杂天然河道断面水位流量关系曲线计算

在水电工程规划设计中,坝厂址等位置的水位流量关系曲线对于确定泄洪建筑物和消能建筑物的规模、厂房及水轮机组的安装高程、电站装机容量及发电量效益等指标的确定都具有重要的影响。但在多数水电项目的前期阶段,往往缺乏实测的水位、流量资料,只有河道的大断面资料、测时水面线及少数历史洪痕调查资料,各工程断面水位流量关系曲线往往利用上述资料根据水力学方法来推求;加之上述点位河道情况往往较为复杂,如何算出合理的成果显得比较困难和重要。本文结合工程设计实践,以工程河段河流流态较为复杂的非洲U国K水电站项目为案例,用曼宁公式、堰流公式、伯努利方程为工具,在缺乏实测水位、流量资料的前提下,推求工程坝址等特征断面水位流量关系曲线。文中的思路和方法,对于类似缺乏水文资料情况下确定水位流量关系曲线有较好的参考和借鉴作用。

深圳茅洲河口建设闸泵对防洪潮的影响

感潮河段河口闸泵的建设对流域防洪潮具有一定的作用。以2017年台风"天鸽"对深圳茅洲河流域的影响为例,采用MIKE11水动力模型,模拟在茅洲河口建设闸泵对河口地区防洪潮的作用。结果表明,对比河口设闸和无闸工况,在设闸工况下,闸上内河水位比无闸工况降低2.50 m左右;在设闸且设泵工况下,闸上内河水位比无闸工况降低3.20 m左右。

广东省综合单位线在深圳茅洲河流域的应用与评价

随着城市建设的发展,不透水覆盖面积不断扩大,用于洪水计算的单位线方法已不能完全适用于城市汇流计算,现行单位线方法推算的基础条件和城市化后的流域汇流条件已有较大区别。以深圳茅洲河流域为例,对广东省综合单位线在茅洲河流域的适用性进行了验证和评价,提出了广东省综合单位线在城市化发展背景下可能存在的问题和需要改进的方向。

PPP项目付费公式对投资收益影响研究

PPP市场竞争日趋激烈,投标报价和投资收益不断下降。本文系统梳理分析了目前PPP项目常用的交易结构及付费公式,如财政部公式法、等额本息法、等额本金法,以及价税分离、股债分离等变种形式,对比了不同付费机制的优缺点和注意事项。财政部公式法运营补贴前少后多,初期还本付息难度较大,受折现率参考同期地方政府债券收益率影响,投资收益率一般均不高,近年来实践应用中并不受欢迎。等额本息法,每年运营补贴保持稳定水平,具有较好的还本付息能力,投资收益相对较为合理,目前应用最多。等额本金法,运营补贴前多后少,由于加重了运营初期地方政府财政负担,实践操作中地方政府认可度也较低。同时本文分析了不同还本付息对项目投资收益率的影响,等本息还款由于可以更多地利用低成本债务融资,项目投资收益率也高于同项目等本金还款方案。

深圳高密度建成区黑臭暗渠综合治理研究——以罗湖区罗雨干渠为例

深圳市中心城区人口、建筑密度大,暗渠水系发达。暗渠底泥污染、水质恶化严重影响居民生活和生态环境,制约城市发展;为提高罗湖区的投资环境和居住环境,对高密度建成区暗渠进行水环境综合治理势在必行。本文以深圳市罗湖区罗雨干渠水环境综合整治为例,通过识别暗渠黑臭水体形成机理与变化特征,分析黑臭成因,从而形成“三清源一保质”的总体治理路线,实现清污剥离、消除黑臭的目标。

沿海地区防洪排涝问题探讨——以象山县中心城区为例

以象山县中心城区防洪排涝问题为例,利用Mike11构建感潮平原河网地区的水动力数学模型,解决感潮河口水动力往复流的问题,并对模型计算涉及的洪潮、洪涝组合等关键问题进行研究。考虑到老城区局部低矮区域和旧城改建的时序等因素,充分利用现有节制闸,设置不同的排水路径,保障局部低矮区域在改造过程中的排涝安全;抓住下游新城建设的契机,预留调蓄空间,为上游老城区和新城增加汛期调蓄的能力,使老城、新城防洪排涝共同达标,为沿海地区的相关工程的安排、规划和决策提供依据。