基于鱼类分布与水力特性的鱼道进口布置方案比选

鱼道进口布置方式直接影响鱼道的诱鱼效果和过鱼效率。以临淮岗枢纽为例,通过构建二维宽浅河道水流流场数值模型,对典型工况下枢纽下游河道流场进行精细模拟,并结合河段鱼类分布的水声学调查结果,对3种不同鱼道进口布置方案进行比选。结果表明:临淮岗闸门下游左右岸流速满足鱼类适宜条件,且靠近鱼类聚集区域,均满足鱼道进口布置条件,可综合考虑经济效益、施工难度、工程安全性等确定布置方案,并建议相应调整闸门运行方案。

河湖健康监测诊断与修复

根据《河湖健康评价指南(试行)》,从河湖健康指标体系构建、指标数据来源与获取方法、我国河湖健康存在的主要问题、河湖健康分类标准等几个方面,阐述了河湖健康监测、诊断的主要实施过程,并结合河湖治理保护的现状,提出了河湖健康修复途径与对策建议。

古运河局部河段水质时间变化特性——以运河三湾风景区河段为例

为揭示扬州城区古运河三湾风景区河段的水质时间变化特性,自2018年10月至2019年6月,选取该河段的上下游两个断面及支流入口断面对其水质参数水温(WT)、pH、电导率(EC)和溶解氧浓度(DO)以及NH4+浓度进行观测,采用变异系数法、单因子水质标识指数法与多元线性回归法分析水质参数的时间变化特性,并构建NH4+浓度随流分散模型对河段NH4+的运移过程进行模拟。结果表明:研究期间内,各断面的WT呈季节性变化;2019年4月之前pH与EC呈上升趋势,之后pH与EC有所下降;大部分时段支流同期的DO低于干流,EC高于干流;各水质参数的总变异系数与权重从大到小依次为DO 】WT 】EC 】pH;下游断面以DO为指标的水质类别受支流排水影响较大,水质劣于上游断面,支流断面的pH与水质标识指数变化随机性较强;多元线性回归分析结果表明:DO与WT、pH均呈负相关,且pH的变化对DO的影响比WT更大;NH4+随流分散模型的模拟结果显示,当WT较低且变化较小时,模型的模拟精度较高,单日河段上游NH4+浓度逐渐降低,下游逐渐增大,各断面的NH4+浓度逐渐趋于同一水平。

基于鱼类集群及上溯通道分析的鱼道进口位置论证

为确保大渡河龚嘴水电站鱼道能够成功过鱼,基于龚嘴水电站坝下河段鱼类集群分布的水声学观测结果,结合研究河段水流条件,分析鱼类集群分布特征,并根据主要过鱼对象关于水力学因子的适宜性特征,提取坝下河段鱼类主要上溯通道,论证龚嘴水电站鱼道进口布置方案。结果表明:坝下河段鱼类垂向分布范围为1.15~11.62 m,主要分布在中下层水域;鱼群主要集中在河段中上游区域;鱼类上溯通道分布于靠近两侧河岸的水域,流速为0.1~1.2 m/s;在北纬29.290°~29.292°范围内,存在横跨整个河宽的鱼类集中分布区域,说明该区域内流场条件能够较好地满足河段过鱼对象的上溯需求。本研究从鱼类集群及上溯通道分布两个方面对鱼道进口布置进行论证,提出较合理的鱼道进鱼口位置,研究结果可为其他水电站鱼道进口布置提供参考。

城市草地植被根系层土壤水分对降雨的响应及蒸散发特性

利用土壤水分观测结果,分析不同降雨过程对土壤水分的影响;根据0~30 cm土层和根系层(0~10 cm)土壤含水量对表面阻抗rs等参数进行率定,并结合Penman-Monteith(P-M)公式得到相应土层小时蒸散发量ET30和ET10.结果表明,降雨前表层(0~5.5 cm)土壤水分越低,根系层降雨响应时间越短;未达到饱和前,随着雨强增大,土壤水分增速变快,且25 cm及以下土层土壤水分受降雨影响较小;ET 10约占ET 30的78%,即蒸散发所消耗的水分主要由根系层提供.研究结果为城市化背景下草地植被土壤水分运动的深入研究提供基础数据.

城市背景下草地蒸散发及土壤水分变异特性——以扬州区域性草地植被为例

为揭示城市背景下区域土壤水分变异特性及其利用效率,以扬州大学扬子津校区农水与水文生态实验场(P1)及扬州大学江阳路南校区草坪(P2)为研究区,基于实测的水文、气象数据,采用彭曼-蒙蒂斯(Penman-Monteith)公式估算草地生长期内蒸散发量,采用FAO推荐的经修正的彭曼-蒙蒂斯(Penman-Monteith)公式推求参考作物蒸散发量,并对水分有效性进行评价;采用有限差分方法结合非饱和土壤水分运动方程构建一维土壤水分运动模型,通过对观测土壤水分的数值模拟检验模型的适用性,对表层(0～10 cm)土壤水分进行模拟。结果表明:计算时段(2016-10-05-2017-10-04)内,P1、P2的ET_0为1 115.0 mm,略低于该时段的降雨量(1 200.0 mm);计算时段(2017-07-01-2017-09-31)内,P1点的ET累积值为129.7 mm,占同期降雨量的24.2%,P2点ET累积值为122.2 mm,占同期降雨量的22.9%;同期的水分有效性参数m_a分别为0.39、0.37;P1、P2两点土壤水分模拟结果与实测数据之间的均方根误差(RMSE)分别为0.012、0.021,纳什效率系数(NSE)分别为0.830、0.928,表明两点的计算与实测序列的误差较小,构建的一维土壤水分运动模型具有较高的计算精度。研究成果以期为城市化背景下草地植被的土壤水分循环以及基于绿色植被的海绵城市建设提供研究基础。

貊皮岭水电站鱼道进口布置论证与优化

为了确定合理的貊皮岭鱼道进口布置方案,通过建立二维宽浅河道水流流场数学模型,对主要过鱼季节电站不同运行方式下鱼道进鱼口水流条件进行精细模拟,对比了不同优化调整方案下的鱼道进鱼口水流流场结构,论证了鱼道进鱼口多个优化布置方案的优劣,并采用整体水工物理模型对数值模拟精度进行验证。结果表明,不同鱼道进口位置及水下地形条件下鱼道进口附近的水流条件差异很大。通过将鱼道进口调整至电站尾水下游可增大诱鱼效果;同时为避免进鱼口下游附近水流流速过大形成“流速屏障”,对电站尾水渠下游局部地形进行开挖,可适当减小鱼道进口附近流速,保障鱼道进口水流条件满足诱鱼需求。相关成果可为其他类似鱼道进鱼口布置提供技术参考。

扬州城区古运河局部河段水质时间变化特性——以扬农化工厂河段为例

为揭示扬州城区古运河局部河段水质的时间变化特性,选取古运河扬农化工厂河段为研究区,采用相关系数法、变异系数法、单因子标识指数法以及多元线性回归法对该河段2015年10月至2017年9月(2年)水温WT、pH、溶解氧DO、电导率EC、溶解性总固体TDS等水质参数的观测结果进行分析,对各参数的变化特性进行评价。结果显示:上下游断面同一水质参数均呈高度正相关,但不同季度的相关系数有所变化;各水质参数的变异性从大到小依次为DO>WT>TDS>EC>pH;以DO为指标的水质标识指数结果表明:水温低于14℃且pH高于7.3时水质类别多为Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ类水,水温高于14℃且pH低于7.3时多为Ⅳ、Ⅴ类水;多元线性回归模型的分析结果表明:DO与WT呈负相关,与pH为正相关,pH变化对DO的影响大于WT,上游断面DO与WT、pH的相关性均高于下游断面。

城市池塘水质时间变化特性--以扬州大学江阳路南校区池塘为例

城市中的池塘是城市水体的重要组成部分,为揭示城市化背景下池塘水体水质的时间变化特性,选取扬州大学江阳路南校区池塘为研究区,对该池塘2018年7月至2019年6月的水质参数蓝绿藻浓度(Phyco)、水温(WT)、溶解氧(DO)、pH与电导率(EC)进行观测,采用变异系数法、单因子水质标识指数法以及多元线性回归法对各参数的变化特性进行评价。结果显示:池塘WT呈季节性变化;观测期间pH变化范围为7.74~9.98,水体呈碱性;DO变化的随机性较强,未表现出明显变化规律;各水质参数变异性及权重从大到小依次为WT>DO>EC>pH;以DO为指标的单因子水质标识指数结果表明:池塘DO达到Ⅲ类水要求的时段占总观测时段的84%;多元线性回归分析结果表明:DO与WT、pH呈正相关,与Phyco呈负相关,Phyco及pH的变化对DO浓度的影响相对于WT大。