江苏省平原水网区河湖生态水位确定探索与实践

保障河湖生态流量,事关江河湖泊健康。本文在分析江苏平原水网区域特点的基础上,选择生态水位作为河湖生态流量的表征指标,根据水利部确定的江苏省26条全国生态流量保障重点河湖名录,科学选定控制断面,采用1990—2020年水文序列资料,选用Qp法分析计算90%、95%、99%保证率下的水位,同步对比分析近10年最枯月水位、最低通航保证水位,最终确定了26条河湖的生态水位。通过制定保障措施方案、开展监测预警评估、强化统一调度管理等措施,全面保障区域河湖生态水位,为平原水网地区河湖生态水位的确定与保障提供了经验。

河湖幸福指数——安澜之河评价研究

水安全是人民群众生存发展的最基本要求之一,是影响社会经济发展的重要因素。防洪安全是沿河人民获得和提升幸福感的基本保障。本研究分析了安澜之河与“幸福河”的关系、安澜之河的内涵,从洪涝灾害严重程度、洪涝灾害防御能力、洪涝灾害恢复能力等三方面构建了安澜之河的评价指标体系,提出了指标标准计算方法,并对全国10个水资源一级区安澜之河指标进行计算评价。结果显示,全国安澜之河总体水平已接近良好,太湖流域、黄河区、松花江区、淮河区和长江区等5个水资源一级区均高于全国水平。本次研究成果较为合理的反映了全国安澜之河的总体情况,可为水利行业开展“幸福河”建设与评估等工作提供参考。

浙江水网总体布局与建设实践

浙江省是全国第一批省级水网先导区之一,在系统分析构建浙江水网的新形势新要求、省情水情工情的基础上,提出“三纵八横十枢”的浙江水网总体布局以及高水平水资源配置体系、高标准防洪保安体系、高品质幸福河湖体系、高效能智慧水利体系、高质量水网管理体系五大体系建设思路,从加快建设高质量浙江水网、持续补强防洪排涝安全屏障、着力推进全域幸福河湖建设、系统开展数字孪生水利建设、创新探索水利投融资模式五个方面提出重点突破方向和经验做法,在此基础上,分析了当前存在的问题及下一步工作思考。

人工强制混合藻华控制研究进展:理论、技术与机制

人工强制混合技术通过调控水动力条件对藻类生长和结构产生影响,已在全球湖库应用多年,国内外相关研究较多.然而,缺少综述性整理,尤其是对不同技术应用前提、适用条件及优缺点等认识不够,导致技术错用而没有发挥其优势,出现了控藻效果差,甚至无效等现象.本文主要结论如下:①该类技术通过调控混合层深度(Z_(mix))控制藻类生物量与结构变化,其应用效果主要与湖库水深、混合器平面布设、系统运行方式和混合效率有关;②该类技术控藻周期(藻密度削减95%以上)约为2周,控藻推荐的Z_(mix)阈值>15m;③该类技术主要适用于深水型水体,遴选控藻技术时应考虑适用条件、成本效益等.

洞庭湖四水流域水库群联合防洪优化调度

针对多防洪控制点的混联水库群联合防洪调度中防洪目标难以协调的问题,构建了以多流域协调条件下合成洪水洪峰流量最小为目标的水库群联合防洪调度模型,并采用逐步优化-逐次渐进算法(POA-SA)优化求解。在洞庭湖四水流域开展实例研究,基于防洪需求及各水库的特性,以四水流域下游尾闾控制站洪峰流量最小和四水汇流至洞庭湖的合成洪水洪峰流量最小为目标,提出典型年四水流域水库群联合防洪优化调度方案。结果表明:①针对1998年和2017年两场洪水,水库群联合优化调度后的四水合成汇入洞庭湖的洪峰削峰率比四水单独优化调度分别提高了9.4%和4.5%;②资水的柘溪水库和沅江的五强溪水库通过补偿调节,较好地实现了入湖洪水的错峰。对洞庭湖四水流域水库群联合调度可以保障四水流域自身防洪安全,并为洞庭湖防洪减压,研究成果可为流域水库群联合防洪调度提供参考。

新孟河运南支河闸控方案下河湖水动力影响探讨

通过构建太湖流域北部一维、二维耦合的河湖水动力数学模型,模拟并分析了新孟河延伸拓浚工程运南段主要无闸控支河设控前后对引水沿线河道和滆湖水动力的影响。结果表明,新孟河运南段支河口门设控下,引水后运南段河道水位、流速将明显上升,经北干河东侧入滆湖流量有所增加,但支河闸控有利于北干河西侧分流比升高,支河口门东侧闸控将导致滆湖北部水体交换能力降低、水动力有所减弱,滆湖东侧出湖河道流量受新孟河运南段支河闸控的影响较小。为提高新孟河工程引水效益,探讨提出了支河闸控方案在引水期、非引水期和应急排水期等时期的实施建议,为新孟河工程运行及优化调度提供一定的参考。

长江中下游湖泊沉积物氮磷污染现状及治理思路

长江中下游是我国淡水湖泊分布最集中的区域之一,其水生态环境质量在过去十年有了明显改善,但湖泊富营养化趋势并未得到根本的遏制,部分湖泊水环境质量仍在恶化,富营养化问题甚至有所加重。现有湖泊营养化现状的解析由于研究样本数少,难以展示区域性的湖泊群体特征,存在一定的局限性。通过梳理长江中下游23个主要湖泊表层沉积物氮磷赋存特征,发现通江湖泊与半通江湖泊表层沉积物TN含量最高,且二者平均浓度大体相当,其次分别为城郊湖泊和城市湖泊。TP含量均值空间差异显著,城市湖泊表层沉积物TP含量最高,其次是城郊湖泊,通江湖泊与半通江湖泊的TP含量较低。虽然部分区域城市、城郊湖泊富营养化状况有所改善,但根据表层沉积物综合污染程度分级来看,长江中下游大部分湖泊处于重度污染,氮磷富营养化的治理仍需加强。研究结果可为长江中下游湖泊的富营养化现状提供整体认识,支撑长江流域湖泊富营养化防治。

广东茂名市防洪能力提升思路探讨——以“2022.7”小东江流域特大暴雨洪水为例

广东茂名市现状防洪标准较低,受限于城市发展现状,城区堤防达标建设存在难度。提出将小东江和好心湖进行水系连通,构建小东江及根子河河网一维水动力模型,采用2022年7月洪水数据对模型进行率定,研究利用好心湖蓄洪对小东江茂名市城区段水位的影响。结果表明,当小东江上游车角山水位站发生和小东江支流长山园水位站“2022.7”暴雨洪水过程及量级相同的超50年一遇洪峰流量的洪水时,若好心湖初始水位取死水位13.74 m、闸门宽度取10~100 m,则小东江茂名市城区段峰值水位可降低0~0.03 m,闸门最大进口流量为1.6~13 m^(3)/s;若好心湖初始水位分别取11.74 m和9.74 m、闸门宽度取10~50 m,则小东江茂名市区段峰值水位可分别降低0.10~0.39 m和0.24~0.94 m,闸门最大进口流量分别为41.5~152.2 m^(3)/s和103.8~339.2 m^(3)/s。基于此,好心湖和小东江水系连通时的闸门宽度取20~30 m为宜,研究结果可为茂名市防洪能力提升提供参考。

电解技术治理河湖富营养化水体的研究综述

针对河湖富营养化水体中的氮磷污染物,电解技术展现出去除效率高和回收效果良好等特点,具有巨大潜力。综述了电解技术在河湖富营养化水体治理中的应用,主要介绍了利用电解技术去除水体中氮磷污染物的机理和相关影响因素、氮磷资源的回收方法以及电解技术对水生生态系统的调节作用,为进一步提高电解技术对水体中氮磷污染物的处理效果提供新的思路,促进电解技术在河湖富营养化水体治理领域的推广应用。

基于五千年治水文化重塑杭州精神标识

杭州拥有五千年治水文化脉络:良渚水利文化为杭州奠定文明的曙光,钱塘江海塘为杭州提供繁衍生息的屏障,大运河为杭州输送发展的动力,西湖为杭州增添诗意的人文风采。在中国式现代化视域下,应整合五千年治水文化作为杭州精神标识,增加居民文化认同感和社会凝聚力,增强杭州城市特色和辨识度,促进杭州旅游与经济发展,改善杭州水利规划与居民防灾意识等。基于以上分析,提出从文化遗产、行为准则、特色产业、视觉表达、文化活动、宣传推广等方面将五千年治水文化塑造为杭州精神标识。

构建上海现代水网 引领超大城市水利高质量发展

加快构建国家水网,建设现代化高质量水利基础设施网络,统筹解决水资源、水生态、水环境、水灾害等问题,是以习近平同志为核心的党中央作出的重大战略部署。在此背景下,文章总结了上海河湖治理总体情况,开展了上海水网建设需求分析,并对上海水网建设进行了总体考虑,以期为城市现代水网建设提供参考借鉴。

云视频监控系统在卫河干流治理中的应用

为提高工程建设管理效率和信息化水平,卫河建管局在卫河干流(淇门—徐万仓)治理工程中运用了基于人工智能、云计算和物联网的云视频监控系统,监督工程进度和施工安全,其中人工智能识别功能可自动识别工程现场中未佩戴安全帽等不符合安全生产操作规范的安全隐患,有助于加强工程安全管理;依托盐土庄和小河口新建微波通信铁塔,将智能摄像头置于云端,便于查看河道实时水位和观察蓄滞洪区洪水情况。该系统应用很好地诠释了围绕工程质量提升、安全风险防范和投资效益增值,强化科技赋能和驱动创新发展。运用先进科学技术和信息化手段对水利工程进行远程监督,实现工程良好的经济效益和社会效益。

水位变化对河流、湖泊湿地植被的影响

水位是湿地生态水文过程的关键因素之一,其改变将影响湿地植被覆盖度和物种组成,最终产生群落演替.从水位梯度,水位波动和人工控湖、控河工程3方面论述水位变化对湿地植被的影响:由于对水位选择的不同及彼此竞争力的差异,湿地植物种沿水位具有梯度分布现象,同时形态可塑性能对其分布范围产生一定影响;水位波动的频率和淹没持续时间对于植被演替具有基础性的作用,水位波动幅度的影响则相对较小,周期性波动能维持以草本植物为主的湿地植被的物种多样性和稳定性,非周期性波动以洪水、干旱为主,易促进湿地植被向固定的水生或陆生方向演替;人工控湖、控河的影响在机理上并无特殊之处,但保证物种多样性和生态系统稳定性的各种缓解措施具有较高的参考价值.基于机理的量化模型,自然、人为因素驱动下水位变化对湿地植被影响的差别研究,模拟水位波动实验以及人工控湖、控河工程的跟踪观测将是今后该领域研究的热点.

人工输水对石羊河下游青土湖区域生态环境的影响分析

通过对石羊河下游青土湖人工输水后水面形成区环境要素变化的调查研究,分析了水面形成对区域地下水位、植被、大气温湿度、风速等的影响。结果表明:(1)由于输水方式、输水时间集中等因素影响,区域水面形成快速;且每个输水周期完成6个月后的区域保留水面积持续增大,4a间水面积增加4.52倍,面积扩大的叠加效应明显。(2)输水作用和水面的形成,促使输水区域地下水埋深由>6m,提升到0.6—3.2m。(3)水面形成促进了区域以白刺为代表的单一荒漠植被群落向芦苇草甸、盐化草甸等多样化群落演替。(4)水面形成的"冷岛效应"明显,促进了区域小气候环境的改善;输水区500m范围平均温度降低55.67%,湿度增加3倍。人工输水对青土湖区域生态环境的改善产生了明显的积极作用,但输水政策的持续性、输水策略调整等不确定性影响,以及水面形成对局部范围风沙活动、植物物种多样性等方面的负面影响值得关注和深入研究。

环太湖河流入湖水质控制浓度分析

以《太湖流域水环境综合治理总体方案》中2012年和2020年太湖水质保护目标为基础,结合太湖现状水质,确定太湖各湖区水质保护目标。选择1976年型降雨条件,采用太湖二维水量水质模型调算,获得满足太湖各湖区水质保护目标条件下的各湖区对应环湖河道水质控制浓度。

鄱阳湖五河入湖水沙通量及典型断面形态变化特性分析

五河入湖水沙通量及河道形态变化对五河尾闾演变、湖区低枯水位、江湖关系等研究有重要意义。以1956—2018年实测资料为基础,利用Mann-Kendall检验法和河道特征对五河入湖水沙通量、典型断面形态变化特性及其影响因素进行了研究。结果表明:①五河入湖径流量总体呈小幅度减小态势,2003—2018年五河入湖平均径流量较1956—2002年减小5.3%;②除饶河外,入湖泥沙通量均有不同幅度的减小,其中赣江和信江大幅度减小,2003年后分别减少约72.3%和52.6%;③五河典型断面形态2014年前变化较大,断面多呈锯齿状;随后逐渐恢复正常;④水利枢纽工程、水土保持工程和人工采砂是影响五河入湖泥沙通量和河道形态的主要人为因素。

基于BP人工神经网络的河流生态健康预警

为加强河流管理,在已有的河流生态系统健康研究和BP人工神经网络模型基础上建立了河流生态健康预警模型,并对滦河河流未来健康状况进行了预警。结果表明:滦河在未来20年内河流生态健康状况将有所好转,其中近期水平年2015年为轻度疾病状态,为中警级别;中期水平年2020年与远期水平年2030年均为亚健康状态,为轻警级别。此外针对河流未来的警情状态,从警源分析角度提出了节水、优化水源工程、减污等关于滦河河流生态治理措施。

人工结构体控制堰塞湖溃决洪峰的试验与设计

为检验人工结构体对堰塞湖溃决洪峰流量的调控作用,进行了室内水槽模型试验.试验主要针对四面体实体结构、四面体实体结构串、四面体实心框架结构和四面体实心框架结构串.试验结果表明：抛投人工结构体对堰塞湖溃决后期洪峰流量的控制作用非常显著,与未抛投人工结构体相比,4组抛投人工结构体的洪峰流量减小26.6%~61.7%;人工结构体的优选型式依次为四面体实心框架结构串、四面体实体结构串、四面体实心框架结构和四面体实体结构;增大人工结构体的容重能改善堰塞湖溃决洪峰流量的调控效果.

三峡澎溪河回水区流速对藻类原位生长速率的影响

为明晰不同流速水平对三峡支流回水区库湾藻类原位生长的影响,本文采用可调速的环形实验槽,选择三峡水库不同运行状态(低水位、高水位),对三峡澎溪河高阳平湖库湾藻类生物量(用叶绿素a浓度表示)变化特征进行原位受控实验.通过流速在0(对照)、0.1、0.2和0.3 m/s的实验发现,夏季低水位阶段澎溪河水域光热充足,但流速升高(>0.2m/s)对藻类原位比生长速率具有一定影响.大体上,高阳平湖水域藻类原位比生长速率与流速水平呈对数关系.冬季高水位运行期间,流速的升高将可能在一定程度上促进水柱扰动,成为维持藻类在上层水体受光生长、避免下沉的主要因素.该时期,采用调节流速、流量的方法抑制藻类生长的难度相对较大.

强化科技引领 提升河湖治理成效

我国水问题日趋突出,水安全形势严峻,治理任务十分艰巨。当前全面推行河长制湖长制和政府机构改革,是保障国家水安全的制度创新。通过剖析河湖治理典型案例,探讨当前治水科技问题,提出在治水实践中,必须强化科技引领,提升河湖治理成效。