闽江下游水文情势演变及其对压咸流量保证率的影响

针对近年来闽江下游河口自然水文情势发生变化致使咸潮上溯现象逐渐加剧的问题,选取闽江下游竹岐站1950~2018年逐日流量资料,采用Mann-Kendall法进行趋势和突变检验,确定1997年为径流突变年份。采用水文指标变化范围法(IHA/RVA)对突变前后两个时间序列1950~1996、1997~2018年的32个水文指标进行分析。结果发现除了低流量脉冲发生次数及历时和逆转次数为高度改变,其余指标均为中、低度改变,闽江下游水文整体改变度为38.16%,为中度改变。采用两种压咸流量方案对两个时间序列代表年进行保证率分析,其中方案1压咸流量过程的最小值及总需水量较方案2少,压咸流量保证率高。压咸流量保证率突变后较突变前整体增加,尤其是在枯水年,压咸流量保证率大幅增加,但同时存在丰水年压咸流量保证率下降的问题。说明水库的投入运行影响下游径流过程,可以改善枯水期下游河口地区咸潮入侵问题,但也使丰平枯各年的压咸流量保证率趋于一致。

特枯水年珠江流域东江三角洲压咸调度预演与策略

近些年珠江口咸潮上溯呈加剧趋势,影响范围显著增大,2021—2022年枯水期东江三角洲发生有记录以来最严重咸潮上溯。基于2021—2022年东江流域水情、工情、咸情数据,分析了东江水情特征和东江三角洲咸潮上溯规律,采用FVCOM(Finite Volume Coastal Ocean Model)数值模型开展了压咸调度预演,阐明了特枯水年下东江三角洲压咸流量、压咸时机等关键参数。研究发现:2021年,东江流域遭遇特枯水年,上游博罗断面年均流量较多年平均偏少64.5%。东江三角洲咸潮峰值发生在大潮阶段,小潮时咸潮上溯减弱。因东莞市调蓄能力较弱,东江三角洲压咸调度策略应为大潮时期全时段压咸。特枯水年下,为了应对可能出现旱情持续的更不利局面,博罗日均流量按大潮期间不低于280 m3/s、其他时间不低于212 m3/s管控,可基本保障东江三角洲供水安全。研究可为东江三角洲枯水期水量调度和咸潮防控提供一定借鉴。

西北江三角洲压咸流量初步研究

根据西北江三角洲水文特点,以马口、三水水文站及三灶潮位站为参证水文站,以思贤滘流量(即马口水文站与三水水文站流量之和)为上游来水径流量。依据实测资料,对西北江三角洲咸潮上溯径流-咸潮响应模式、压咸流量进行了研究。研究结果表明,上游径流的减少是近几年来咸潮上溯加强的最主要因素。为保障西北江三角洲城市供水安全(氯化物(以Cl^-计)<250mg/L),在现有供水基础设施不变的条件下,西北江三角洲最小压咸流量应为2 500m^3/s。

考虑不同压咸等级的西江水库群多目标调度

咸潮入侵一直是影响西江流域供水安全的重要因素,合理的水库调度成为压咸补淡的关键措施。考虑水库群发电效益和下游梧州断面压咸任务,建立以梯级总发电量最大和压咸流量下限最大为目标的实时优化调度模型进行研究。结果表明:流域主要通过抬高岩滩水位、增加岩滩压咸风险的方式来提高发电量,其余水库负责消减岩滩增高的风险,保证压咸流量;流域90%来水频率下,损失0.06%的梯级发电量,可将调度期内梧州断面的压咸流量提高到3163 m^3/s;流域95%来水频率下,在将压咸保证程度提高至3天的同时,发电量能够增加33万kW·h。研究成果揭示了压咸风险在水库间的传递规律,对于保障珠三角及大湾区的供水安全具有重要的实际意义和应用价值。

西江流域压咸风险调度及其时空传递规律研究

枯水期珠江河口咸潮情势日益加重,径流不确定加剧了压咸风险,严重威胁沿线的供水安全。本文基于概率密度分布描述径流不确定性,构建了单源风险调度基本框架。以西江流域五座水库为研究对象,量化了预报误差与压咸风险的响应关系;揭示了压咸风险的时空传递规律;将压咸风险划分为3个等级;确定出各级风险越级传递的临界阈值。研究表明:随预报误差的增大,压咸风险提前且持续天数增加、风险率增大;压咸风险呈逐时段累积和从上游向下游、从支流向干流的时空传递规律;当预报误差超过±16%、±21%时,压咸风险从轻险越级至中险、中险越级至重险。研究成果对于西江流域压咸风险的调控和粤港澳大湾区的供水安全具有重要的应用价值。

新安江水库的压咸作用初探

新安江水库是浙江省境内最大的水利水电工程 ,具有多年调节功能 ,控制流域面积 10 441km2 ,其调度方式对钱塘江河口段水体的含氯度有直接的影响 ,从而影响钱塘江下游两岸尤其是杭州市的供水水质 ,本文对调整新安江水库的调度方式 ,增加压咸用水量的可能性及其产生的环境影响进行分析 .

大辽河灌溉期潮汐特性及压咸水量分析

文章通过对大辽河灌溉期潮汐特性的分析,建立田庄台大桥断面流量与氯化物相关关系,从而定量分析大辽河灌溉期压咸水量。分析表明:田庄台大桥断面的含盐度与水量具有较好的相关度,当流量高于200m3/s时,含盐度低于500mg/L,可以满足灌溉水质要求。

基于经验模型的长江口南支上段压咸临界流量

河口区域盐水入侵,威胁三角洲地区城市淡水资源取用及生态环境安全,合理确定压咸临界径流流量,有助于进一步改进流域水库群的调度模式。以长江口南支为例,利用2009-2014年期间60余个潮周期氯度资料,综合分析多种盐度预测经验模型的有效性,确定了抑制咸潮入侵的临界径流流量。结果表明:①咸潮入侵强度随径流与潮差组合而不同,长江口径流流量小于30000 m^3/s时可发生盐度超标现象,69%的盐度超标天数发生在流量小于15000 m^3/s时期,当径流量小于12000 m^3/s时盐度超标几率达65%;②盐度与潮差之间为指数型曲线关系,潮差总体呈半月周期变化,根据潮差累积频率分布得到平均意义上"连续10 d盐度超标"临界条件对应的青龙港潮差约为2.7 m,由此推算得到临界大通流量略大于11000 m^3/s;③采用多种盐度预测经验模型进行计算,避免连续10 d盐度超标对应的临界径流流量区间为11000～12000 m^3/s,平均阈值取为11500 m^3/s;④在三峡及上游梯级水库联合运行后,2008-2015年长江入海最低径流流量有所增加,但仍低于压咸潮临界阈值,建议优化水库调度模式,控制长江入海径流最低流量在11500 m^3/s以上。

闽江下游取水口压咸临界流量与保障供水安全的探讨

该文分析闽江下游河段咸潮入侵主要影响因素、总体特征和分布规律,基于含氯度经验预测模型探讨不同径潮组合条件下闽江下游取水口压咸临界流量,通过水库联合压咸调度结合取淡避咸等措施保障闽江下游水质安全和沿岸供水安全。

三峡水库应急补水对2022年洪季长江口盐水入侵的影响

2022年汛期长江流域发生了历史罕见的流域性干旱,大通站9—10月份流量在11000 m 3/s上下浮动。9月份开始,叠加台风的影响,长江口遭遇了严重的盐水入侵事件,威胁上海市供水安全。结合实测流量、风速和盐度数据分析,认为此次盐水入侵由低流量和台风导致;基于此,采用三维河口海岸数值模型定量分析三峡水库应急补水的压咸效果。结果表明,应急补水削弱了长江口的盐水入侵,减小了咸潮上溯距离,南支—北港纵断面0.45 psu等盐度线下移了17 km,降低了水库取水口盐度,为青草沙水库争取了约6 h的取水窗口。10月份2次寒潮在一定程度上削弱了此次补水效果,为确保补水效果需加强河口地区水文、潮汐及气象综合监测能力,以保障上海市淡水利用安全。

磨刀门水道咸潮入侵及其变异分析

随着区域经济及人口的进一步增长,珠江三角洲磨刀门水道已成为江门、中山、珠海、澳门等城市重要的水源地,相应咸潮入侵对供水安全造成的危害也越来越严重。本文依据实测资料和现场调研,对磨刀门水道咸潮入侵的潮相变化、径流—咸潮的响应模式、风对咸潮入侵的影响及咸潮入侵的历史演变趋势及其变异、最小压咸流量及最佳压咸时机等进行了研究。研究结果表明,影响咸潮入侵的主要因素是径流,有利于咸潮入侵的风向为北风～东北风。以思贤滘流量(即马口水文站与三水水文站流量之和)为参照,为保障珠海、澳门供水安全,磨刀门水道最小压咸流量范围为2200-2700m3/s,平均流量为2450m3/s,最佳压咸补淡的时机为大潮转小潮期,也就是朔望(半月)周期的落潮期。

应对长江口咸潮入侵的临界流量经验模型研究

1994年以来,长江口咸潮入侵严重威胁当地供水安全,随着长江上游水库群陆续建成,有关部门提出了通过上游水库群压咸调度保障长江口地区供水安全的方案。为明确压咸调度的目标流量(即临界流量),基于统计分析的方法,采用多元回归分析和主成分分析方法,选取实测站点数据建立了盐度-潮差-入海流量的相关关系统计模型,研究了咸潮发生的机理;通过模型分析多次咸潮入侵数据,确定临界流量为一个变化值,潮差290~335 cm下的临界流量在9390~21633 m3/s之间。研究表明,当长江口咸潮入侵时,单独依靠长江上游水库调度压咸所需的流量大,响应时间长,压咸效果不明显。因此,实际压咸调度应通过流域整体调度与本地蓄淡避咸水库共同作用应对咸潮入侵。

枯季梧州流量对龙滩水库泄流量的响应关系

枯季利用西江上游龙滩水库调节控制梧州流量以满足珠江河口压咸补淡的要求,是近年来保障河口地区供水安全的重要工程措施.文中将龙滩水库泄流过程与区间流域的自然径流过程作为整体统一考虑,利用数字流域模型建立龙滩-梧州区间无控开放性流域的降雨径流模拟分析系统;通过数值试验,分析了区间流域径流过程影响下梧州流量对龙滩泄流的响应关系.结果表明,龙滩泄流量是枯季梧州流量的主要组成部分,梧州流量与龙滩泄流量具有很好的线性关系,在枯水年和偏枯水年,龙滩最小压咸泄流量分别需要600m3/s和800m3/s;梧州流量对龙滩泄流的响应过程与龙滩泄流量及其变化有关,泄流量越大,变化越迅速,梧州流量的响应时间越短.

基于水系联通的珠三角典型联围闸泵群调度方案研究

为实现三角洲河网闸泵群优化调度,保障河网区水系连通、改善河网水环境,以中顺大围为例,基于闸泵影响下的河网水系1D-3D水量-水质耦合模型,研究对比了水闸全开、独立引排水、单向流3种闸泵群调度模式。结果表明,单向流调度模式下水环境改善效果明显优于另外2种调度模式。在单向流调度模式的基础上,进行兼顾外江压咸与区域水环境改善的闸泵调度研究,得出在满足外江压咸期生态流量的条件下中顺大围的水环境改善调度方案。研究方法和成果用于制定闸泵群联合调度方案,并为区域水系规划和建设提供依据。

Photovoltaic Powered Reverse Osmosis Plant for Brackish Water without Batteries with Self Acting Pressure Valve and MPPT

This paper presents a PV （photovoltaic） powered RO （reverse osmosis） plant for brackish water without batteries and a self-regulating pressure valve. The aim is to extract the maximum power from the PV module using an MPPT （maximum power point tracking） technique for powering a solar water pump and maintain constant the pressure in the RO membranes by using the self-operated valve. A Buck type converter using the InCond （incremental conductance） MPPT was developed for this application. The MPPT chosen was simulated, tested and validated, showing an efficiency of 86.8%. The technical feasibility of the RO plant was made by PLC （programmable logic controller） and was tested for two salinity levels （1,000 and 1,500 mg/L of TDS （total dissolved solids））. These salinity levels chosen are commonly found in most brackish water wells of the semi-arid region of Northeastern Brazil. The RO plant could permeate 175.3 L/day of drinking water with 120 mg/L of TDS and specific energy consumption of 2.56 kWh/m3.