陆浑水库及上游河道水体中微塑料分布特征

微塑料在淡水环境中的分布迁移特征与海洋相比有较大差别。对陆浑水库及上游河道进行水样采集,使用激光共聚焦显微拉曼光谱仪检测其中的微塑料,结果表明:水体中微塑料丰度为1.4~8.3 n/L,平均丰度为4.1 n/L;主库区微塑料平均丰度为4.5 n/L,河道水体中微塑料平均丰度为2.8 n/L,主库区微塑料更多的存在于表层、中层水体中;检测出的微塑料以透明纤维状为主,尺寸为50~1000μm的微塑料占比达76.3%,聚乙烯(PE)和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)两种材质的微塑料占比最高,分别为31.4%、30.0%。微塑料的存在状态与人类生产活动密切相关,陆浑水库存在的鱼类养殖和捕捞活动以及旅游开发均产生了人为输入微塑料污染问题。

不同降雨工况下嵩县陆浑水库上游地区地质灾害综合评价

降雨强度越大诱发地质灾害的频率越大,大中型水库作为集雨中心,其周围地灾环境的风险性更值得深入探讨,研究区陆浑水库属于大I型水库,其上游地区的降雨强度和地灾风险密切相关,至今相关研究尚且薄弱。因此,本研究选取地貌、高程、与水系距离、植被覆盖率等9个评价指标因子,利用ArcGIS对陆浑水库上游地区开展地质灾害综合评价。结合不同降雨频率,以10 m×10 m栅格采用统计模型方法开展危险性评价。最终与综合易损性叠加进行矩阵计算分析,得到研究区域在4种不同降雨工况条件下的风险分区,研究结果显示,在50年一遇的降雨条件下,研究区高危险区面积占比8%,发育地灾点占研究区域的18%,中、低危险区面积占比92%,发育地灾点占研究区域的82%;高风险区面积占比8%,发育地灾点占研究区域的36%,中、低风险区面积占比92%,发育地灾点占研究区域的64%。研究成果可为陆浑水库上游地区日后的地灾预警与防护工作提供有效的科学依据。

暴雨移植情景下陆浑水库洪水模拟分析及应对策略研究

极端天气事件引发的暴雨洪涝灾害严重威胁水库的安全运行,从极限思维和底线思维的防汛观念出发,通过移植“75·8淮河暴雨”和2021年“郑州7·20暴雨”到陆浑水库进行洪水模拟,开展了暴雨移植情景下陆浑水库洪水模拟分析及应对策略的研究。研究结果表明:暴雨移植情景下陆浑水库现状工程的泄洪能力不足,水库需要增建非常溢洪道;非常溢洪道老虎沟出口方案施工工程量略大于汤池沟出口方案,但是后者涉及人员搬迁难度较大,故倾向于前者。根据模型试验结果对非常溢洪道的设计规模和方案进行了优化和完善。

增设陆浑干渠坞罗排污闸的必要性和可行性

拟增设的坞罗排污闸位于河南省巩义市境内陆浑灌区东一干渠的末端,是在现有水闸建筑物基础上的增建,可以清洁坞罗退水闸上游长150km渠道来水的水质,较好解决渠道内漂浮物的积聚和向下游输送问题,实现末端治理。只有找到漂浮物产生的原因及演变规律,才能为陆浑渠漂浮物的防治提供科学依据,渠水净化已超过传统水利学科的范畴,本文论证了坞罗排污闸不同布置方式下的过流的基本情况。结果表明:增建的排污闸,不影响原渠道过流量,能消除闸门前渠道内的漂浮物,实现渠水净化效果。

陆浑水库滨岸带沉积物重金属污染评价及其迁移能力分析

为研究滨岸带沉积物重金属污染及迁移转化情况,以陆浑水库滨岸带为研究对象,采用地累积指数法和潜在生态风险评价法对重金属的污染程度及风险进行评价,并采用重金属活力值法评价重金属的迁移能力。结果显示:重金属Cu、Pb、Cd、Cr、Mo、Zn的含量均超出了土壤环境背景值,分别为背景值的2.88、2.61、21.54、2.02、78.87、1.19倍;各采样带中的重金属含量随海拔高度的变化而变化,其中,Cr、Zn、Cd、Pb和Mo的含量自L4采样带起随海拔的降低而逐渐下降;Mo存在严重超标现象,属于Mo极重度污染,Cd为中度、偏重度污染;陆浑水库滨岸带整体处于极强的污染状态,Mo和Cd是生态风险的主要贡献因子,各重金属的污染风险程度与地累积指数法的结果相符合;根据活力值法显示各重金属迁移能力由强到弱的顺序为:Cd>Pb>Mo>Cu>Zn≈Cr。

基于Sentinel-2的陆浑水库水质反演与富营养化评价

黄河流域生态保护和高质量发展是重大国家战略之一,为了快速准确地监测黄河流域湖库富营养化的空间分布,提升当地相关部门管理水平,以河南省黄河流域陆浑水库为研究对象,利用高分辨率Sentinel-2A卫星影像,结合同期的地面实测数据,构建了富营养化评价模型.研究表明,模型拟合优度达到0.922 7,反演得到陆浑水库的水质参数及富营养化空间分布图,其中,水库84.64%的水体呈中营养状态,贫营养及轻度、中度、重度富营养水体分别达到总体的0.03%、10.50%、3.44%、1.40%,结果显示,基于高分辨率多光谱遥感卫星影像的监测方法能精确地展现内陆水体富营养化的时空分布特征.

陆浑水库坝基渗透稳定性研究

本文在厘定坝基渗透模型和边界条件的基础上,运用数值模拟的方法,对坝基渗流场水力坡降和坝基渗透稳定性进行研究。研究表明,目前大坝的运行状况正常;水库在缓慢蓄水过程中,截水槽、坝后逸出带和断层破碎带的水力坡降远小于允许坡降,不会危及坝基的稳定性。这为水库投入正常水位(319 5m、327 5m、331 8m)运行提供了理论依据。

陆浑水库汛限水位动态控制风险研究

结合陆浑水库的实际,探讨了以预泄调度方式实施汛限水位动态控制所面临的风险。研究了陆浑水库实施汛限水位动态控制域、动态控制实施条件、调度方式,重点对其所面临的风险和损失进行了评价和计算。结果表明,陆浑水库以预泄调度方式实施汛限水位动态控制是可行的,在风险允许的范围内,水库经济效益大大提高。

陆浑水库坝基水位观测资料分析

经过对 30余年水位观测资料的整理和分析 ,在厘定水文地质模型的基础上 ,运用数理统计原理 ,获得了坝基地下水渗流特征及其变化趋势的基本认识 ,这包括库、管水位关系 ,代表断面测压管平均位势过程线 ,特定库水位时测压管管水位过程线 ,坝基渗流量变化。研究表明 ,上游铺盖与截水槽结合下游排水的防渗体系有效地控制了坝基水位 ,这为水库投入正常高水位(319.5 ,32 7.5 ,331.8m)的运行提供了详实的理论依据。

陆浑水库控制区近50年夏季降水变化特征

利用陆浑水库控制区域6个气象观测站1961—2012年逐月降水资料,分析了控制区域近50年夏季降水的变化特征.结果表明:陆浑水库控制区域1981—2010年夏季年降水量与年降水量的比值平均为0.50,但年际变化和阶段性变化特征明显,最大值和最小值分别为0.69和0.22,极值比达到3.14.夏季降水量与年降水量线性关系均极为显著,能够用夏季降水量的变化特征标识年降水量的变化.陆浑水库控制区域夏季以及6—8月各月的平均降水量(对应的站间均方差)常年值依次为324.6,70.8,135.2,118.6 mm(82.0,70.8,48.7,36.9 mm).这8个要素均没有显著的线性趋势,均以波动性变化为主,但均具有明显的年际和阶段性变化特征.陆浑水库控制区域夏季及其各月的平均降水量与对应的站间均方差均具有极为显著的线性相关关系,至少能够通过信度为0.01的显著性检验.

陆浑水库入库降雨径流模型研究与应用

伊河东湾水文站(陆浑入库站)以上流域在洪水期间,尤其是汛初第一场洪水,易发生超渗产流和蓄满产流,属典型的混合产流模式。根据流域下垫面和产汇流特性,建立了一般性产流模型。单元汇流模型采用经验单位线,河道汇流模型采用分段马斯京根演算模型。利用该模型在2010年7月伊河上游大洪水期间进行了作业预报,取得了满意的结果。

经验性洪水预报模型在陆浑水库的应用及其与小花间洪水预报模型结果对比

在对陆浑水库经验性洪水预报模型介绍的基础上,根据历史数据及流域地貌信息确定了模型参数,对1975-2011年25场洪水的计算结果与实测值进行了对比,同时对2003-2011年的7场洪水预报结果与黄委水文局小花间洪水预报模型预报结果进行了对比.结果表明:两模型模拟结果精度相差不大,都能满足预报精度要求,7场洪水小花间洪水预报模型模拟结果整体效果稍好,尤其是洪水过程与实测过程比较吻合;经验性洪水预报模拟结果稍差,但误差在可接受范围之内.两个模型都具有一定实用性,建议两模型联合运用,将小花间洪水预报模型的洪水预报结果作为指导水库防洪调度的主要依据,经验模型的预报结果作为参考.

水库运用对河流水文情势影响的IHA法评价——以伊河陆浑水库为例

水流是河流生物环境的主要决定因素之一,影响生物群落组成及其多样性。水利工程会改变河流天然径流过程,研究河流的水文情势具有十分重要的意义。基于龙门镇水文站实测流量数据,采用IHA法就陆浑水库运用对伊河径流过程的影响进行了评价。结果表明,陆浑水库的运用对龙门镇水文站水文年极值出现时间变化的影响不大,而对月流量、年极值、频率、延时和变化率指标改变显著,明显改变了下游河道水文情势,对下游河道内的水生态环境产生了较大影响。

陆浑水库污染源调查及防治措施

2008～2009年调查了陆浑水库污染源,分析了水库水质污染情况,并按《地表水环境质量标准》中方法对水库水质监测进行分析和评价。结果表明水库现状水质总体状况尚好,属轻度污染水质类型。针对水库水质污染原因,提出了Ⅰ级保护区内污染防治、Ⅱ级保护区内生活污水处理、Ⅲ级保护区内农村面源污染防治等一系列措施,这可为进一步改善水库水质、维护良好的生态系统提供可靠依据。

陆浑水库大坝渗漏病理及控制对策探究

陆浑水库自1965年建成至今,运行近半个世纪,工程存在较多隐患,大坝渗漏问题尤为突出。渗漏的部位为大坝基础及西坝头,探究渗漏原因为:坝基破碎带未经过处理、左岸山体单薄、坝体填筑质量差、工程老化等几方面。经过方案比较,坝基渗漏暂不采取"上堵"方法处理,仍然依靠黏土铺盖、黏土截水槽防渗,而下游增设排渗沟导渗;西坝头渗漏采用增设透水盖重的处理方案。经过实践证明,防渗效果良好。

陆浑水库坝基渗流场特征统计分析与预测

陆浑水库大坝为黏土斜墙砂壳坝。自1965年8月建成蓄水以来,未达到正常设计水位319.5m的要求,不能有效发挥以防洪为主综合利用的效益。根据坝基30余年渗流观测资料,综合采用相关分析法、位势分析法和流网分析法,分析了地下水位与库水位的关系,并对水库高水位条件下地下水的变化和渗流量作了统计预测。研究表明,上游铺盖与截水槽结合的下游排水防渗体系有效地控制了坝基渗流,这为水库投入正常高水位(319.5、327.5、331.8m)运行提供了详实的依据。

陆浑灌区填方坝整体稳定分析

陆浑灌区是我省西部的大型灌区,运行以来在农业生产及抗旱斗争中发挥巨大作用,但灌区的数百座填方坝施工质量较差,整体和局部稳定都存在一些问题。针对填方坝的整体稳定,采用条分法计算填方坝在无水、低水位输水和高水位输水三种务件下的稳定安全系数。经大量渗流计算和稳定分析,认为部分填方坝不能满足稳定要求:坝体渗流使安全系数下降30％左右;改善填方坝整体稳定的措施以渠道防渗、堤坝背坡面排水、增加坝体密实度为最佳,可由具体条件选择。同时这些措施对坝体的局部稳定也是有利的。

陆浑灌区填方坝局部稳定分析

陆浑灌区运行 1 0多年来 ,在豫西抗旱斗争中发挥了巨大的作用 .由于群众性施工 ,运行期间事故率高 ,特别是灌区的数百座填方坝 ,原施工质量较差 .针对填方坝的局部稳定问题 ,利用有限元方法计算多种方案的渗流要素 ,以及坡面自由出渗和坡面淹没出渗情况下的临界坡降值 ,分析了填方坝局部稳定状况 ,认为基本不能满足局部稳定要求 ,主要原因是 :施工质量差 ,坝体密实度不够 ,裂缝多且贯通 ,使渗流流速和水力坡度偏大 ,冲起坡面土料而失稳 .解决方法是通过灌浆等措施增大坝体密实度 ,坝面增设滤层或培厚 .

陆浑水库溢洪道闸墩裂缝成因分析及对策

陆浑水库溢洪道闸墩自建成后就出现裂缝,随着工程的运行,裂缝情况加剧。针对运行过程中的几种不利工况,运用三维有限元软件ANSYS10.0进行分析,计算结果表明,温度荷载是引起溢洪道闸墩产生裂缝的主要原因。提出了改善裂缝情况的对策。

陆浑水库金属结构设备安全检测与评价

为配合陆浑水库大坝安全鉴定,必须对水库的金属结构设备进行安全分析评价。通过有关现场外观检查、仪器量测、腐蚀状况检测、材料金相分析、材料硬度检测、无损探伤以及设备启闭性能检查等方法,获取了有关设备材料、尺寸、变形、锈蚀、缺陷等的技术数据,经过处理、复核计算和分析评价,找出了设备的不安全因素及原因,并提出了排除设备安全隐患的技术措施和整改建议。