An Intergrated Optimal Irrigation Model in Polder Area

After analyzing the irrigation system in polder area. where water systems have been modified for drainage controlling. with the application of water balance method. we formulate an irrigation model in the optimum operation of irrigation networks by sprinkling. channelling and extraction. In the model, water-requirement of various ecopatter and water-suPPly from natural during irrigation are especially considered. So the model is an actual depict of irrigation condition.The optimal solution will be valuable refererces to the operation management of irrigation water in polder area.

数字孪生淠河建设实践与思考

数字孪生淠河根据淠河流域特征,以流域防洪需求为牵引,提出技术解决方案。在共享安徽省现有数据感知、网络传输、算力环境等基础上,建设内容包括流域数据底板、水利模型平台、水利知识平台等支撑平台,以及在上述支撑平台基础上建立防洪预报、预警、预演、预案“四预”应用。防洪“四预”应用以精细化洪水预报为预警、调度提供基础,洪水预警为下游圩区等保护对象提供多阶段预警,情景化洪水预演以实景化方式分析洪水影响,智能化方案实现防洪预案的快速、自动化生成。通过总结数字孪生淠河建设内容,进一步探讨数字孪生流域建设中存在的难点问题,为相关数字孪生流域建设提供借鉴。

大尺度圩田水网地区特色生态空间单元解析及传承策略研究——以高淳为例

我国幅员辽阔,各个地区的乡村空间各具特色。在诸如江浙一带的圩田水网地区便形成了独特的生态-聚落空间布局模式。文章以大尺度高淳水网地区的聚落空间为研究对象,在分析现状水系网络、农田体系、圩堤陆路等生态要素共同作用下的乡村特色空间基础上,从维持水田格局的特色性、分类引导聚落选址和堤路网体系优化布局三个方面,分别探究传承乡村特色空间的策略与导控方法,旨在为我国其他相似圩田水网地区的乡村特色空间传承提供实践指导方法和参考借鉴意义。

基于AHP-熵权法的望虞河西岸圩区活水调度方案多目标优选

以望虞河西岸的甘露圩和荡北圩为研究区,构建水动力-水质模型,选取恰当的水动力、水质和经济成本指标构建活水调度多目标评价指标体系,采用层次分析法和熵权法主客观相结合确定指标权重,决策单圩活水调度最优方案,并与圩区联合调度方案比较活水调度效果。结果表明:利用多目标评价指标体系可有效确定活水调度最优方案;甘露圩最优调度方案为陈家角闸和甘露港闸共同引水,徐家浜闸站以6 m^(3)/s流量抽排;荡北圩最优调度方案为黄塘河闸和五星河北闸引水,珠桥河闸站和五星河闸站共以9 m^(3)/s流量抽排;与单圩活水调度相比,两圩联合调度后畅流活水效果更优。

平原圩区水系结构与功能特征及其影响机制——以昆山南部为例

明晰平原河网水系结构和功能的影响机制对区域生态可持续发展具有重要意义。以昆山市南部防洪分区为例,选取水系指标分析圩区单元尺度下的水系网络结构与调蓄功能,并构建贝叶斯网络模型,综合考虑用地、自然、工程与政策管理等因子及其相互作用,定量探究水系结构与功能的影响机制。结果表明:(1)水系网络结构具有显著空间异质性,且水系调蓄功能与结构特征密切相关,较复杂的水系形态结构往往表现出较强的调蓄功能;(2)政策、工程、用地和自然条件等因子对水系调蓄功能的影响强度依次减弱;(3)识别水系功能优化目标下的关键变量与关键状态子集,可从社会⁃生态协同视角指导圩区单元的水系治理与优化。研究结果可为平原圩区水系网络健康与可持续发展提供理论参考和决策依据。

水管理视野下的莆田平原空间和社会结构探析

莆田平原是典型的水管理主导的人居环境地理单元,具有圩区和灌区的双重特征,然而迄今规划学科鲜有关注其水利特征与传统人居环境关系的研究成果。首先,从水文角度梳理了莆田平原各个时期的历史沿革;其次,从自然基底、水利系统与聚落系统三方面分析快速城镇化之前的莆田平原的空间布局,总结其形态特征;然后,着重剖析由灌区分水和圩区防洪而衍生的水管理模式,这很大程度上形成了以仪式联盟为核心的社会结构,并通过仪式事件增加社区凝聚力。这种清晰的水利空间和社会结构的相互关系为理解类似地区的传统人居结构及当代转型发展提供了重要借鉴。

基于圩区产流与调蓄的大型平原河网水文水动力耦合模型研究

构建可靠的水文水动力模型是减轻平原河网洪涝灾害的必要手段。以太湖流域杭嘉湖区为例,采用MIKE11和ArcGIS,通过河网概化、集水区划分、圩区内外独立的产汇流计算和调蓄分析等环节构建了杭嘉湖平原河网水文水动力耦合模型,选用“菲特”和“烟花”台风实测洪水数据验证了模型可行性。结果显示,模拟水位与实测水位绝对值相差0.01~0.09 m,水量结果误差为5.4%,表明模型准确可靠。本模型可为该地区防洪调度、工程规模论证等相关工作提供技术支撑,也可为相似地区水文水动力耦合模型的构建提供理论指导。

江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型研究与应用

为提高纳入蓄滞洪区的河道洪水模拟精度和效率,更大限度发挥蓄滞洪区的综合利用效益,建立了以大湖模型为基础的江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型,提出考虑蓄滞洪区运用影响的洪水模拟方案。以鄱阳湖区2020年实际来水作为边界条件,以2020年7月1日为起始时刻开展单退圩堤启用与否工况下的洪水实时调度模拟。模拟结果表明:构建的江-湖-蓄滞洪区聚合调洪演算模型可以合理快速地模拟蓄滞洪区启用时的鄱阳湖水位变化过程。鄱阳湖区单退圩堤启用分洪效果显著,能够降低湖区水位0.2~0.3 m,模拟结果与实际过程相近,如不分洪,湖口站最高水位将超过保证水位。研究成果可为蓄滞洪区调度和水旱灾害防御提供更精确的水文信息支持。

基于ArcGIS的圩区设计内涝水位计算

南京作为中国东部地区重要的中心城市,市域内地铁线路发达,长江两岸圩区内站点分布尤其密集。圩区内涝水位是影响地铁站点布置、设计及施工的重要因子。以南京地铁站点所在某圩区为例,将实测地形高程数据导入ArcGIS进行三角网格差分处理,生成圩区的水位-调蓄量关系,再通过水文方法计算的内涝水量查询水位-调蓄量关系,得出地铁设计标准下圩区内涝水位。结果表明,该方法能够真实反映圩区地形特征,为内涝水位计算提供良好的数据基础,快速计算出水位-蓄水量关系,避免手工绘制等高线推荐内涝水位带来的计算误差,提高了内涝水位计算的精度和效率,能够为今后类似工作提供参考。

生态化岸坡在圩区河道治理工程中的应用与探讨

为了改善与提升河道功能、河道形态及水环境质量,实现周边居民“掬水而用、临水而憩、依水而兴”的总体目标,结合高淳区水系连通及农村水系综合整治试点县项目,通过优化河道平面形态,优化岸坡形式,绿植配备及生产生活设施等措施,对圩区河道进行岸坡整治。项目实施后,周边居民生产生活用水得以保障,水生态环境显著提升。

圩区泵闸群自动化调度控制策略研究

为了让圩区泵闸群实现信息化及自动化,文章对圩区泵站自动化控制系统进行设计,并以正交试验法为基础提出调度策略优化方案,通过9次正交试验,获得了各开机方案及运行规则的总能耗,随后通过对能耗排序获得了最佳调度方案。该方案不仅有效提高了圩区泵闸群自动化及信息化水平,还加强了调度控制,降低了总能耗。

合肥庐江许桥联圩湿地生态修复实践

以环巢湖区域典型圩田湿地——许桥联圩为例,基于圩田湿地水文环境紊乱、生境破坏、景观特色弱化等生态问题,提出因地制宜的生态修复策略:1)在保护现有水网格局的基础上,合理设计渠、塘、水闸和泵站等,形成层级有序的水生态系统,提高湿地调蓄能力;2)保护圩田原生态,因地制宜构建沼泽、生态塘、生态岛等多样化生境,提高生物多样性;3)延续原空间特色为主,丰富植物景观风貌、完善配套设施等,打造低干扰性生态景观。湿地修复效果预期较好,可为其他类似圩田湿地生态修复提供借鉴。

长江流域防洪规划修编关键问题探讨

长江是中华民族的母亲河,是中华民族发展的重要支撑。进入21世纪以来,随着流域经济社会高速发展,流域蓄泄关系和防洪形势发生了新变化,加之全球气候变化背景下极端天气频发,给流域防洪带来了新挑战,治水思路和防灾减灾救灾理念发生深刻变化,迫切需要优化调整防洪目标和总体布局,科学制定防洪规划方案,擘画安澜长江新蓝图。针对新变化、新挑战和新要求,研究提出了新阶段长江防洪新方略、新目标和新举措,并重点探讨了城陵矶(莲花塘)站防洪控制水位调整、蓄滞洪区布局优化以及洲滩民垸防洪治理等重难点问题,为长江流域防洪规划修编提供支撑。

古丹阳湖区传统圩田聚落文化景观构成与变迁初探——以高淳杨家村为例

文章以高淳杨家村为例,梳理因产业结构、交通方式变革导致的聚落变迁历程,描述了当代杨家村文化景观的物质与非物质要素构成,提出了以日常性、历史意识与层级性为主要特征的要素互动形式,并将其诠释为当地人对文化身份、集体记忆和社会结构的隐性表达,希望为古丹阳湖地区传统圩田聚落文化遗产的保护提供一定的参考。

长江中游干流河段洲滩民垸行蓄洪能力研究

长江中下游洲滩民垸具有巨大行蓄洪能力,对保障重点地区防洪安全起重要作用。但是,洲滩民垸点多面广,地形数据缺乏,无法充分利用并有效构建数学模型分析行蓄洪作用。基于长江中下游高分辨率遥感影像数据,构建长江中游干流河段洲滩民垸数字高程模型,以生产水位-面积-容积关系成果,分区分类研究洲滩民垸的行蓄洪能力。结果表明:长江中游干流洲滩民垸行蓄洪能力强,但空间分布差异大,其中,荆江河段洲滩民垸面积及蓄洪容积占比最高,在面临大洪水时调度运用多。研究成果能够直观有效呈现长江中游干流洲滩民垸的行蓄洪能力,为洲滩民垸的调度运用打牢数据基础,为科学准确制定防洪决策提供有力支持。

太湖流域圩区治理现状调查与思考

太湖流域属大型平原感潮河网地区,地势低洼、水网纵横,流域洪涝治理实践逐渐形成了独特的圩区治理模式。在当前圩区建设情况调查基础上,统计分析了流域内各省(直辖市)与各水利分区的圩区治理情况,给出了现状圩区数量、面积、排涝流量等关键统计量的特征,同时结合现状圩区建设初步分析了流域区域洪涝治理的效益及存在的问题,最后从流域洪涝协同治理角度提出了科学规划、协同治理,联合调度、最优效益,数字圩区、智慧管理的圩区建设思考,为太湖流域圩区治理与管理提供参考。

基于土壤侵蚀方程的大通湖流域吸附态氮磷负荷估算

【目的】大通湖的水质长期处于Ⅲ类及以下,其主要超标污染物为总氮和总磷,通过估算大通湖流域吸附态氮、磷污染负荷,为大通湖地区水污染治理和水环境保护提供科学依据。【方法】该研究采用修正通用土壤侵蚀方程,耦合吸附态氮、磷污染负荷模型估算研究区的吸附态氮、磷污染负荷,重点分析大通湖流域吸附态氮、磷污染的空间分布特征。【结果】模型计算结果表明:2020年,大通湖流域土壤侵蚀总量为4804.8 t,平均土壤侵蚀模数为5.20 t/(km^(2)·a),吸附态氮、磷的负荷量分别为4.943、2.098 t,对流域内各土地利用类型按吸附态氮、磷污染负荷模数由大到小排序依次为:林地、耕地、建设用地;按行政区域划分,茅草街、青树嘴、乌嘴乡、明山头和河坝镇吸附态氮、磷污染较为严重;按流域划分,五七运河流域、苏河流域、大新河流域、大通湖西入湖区以及草阳渠片区氮、磷污染负荷较大。【结论】大通湖流域土壤侵蚀强度以微度侵蚀为主,耕地是吸附态氮、磷的主要流失来源,对于吸附态氮、磷流失较大的区域,可以按照源头减量、过程拦截、末端治理的思路进行治理。同时适当调整农业种植结构、改进耕作方式、完善水土保持措施,减少土壤流失量,降低吸附态氮、磷污染物对水体的直接影响。

姜佩华,池泽涌,熊玉江,等.芳溪湖流域稻田排水氮磷浓度时空变化特征研究[J].节水灌溉,2023(5):39-45.DOI:10.12396/jsgg.2022298.

为了探究平原圩区稻田氮磷流失机制,以江西省芳溪湖流域作为典型研究区,开展不同尺度稻田排水氮磷浓度时空变化特征研究。结果表明:在时间尺度上,排水总氮、氨氮平均浓度最高值出现在5月和7月;硝氮变化趋势为先降低后升高,最低浓度出现在8月份;总磷浓度变化趋势为先上升后下降,最高值出现于8月;排水中氨氮/硝氮比例随时间总体表现出先升高后降低的特征,最大比例出现在8月份。在空间尺度上,排水总氮、氨氮和总磷浓度的中位值表现为干沟尺度>田间尺度>流域尺度>斗沟尺度。农田排水氮磷浓度的时空变化过程复杂,在水稻不同生育阶段和不同空间尺度上存在较大差异,施肥和降雨过程对流域氮磷浓度有较大影响,因此需要在种植过程中加强田间养分和水分管理,合理控制排水时间,建议在施肥16 d后排水;降雨过程整体呈现“降-升-降”的变化趋势,建议稻田涝水在2~4 d内排出。

不同控源截污水平下平原圩区活水效果研究

平原圩区河网普遍存在水动力不足、自净能力弱的特点,水环境问题突出。控源截污和畅流活水是平原圩区河网常用的水环境治理措施,但大规模控源截污技术条件困难,实施周期较长;畅流活水虽见效快,但持续时间短,因此需两者配合进行。以无锡市锡山区云林街道为研究区,建立水量水质耦合模型,探究不同截污水平下活水调度对区域水环境的影响。结果表明:不同活水调度方式对区域河道水环境影响不同,部分调度方式甚至会使河道水质恶化;控源截污能有效提升全断面水质;当控源截污和畅流活水两种措施结合时,改善效果超过单一手段,且能改善因调度而导致的水质恶化现象。研究成果可为研究区及其他平原圩区河网有效全面地治理水环境问题提供科学依据。

太湖流域圩区排涝分级调度影响研究

【目的】近年来随着太湖流域圩区排涝能力建设,流域洪涝风险逐渐由圩区向圩外河道转移,圩区排涝与区域、流域防洪间的矛盾日益凸显,为缓解这一矛盾,【方法】研究提出了圩区排涝泵站的分级调度方案,并以武澄锡虞区为典型区域,采用水动力模拟的手段,对不同降雨条件下调度方案改变对洪水演进过程的影响进行了研究,将分级调度方案与现状调度、减小动力及抬高起排三种方案进行了对比分析。【结果】结果显示,减小动力方案在遭遇高强度暴雨时无法及时排涝,导致圩区发生内涝灾害;抬高起排方案在利用圩区蓄水时未能有效利用圩外河道的行洪能力,无法有效降低圩外河道洪峰水位;分析提出的分级调度方案充分利用了圩内调蓄与圩外行洪能力,同时保障了圩内、外涝风险可控。【结论】结果表明,在合理的分级方案下,分级调查可以在确保圩内洪涝灾害风险可控的前提下降低圩外河道行洪压力,实现圩内-圩外洪涝风险的动态共担。