三峡工程运行后荆江河段适宜生态流量研究

适宜生态流量是维持河流生态系统健康发展的重要条件。本文借鉴IHA指标体系,选用月均流量和年最大/小流量作为代表性指标,基于三峡工程运行前水文序列,采用RVA法分析三峡工程运行后荆江河段流量过程的改变度,并计算同时考虑流量和水位的适宜生态流量过程。结果表明,三峡工程运行后荆江河段流量过程整体改变度为0.51~0.56。荆江河段适宜生态流量过程包括:上荆江1-12月月均流量分别为7347、6918、7307、9145、13052、18307、26489、22928、21855、17445、12381、8830 m^(3)/s,年最大流量为37800 m^(3)/s,年最小流量为6157 m^(3)/s;下荆江1-12月月均流量分别为4837、4818、5125、6700、10108、13363、19611、16731、15685、13277、8484、6003 m^(3)/s,年最大流量为30550 m^(3)/s,年最小流量为4359 m^(3)/s;三峡工程运行后,上荆江河段适宜生态流量满足程度低于下荆江。研究成果能为长江经济带水安全保障及水生态修复技术提供科学参考。

基于时空图像法监测流量的测量误差分析

流量测量是开展水文分析和水资源管理的必要任务,有助于了解河流的水量变化,预测洪水风险,优化水资源分配。传统接触式测流方法装置布设复杂、测量效率低,以视频测流为代表的非接触式方法极大地提高施测效率,降低了成本,但对测流结果的误差分析不足,导致测流结果在水文分析与水资源管理中的应用存在风险。为分析视频测流误差,在通过视频图像法计算断面水位、时空图像法(Space-time Image Velocity,STIV)计算断面流速的基础上,假定单次测量的误差分布,推求了水位和流速测量误差、流量测算误差及其主要来源。并定义了误差平均带宽(EAB)来定量评估误差的大小。以栾川县养子沟流域为对象开展实例研究,结果表明:在水位或流速快速上升阶段,测量误差区间较小;仅考虑水位的不确定性、仅考虑流速的不确定性,以及同时考虑水位和流速的不确定性时流量测量误差平均带宽(EAB)值分别为4.98%、10.83%和15.83%,流速测量不确定性对流量的影响比水位测量不确定性对流量的影响更大。考虑水位与流速不确定性影响的视频测流方法有利于提高流量测量准确性,为流域水资源管理提供可靠的数据支撑,特别是在需要对不断变化的水体状况进行监测和响应的情况下。对误差的深入理解也有助于改进视频测流技术,以减小误差并提高其在实际应用中的可靠性。

城市雨洪管理措施布局与优化研究综述

城市雨洪管理是国际研究热点和前沿,也是中国城市绿色发展的重大需求。在此背景下,中国大力推进海绵城市建设,但仍面临着诸多挑战,其中雨洪管理措施的空间布局优化对提高海绵城市的建设效果具有重要意义。通过分析国内外相关文献,阐明了城市雨洪管理措施布局优化的相关定义与内容范畴,构建了雨洪管理措施布局优化问题前准备-模型算法-后评估-决策的全流程结构,系统地分析布局优化各步骤的相关信息,探究了当前该框架各部分的研究现状和差距,为实现更加科学的布局优化,提出了改进建议。基于前准备-模型算法-后评估-决策的全流程结构,开展城市雨洪管理措施空间布局优化,对促进中国海绵城市建设事业的发展具有重要的理论意义与实践价值。

基于MIKE21数值模拟的滆湖换水能力评估分析研究

湖泊换水能力直接影响着污染物迁移和水体自净能力,为探究不同引水流量入湖对滆湖换水能力的影响,文中使用MIKE21建立了滆湖水动力水质模型,模拟并对比分析多种工况及工况组合对湖区整体和局部的水体交换能力的影响;提出了使用水体更新时间和水体交换率两个指标,定量分析交叉验证水体交换能力。结果表明:引水流量为100、150、200、250 m3/s时整个湖泊水体交换率到达80%以上分别需要60 d、45 d、32 d、30 d。本文的网格划分方案为湖泊水动力水质模型建模提供了新思路,换水能力两个指标能够从时间和空间上综合全面的评估湖泊换水能力,研究成果可为滆湖水质改善工程提供重要科学参考。

基于SWMM模型与层次分析法的海绵城市LID设施布局评估研究

系统地总结了低影响开发模式(low impact development,LID)措施布局优化中使用的模型工具和评价方法,以西宁市海绵城市研究区为例,通过数据收集建立暴雨洪水管理模型(storm water management model,SWMM),对其参数进行率定检验。应用SWMM对LID布局方案进行模拟,以年径流控制率、建设成本和LID措施总面积为目标,运用层次分析法评估了LID布局方案。结果表明:3种LID布局方案的年径流控制率分别为88.2%、88.8%、90.1%,建设成本分别为93、71、90万元,LID措施总面积分别为125.6、120.0、132.4 hm^(2)。研究为西宁市和其他大陆高原半干旱气候城市的海绵城市LID设施的布局提供了有益的参考与案例借鉴。