珠江河口磨刀门口外拦门沙近期演变分析

珠江河口磨刀门口外拦门沙的形成,受径流、潮流、沿岸流、波浪影响,且河口的地形条件及泥沙运动也是拦门沙的重要影响因素。根据近40 a来实测地形资料,对磨刀门口外中心拦门沙、西侧拦门沙、东西两汊深槽的演变进行了分析,并对拦门沙区域的冲淤变化进行了讨论。分析结果表明:珠江河口磨刀门口外拦门沙区东、西汊不断向海延伸、拓宽,大洪水对东、西汊的发育起到显著促进作用;东汊走向则有一定摆动,东汊发育具有显著的季节性特征,受波浪改造作用明显;中心拦门沙内外坡以冲刷为主,滩顶淤积加高,南北径缩短;西侧交杯沙在波浪作用下呈新月形发育,交杯四沙向陆并岸的过程中,易受到洪水冲决作用,在并岸的浅滩中冲出深槽。研究结果可为河口规划、整治提供参考。

珠江梯级水库群联合抑咸优化调度方案研究

建立了以抑咸为目标的珠江流域梯级水库群优化调度模型,采用优化算法对调度方案进行寻优。通过珠江流域典型枯水期实测资料进行模拟计算,将优化计算结果与实际调度结果进行对比分析,优化调度模型在提高补水量的发电效率、缓解电量损失方面具有优势,可为珠江枯水期水量统一调度方案的制定提供借鉴。

潮汐汊口水流结构和动力特性研究

潮汐汊口作为河网的重要单元,关系到水沙以及可溶污染物、营养物质的输运和分配,对河口三角洲的水文过程、地貌沉积和生态环境,都有至关重要的影响。本文选取国内最大的珠江河网的分汊顶点-马口、三水分汊,基于一个大潮潮周期内走航ADCP测量,分析潮汐汊口各个支汊的流速过程及三维流速的时空分布特征;结合非稳态的调和分析算法和小波连续变换确定汊口处主要的潮汐组分,利用潮流分离技术,剥离出占主导作用的潮波信号并探讨潮波动力在潮汐汊口处的空间分布形态。研究发现,由于潮波在西江马口和北江三水汊道内传播的不对称性,两汊间的流速过程存在1.5 h左右的相位差。而连接西北江的岗根汊道,由于存在频繁的水体交换和弯道水流的特性,岗根断面的动力作用较为复杂,其最大垂向平均流速在涨落急时刻分别向左、右岸偏移,横向断面均出现了显著的顺时针二次流。

利用废弃物制备生物炭资源化研究与应用进展

生物炭制备的原材料来源广泛,大部分废弃物可以通过炭化手段得到生物炭。生物炭是一种吸附材料,其结构多孔,官能团种类多样,在污染修复、改良土壤等方面有应用前景。综述各种可以制备生物炭的材料、归纳常用的生物炭制备方法和生物炭的表征特性,总结生物炭在修复污染环境、改良土壤环境和作为新型化肥方面的研究应用,以找出当前废弃物制备生物炭的资源化应用重点和方向,并对生物炭在产量化制备、规模化应用方面进行展望。

支流入汇对潮汐河段通航的影响及整治措施研究

对于有通航要求的感潮河段,闸泵联用将使内江排涝时间延长,排涝流量增大,导致排入外江的水流横向流速增大,影响通航。以中顺大围白花头水利枢纽为例,采用物理模型试验的手段模拟闸泵联调的情况下内江排涝对外江通航的影响,并提出了适用于涨潮、落潮及转潮不同工况下的整治措施。根据试验结果提出:在内外江交汇口设置两排导流墩,靠内江的一排导流墩作用是将内江出来的水流均匀分成若干股,第2排导流墩与第1排交错布置,并呈45°交角,作用是将分散的水流打散,利用多股水流碰撞的原理将能量消散掉,从而达到降速的目的。该整治技术具有普适性,可应用于类似工程河段,对促进珠江三角洲航运事业发展具有重要意义。

横琴围垦规划方案对磨刀门影响试验研究

在分析珠江河口磨刀门水沙动力的基础上,介绍了横琴新区南部围填海工程总体规划方案。采用珠江河口整体物理模型,通过清水、浑水定床试验,研究了横琴围垦规划方案对磨刀门河口的影响。研究结果表明:规划方案实施后,工程附近的水动力分布将有大幅调整,磨刀门水道涨、落潮量及分流比减少;洪湾水道分流增加,径流动力相应增强;十字门水道及口外湾口水域水动力均减弱。围垦规划方案实施后,磨刀门口外的深槽由双汊变为单汊,拦门沙位置下移,与无工程相比,工程后磨刀门及十字门出口10 a累积淤积厚度有所增;主要浅滩发展速度呈增大趋势,但变化幅度不大。建议对远期规划的岸线走向和线型作适当优化,以减小工程的不利影响。

深圳河湾生态环境及保护对策分析

深圳河为深港界河。深圳河河口有香港米铺国际湿地保护区和深圳福田红树林国家自然保护区,是候鸟迁徙的重要通道之一。但随着社会发展的需要,人类活动对深圳河湾的生态环境影响越来越明显。深圳侧的城市发展使深圳河湾的环境受到较大破坏;以工程措施为主的河道整治使原有生态环境承载、修复能力大大削弱;深圳湾的围填海减少了滩涂面积,使红树林种群及分布、底息动物、水生生物、鸟类栖息繁衍等均受到影响。为保护该区域的生态环境,提出了在以后的整治过程中划定泄洪控制线、适度清淤、加强河道管理等措施。

粤港澳大湾区水生态修复及展望

水是生态系统物质循环和能量流动的重要纽带,水生态系统修复在区域生态系统修复中起到关键作用。粤港澳大湾区剧烈人类活动对江河湖库生态系统造成破坏和干扰,江河湖库污染严重,水生物减少,导致流域水生态服务功能退化甚至丧失;从生态修复科学内涵出发,判断湾区水生态系统健康状况已处于非生物控制跃迁阈值之下;针对该形势,从工程建设、水环境治理、空间规划和管理机制四个方面,梳理湾区近期开展的与水生态修复相关的水生态文明建设、水污染防治行动计划、水生态空间划定和推进河长制等工作,并对其中用到的技术、指标和制度进行条理;然后以茅洲河流域综合治理和广东万里碧道作为水生态修复的点、面代表,从水生态修复的整体目标、采用的技术措施、效果评价的指标体系和管理制度方法等方面分析当前的工作现状;总结湾区现状水生态修复工作,认为湾区水生态系统的非生物修复阶段基本结束;基于生态系统修复理论结合湾区江河湖库生态系统特点,提出适合湾区的水生态修复框架,讨论水生态系统修复面临的问题和未来工作的展望,为大湾区水生态修复提供直接依据。

粗粒度并行自适应混合粒子群算法及其在梯级水库群优化调度中的应用

为了充分利用现今普及的多核配置计算机,提高大规模梯级水库群优化调度问题的求解效率,提出了梯级水库群优化调度的粗粒度并行自适应混合粒子群算法。该方法以自适应混合粒子群算法为求解基础,采用粗粒度并行设计模式,利用Fork/Join多核并行框架的分治策略,将其初始种群递归划分为多个子种群,平均分配到不同的内核逻辑线程中实现并行计算,并在各子种群优化结束后,合并优化结果集从而输出全局最优解。以澜沧江下游梯级水库群发电优化调度为例,利用该方法进行计算。结果表明,该方法能充分发挥多核配置的计算性能,在4核环境下最大加速比达到3.97,缩短计算耗时1 787.2 s,计算效率显著提高,为我国不断扩张的大规模梯级水库群优化调度提供了一种切实可行的高效求解途径。

梯级水库群优化调度并行自适应混沌整体退火遗传算法

为了充分利用当今流行的多核配置资源提高梯级水库群优化调度的精细化管理水平,提出梯级水库群优化调度并行自适应混沌整体退火遗传算法。该方法利用Fork/Join多核并行框架的分治法将自适应混沌整体退火遗传算法的初始种群递归分解为多个规模更小的子种群,并平均分配到不同的内核中同时进行优化计算,实现算法的粗粒度并行求解。红水河梯级水库群发电优化调度实例结果表明,该方法比串行计算能大幅度缩减优化求解时间,提高计算效率,而且其并行化设计模式可为其他群体智能算法的并行化提供参考和借鉴。

咸潮上溯期磨刀门河口垂向环流动力机制

为研究垂向环流在磨刀门咸潮上溯过程中的作用,该文引入淡水输运速度分析潮周期平均水流特征,获得了河口垂向环流结构在咸潮半月周期波动过程中的时空变化。通过改进环流强度与密度弗劳德数的计算,分析了两者的内在关联,且探讨了径流量、垂向盐度分层和地形等动力因素影响垂向环流的机理。结果表明,小潮期间垂向环流强于大潮期间,环流强度的增减与盐水头部(2‰等盐度线)的上移和回落同步;垂向环流形成的动力学条件为密度弗劳德数大于等于1;垂线平均淡水输运速度代表的惯性力及表底层盐度差和水深代表的密度梯度力,对磨刀门水道垂向环流结构起决定性作用;这两种作用力的相对优势转换,是引起咸潮上溯周期变化的主要原因。

梯度扩散薄膜技术在沉积物中重金属的应用进展

沉积物是许多污染物的源和汇,使用监测技术对其污染物进行分析与评价具有重要意义。梯度扩散薄膜技术(DGT)是一种原位被动采样技术,可以对环境中的重金属、营养元素和有机物等进行测量,具有形态选择性和获得监测时段平均浓度等优点,在沉积物中得到广泛应用。该研究介绍了DGT技术的原理、扩散相和结合相的发展,重点综述DGT技术在沉积物中的应用进展,认为DGT技术是原位高分辨测量和预测重金属生物有效性的高效可行的方法,并对未来的发展进行了展望。

磨刀门拦门沙水槽断面模型设计与验证

在分析磨刀门口门附近水动力、泥沙运动的基础上,建立的磨刀门拦门沙水槽断面模型,直观地模拟了拦门沙纵断面的复杂的水沙运动现象,为认识磨刀门拦门沙的动力过程及形成机理提供了良好的研究平台,水槽的设计及模拟方法可供同类研究提供参考。

珠海唐家湾滩涂围垦规划对伶仃洋水沙环境影响

通过建立基于贴体正交坐标系下的伶仃洋二维非恒定潮流泥沙数学模型,并在模型中考虑了波浪对水流挟沙能力的影响。在模型验证的基础上,对珠海唐家湾滩涂围垦规划方案进行了潮流泥沙数值模拟研究。研究结果表明,珠海唐家湾滩涂围垦规划方案实施后,对伶仃洋整体流速、流态、冲淤影响不大。从潮流泥沙角度考虑,该滩涂围垦规划是可行的。