太湖流域主要入湖河道污染物通量研究

利用经率定验证的太湖流域平原河网地区河道水量、水质计算模型以及太湖流域废水负荷模型,根据1995年(丰水年)、1988年(平水年)、1971年(枯水年)的水文资料,以及1995年太湖流域各主要河道纳污量资料,计算了各典型年不同季节入太湖河道的入湖水量和水质浓度,由此计算出太湖流域河网区各主要入湖河道污染物入湖量,并结合河网中水的流向,得出入湖河道污染物通量的综合影响结果：直湖港最大,主要输送无锡地区的污染物．     

太湖流域洪水过程水文-水力学耦合模拟

太湖流域洪水灾害日趋频繁、洪灾损失越来越大.针对太湖流域河网水系复杂等特点,本文将流域分为山区和平原区,分别构建分布式水文模型VIC和水力学模型ISIS.其中,上游山区划分为9个子流域,19个流量节点,构建了太湖流域山区分布式VIC水文模型,为平原区ISIS模型提供山区边界入流;平原区河网概化为795条河道和2 394个河道断面植入ISIS模型.选取1999年大洪水为典型,对所建水文-水力学耦合模型进行验证.结果表明:VIC模型在上游山区适用性较好,湖西和浙西山区总水量的模拟相对误差分别为9.73%和-11.18%,N-S效率系数达到0.81和0.72,ISIS模型模拟的6个站点汛期最高水位与实测值的绝对误差大多控制在±10cm以内,模拟的各站峰现时间也与实测值基本吻合,平均误差为2d,基本可以满足平原河网地区洪水模拟的精度要求.     

太湖流域超标特大洪水风险预警系统建设及应用

为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交互方式进行模型与系统的紧密集成,实现了预报调度成果的可视化。基于水利一张图的超警超保与淹涝动态展示,实现了预报产品从点到面、从常规预报到影响预测的突破,以及洪水风险由静态评估向实时快速动态分析的转变。应用结果表明：系统在2020年太湖流域性大洪水中累计发布超警超保风险提示39期、洪水淹涝风险评估4期,预测结果与实际基本一致,为科学调度防御超标洪水提供了技术支撑,避免了江苏省苏州市3万多的人员转移,有力保障了太湖流域防洪安全。     

太湖流域水土流失影响因素及土壤侵蚀预报模型

对太湖流域影响水土流失的气候、土壤、地质 地形、植被和人为因素进行了统计分析,总结归纳了水土流失发生、发展的时空规律。并在影响水土流失单因素分析、评价基础上,选取坡位、地形、坡度、土壤类型、有效土层厚度、植被盖度和土地利用类型七个指标为自变量,年土壤侵蚀模数为因变量,利用数量化模型Ⅰ对８７块模式样地回行回归分析,获得形如：Ｙｋ＝Ｂ０＋Σ＾」１＋１ｍ１Σｊ＝１ｉ＝１Ｂ（ｊ,ｉ）ψｋ（ｊ,ｉ）＋Σｐｊ＝ｐ１＋１Ｂ（ｊ）Ｘｋｊ的土壤侵蚀预报模型,运用该模型可以预测太湖流域不同土地利用类型的年土壤侵蚀模数,达到及时准确地掌握水土流失发生、发展的动态,为水土流失的分区防治奠定了理论基础。     

来水组成模型

在太湖流域水文动力数学模型的基础上,以太湖流域的实际水网为例,建立了来水组成模型。该模型能准确计算出不同水源在河网中的运移过程,定量研究河网各断面的来水组成。从理论和模型上较好地解决了复杂河网的来水组成问题。     

太湖流域平原河网区往复流河道水环境容量研究

首先建立太湖流域平原河网区水环境容量模型,然后据此计算苏南地区往复流河道典型水文年的水环境容量COD值,最后结合污染源削减预测,分析太湖流域苏南地区部分河道未来水质的达标情况．结果表明,所计算的太湖流域苏南河道剩余环境容量基本上为负值,其中苏南各运河为苏南河网水域的主要纳污河道．     

具有物理基础的太湖水位多元回归模型

本文分析和比较了太湖水位预报的三种可能途径,认为采用具有物理基础的相关途径编制太湖水位预报方案最合适.在此基础上将太湖流域简化成 m 个线性入流系统和 n 个出流河道,根据水量平衡方程、水力学方法和水文学原理,推导出具有物理基础的太湖水位预报多元回归模型.模型的主要方程是线性的,其系数的物理意义是明确的.可以采用逐步回归方法和分析方法相结合的途径来确定.在太湖水位预报中,应用这一模型可以满足预报精度的要求.     

气候变化对太湖流域径流的影响

应用可变下渗能力模VIC(wariable infiltration capacity)与区域气候变化影响模式PRECIS(providingregional climate for Impacts studies)耦合,对气候变化情景下的太湖流域径流变化趋势进行预测.结果表明:未来时期(2021-2050年)太湖流域径流对气候变化的响应较明显,A2和B2情景下径流较基准期(1961-1990年)都增加,尤其是在汛期径流增加显著,并且径流深的时空变化特征与降水的变化特征具有较好的一致性,预示太湖流域未来发生洪水的可能性将增大,将增加未来防洪工作的难度和强度.     

基于多主体建模工业废水污染控制模拟

针对水环境中工业废水污染物排放建立多主体模型,将政府与工厂抽象出独立的主体,模拟工厂在政府征收 环境税和环境服务费补偿2种政策下废水中污染物的排放,以太湖流域为研究背景,通过模拟模型中工厂自适应行为对 政策的响应,评估了2种政策的效应.结果表明,实施环境税和环境服务费补偿2种政策都对控制工厂污染物的排放起 到了作用,实施环境税的效果要优于环境服务费,在采用环境税方案时,宜优先考虑中等税率方案,该多主体模型为有效 控制工业废水的排放提供了新的思路和方法.      

太湖流域产流计算初步研究

本文基于太湖流域现有的水文、气象和下垫面的资料,对太湖流域闭合分区分别进行了汛期月产流模拟,经过校核后并移用其参数于其他分区,综合了全流域通用的产流模型.最后以1987年作为实例,估算了汛期的产流量.通过实测资料的检验,表明其结果符合基本要求.     

太湖水网地区河网调蓄能力分析

平原地区一般河网密度高,河道比降小,水流流泄不畅,极易造成内涝灾害.但由于河流众多,水面面积大,河网的调蓄能力也相当可观.以太湖流域1991年特大洪涝灾害为例,采用河道非恒定流的计算方法,分析太湖河网的调蓄水量.经计算表明,太湖流域的河网调蓄水量约为太湖调蓄水量的50%,对缓解太湖洪涝灾害起着重大的作用     

平原河网地区设计暴雨方法探讨

在我国，传统设计暴雨方法仅适用于山区性流域，目前平原河网地区的设计暴雨仍是难题，这严重影响了设计洪水计算的精度。结合太湖流域的水文特点，在太湖流域防洪规划中研究提出适合平原河网地区的同频率典型降雨与分类下垫面产流方法相结合的太湖流域设计暴雨方法，简要介绍了该方法的基本思路以及应用于太湖流域防洪规划的设计洪水成果实例。     

平原区产汇流模拟

针对平原区下垫面多样变化和在分区内分布不均匀的特点,将平原区分解为水面、水田、旱地与城镇建设用地4种下垫面,分别采用不同的产流模型,根据圩区内外不同的汇流特性,分别采用不同的汇流处理模式.以太湖流域为试验区进行检验,结果表明了该模拟方法的可行性和有效性.     

平原河网城市水资源综合规划防洪校核研究

为了研究城市水资源综合规划中各类涉水规划对防洪的影响,分析了平原河网区城市的洪涝特性及洪涝灾害形成原因,提出了适用于平原河网区城市水资源综合规划的防洪安全校核计算方法.以太仓市水资源综合规划防洪安全校核计算为实例,根据该市土地利用特点和下垫面特性,分别建立相应的产汇流模型,计算不同规划条件下的河网洪水位,计算结果可以为制定满足太仓市防洪安全要求的水资源综合规划方案提供依据.     

栅格型新安江模型的参数估计及应用

根据新安江模型与一维扩散波模型理论,构建了基于栅格的新安江(Grid-Xin’anjiang)模型.该模型以DEM栅格为计算单元,将每个单元的产流量划分为地表径流、壤中流以及地下径流3种水源,最后再根据栅格间的汇流演算次序,利用扩散波汇流方法依次将各种水源演算至流域出口.模型在进行产汇流计算时,考虑了栅格之间的水量交换以及河道排水网络的影响.以流域地貌特征、土壤及植被类型等下垫面条件为基础,研究了模型参数的估计方法,并对其进行了验证.将模型用于安徽省屯溪流域的洪水模拟,取得了良好的应用效果.     

利用同位素质量守恒原理估算太湖河网受水量

为配合太湖流域管理局开展的"太浦河调水改善下游及黄浦江水质试验"研究,利用水量平衡与同位素质量守恒原理构建了河网地区水量分配模型,以解决太湖通过太浦河泄水时河网区(两省一市)的受水量或受水比例问题.模型计算结果表明,利用落潮时的同位素丰度计算的两省一市的受水比例与实际监测成果较为接近.在优化站点、取样频次和取样时间后,该模型具有快捷、简便和经济的特点,可以用来近似估算河网区不同地点的受水量,但其精度有待进一步检验.     

太湖流域典型丘陵区分布式水文模拟

针对水文过程对降雨、土壤、植被、地形等参数的空间变化十分敏感且具有很强的时空变异性的特点,应用基于物理机制的分布式水文模型系统模拟太湖流域典型丘陵区的次降雨事件水文响应过程.该模型耦合了垂直方向的水流运动(土壤水、河道-地下水水量交换)与水平方向的水流运动(坡面流、河道汇流、地下水流)过程.在产流模块中分别采用了经验的SCS曲线数方法和具有物理机制的Green-Ampt方法.结果表明,模型能较好地模拟研究区域降雨事件的水文响应过程,Green-Ampt方法的模拟结果优于SCS曲线数方法的模拟结果.     

东江流域土地利用变化对径流的影响分析

将流域水文模型HSPF与元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)土地利用预测模型结合,定量评价了东江流域未来土地利用变化的径流响应;并且模拟分析了不同降雨情景下土地利用变化的水文响应。结果表明:HSPF模型可以较好的模拟东江流域的月径流过程,可用于东江流域长期水文变化的评价与研究;未来土地利用变化引起的总径流的改变较小但是地表径流的变化较显著;未来土地利用变化情景下高、低流量值都有所增长,随着城镇建设用地面积比例的进一步增加高流量值随之增长而低流量减少;随着降雨量的增加,径流对于未来土地利用变化的响应程度减弱,降雨量减少,未来土地利用变化的水文效应增强;总的来说,4种降雨情景下未来土地利用变化对总径流的影响都不大,但是对地表径流有较显著的影响。研究过程和结果可为东江流域水资源规划及相关管理决策提供参考。