济南市小清河水文情势变化及生态影响分析

为系统分析城市化发展对城市河流水文情势的干扰程度及对河流生态的影响程度,以济南市小清河干流为例,依据城市化发展规律,将黄台桥断面1960～2014年共54年日径流数据划分为3个时期,在生态径流指标基础上提出FDC均匀度指标,从整体水文情势的角度分析了济南市小清河的水文情势变化;采用EFCs分类方法,从基于流量分类的水文情势角度进一步揭示了城市化及跨流域补水对河流水文情势的改变程度及生态影响.结果表明:(1)城市化及跨流域补水对济南市小清河整体水文情势改变明显,年内流量分布越来越集中,不同等级流量的多样性变差;(2)高流量和小洪水是对水文情势扰动最剧烈的流量组分,对生态的影响也最为显著.研究成果可为下一步济南市小清河的生态调度及精细化管理提供技术支持.     

水安全综合评价方法研究

从水安全的内涵出发,在目前研究的基础上,遵循科学、实用及简明的评价原则,构建了单一目标层、5个准则层和19个具体指标的水安全评价体系,制定了各指标的评价分级标准,提出了基于模糊数学的水安全综合评价方法.以济南市为例进行水安全综合评价,对评价的标准和评价方法进行了验证.评价结果与当地水资源实际状态相吻合,表明此方法在区域水安全的应用上是可行的.     

基于改进内梅罗指数法的济南饮用水源功能区水质评价

为克服传统内梅罗污染指数法过分强调最大污染因子及未考虑各污染指标权重等问题,利用熵权法和因子分析法基于最小相对信息熵原理确定组合权重,考虑不同指标对水质的不同影响对传统内梅罗指数法进行了改进。利用济南市2016年水功能区水质监测数据,选取溶解氧、氨氮等10个监测指标,采用改进的内梅罗污染指数法,对济南市11个饮用水源功能区监测断面进行了水质现状评价和变化趋势分析。结果表明济南市饮用水源功能区的水质状况良好,本文方法的评价结果更加合理可信。     

基于不同生态目标的玉符河湿地生态需水量研究

为保护北方地区湿地生态环境健康、恢复物种多样性,首要任务是确定湿地的生态需水量,以确定所需补水量。本文针对北方地区的河道型湿地,以济南市玉符河湿地为例,考虑丰、平、枯水年不同降水频率下的水面净蒸发,结合植被、土壤、野生生物栖息地、地下水补给需水量,利用水量平衡法汇总得到针对不同生态目标的理想、适宜和最小生态需水量。计算结果表明：消耗型最低生态目标的理想、适宜、最小生态需水量分别为5.976~7.018×106 m3、3.954~4.857×106 m3、1.937~2.837×106 m3;保护型合理生态目标的理想、适宜、最小生态需水量分别为9.839~11.181×106 m3、5.817~6.922×106 m3、2.762~3.770×106 m3。本文计算成果为下一步玉符河湿地生态环境健康的保护和物种多样性的恢复提供了理论支撑。     

流域面雨量计算的解析法

本文提出了流域面雨量计算的新方法——解析法。它是将流域作为一个整体,在确定流域面雨量分布函数时,充分利用实测资料提供的信息,克服了传统方法在面雨量计算中的人为性,从而使流域面雨量计算方法向理论方向前进了一步,提高了面雨量计算的准确性。     

济南市地下水水质模糊综合评价

水质评价是一个复杂的多因素评价问题.本文针对济南市地下水的实际特点,应用模糊综合评价模型,采用灰色关联度确定初始权蘑,然后根据严重超标污染因子的超标系数对初始权重进行修订的方法确定权重,对济南市地下水水质进行丁综合评价.评价结果表明:济南市地下水总体水质较好,但有的实测点存在严重的硝酸盐超标,水质为m级,评价结果与实际情况相符.     

基于Lyapunov指数λ的混沌预测及其在水文中的应用

水文时间序列更具有随机性,但是否具有混沌性,能否用混沌预测原理进行预测,则需要引进Lyapunov指数λ进行判定。本文通过对山东小清河日径流的分析,计算出了小清河日径流序列的Lyapunov指数λ大于零,表明小清河的日径流量序列具有混沌性,可以用混沌原理进行预测;预测结果与实际观测值误差在允许范围之内,符合预测精度。     

变动积分流域汇流数学模型

在干旱和半干旱地区,暴雨的时空变化十分复杂。即使在小面积流域内,较为均匀的全面降雨也比较少见,而多为局部性暴雨。为了在汇流研究中较好地考虑该地区的暴雨特性,本文推导出同时考虑水体传播和调蓄两种作用的汇流模型结构,建立了同时反映流域面积分布和降雨时空变化的汇流模型——变动积分流域汇流数学模型,提出了变动积分上限N_2的非线性修正方法,给出了模型参数的定量公式。应用实测资料对该模型进行了验证。     

设计暴雨与动态汛限水位过程线

讨论了目前流域设计暴雨计算方面所存在的问题，给出了设计暴雨过程线的概念与定量方法。在此基础上，首次提出了动态汛限水位过程线的基本概念与确定方法。     

梯级泵站输水系统运行效率优化模型

大型梯级泵站输水工程是由泵站、拦污栅和渠段等设备、设施组成的复杂系统. 梯级泵站输水系统运行效率是反映系统运行状态的重要指标,也是影响输水费用的主要因素. 针对梯级泵站输水系统运行效率影响因素进行分析,提出梯级泵站输水系统运行效率指标体系及函数表达式,在此基础上建立系统运行效率优化模型,以各影响因素为决策变量,寻求梯级泵站输水系统最优运行效率,以及对应的梯级间水力优化运行方案和各级泵站优化运行方案. 以南水北调东线韩庄运河输水工程为应用实例,优化结果表明,该优化模型能够有效提高系统运行效率,可为梯级泵站输水系统经济运行提供技术支撑.