复杂河网中洪水演进二维数值仿真及其应用

为了模拟复杂河网中分洪后水流在较大平面范围内的流动情况，在考虑河床、进出口和动边界等复杂边界条件下，建立了二维洪水演进数学模型，并采用交替方向隐式(ADI)法进行离散和求解．结合流域实时洪水调度仿真系统的总体框架和调用，建立了模拟洪水在蓄滞洪区内任意位置的水位、流速、淹没水深、历时等演进过程的二维洪水演进数值仿真系统．该系统对永定河分洪区进行了二维洪水实时演进模拟，并结合大清河实测资料进行了模型合理性分析，结果表明，该系统能够适应复杂的边界条件，可为复杂河网实时洪水预报计算和实时洪水调度提供支持。     

珠江三角州河网与伶仃洋一、三维水动力学模型联解研究

建立了珠江三角州河网区一维非恒定流水动力学数学模型,并根据实测资料对模型进行了率定验证：利用伶仃洋水域三维水动力学模型的研究成果,采用时段交替法对一、三维模型进行了耦合计算;利用1978年7月在珠江三角州河网区和伶仃洋区同步实测的水文资料对耦合模型的计算结果进行率定验证,结果表明,模型计算值无论在珠江三角州河网区、交接断面以及伶仃洋区均与实测资料吻合较好,该模型可用来描述珠江三角州河网区和伶仃洋区的水动力学过程．     

基于DEM的等流时带内划分子流域的方法

提出了一种根据DEM资料划分等流时带进而在等流时带内部再划分子流域的方法,运用该方法对黄河流域进行了子流域划分,并在此基础上建立了水资源模拟模型.模拟结果表明:用此方法划分子流域,可以解决水循环模拟模型与水资源分配模型耦合中如何将人工控制点引入天然河网的问题;利用等流时带的概念,可以为水循环模拟模型中的汇流演算提供方便.     

基于物理机制的分布式水文模型对三峡区间径流的模拟

基于物理机制的分布式水文模型是无水文资料区域的径流模拟的一种有效手段,在对模拟效果的评价中,区间流域水文资料的短缺成为限制条件。针对此问题,该文以三峡区间径流模拟的效果评价为实例,借助区间模拟入流对干流洪峰的模拟作用,对其进行分析和评价。基于三峡区间GBHM(geomorphology-based hydrological model)分布式水文模型,模拟1989~2000年期间的区间径流,为三峡库区河道的HEC-RAS(hydrologic engineering center-river analysissystem)洪水演进模型提供侧向入流资料。比较计入和不计入区间模拟径流2种情况下库区河道洪峰流量的模拟误差,分析GBHM水文模型对区间径流的模拟效果。结果表明:在库区河道洪峰中区间径流占50%的洪水场次中,基于GBHM模型模拟的区间径流,可使洪峰的模拟精度提高到90%以上。基于物理机制的分布式水文模型对三峡区间径流的模拟,具有明显的作用。     

上海青浦城区西北片河网调水的数学模型构建与验证

基于河道几何特征以及污染物对流、湍动扩散和混合稀释的不同机制,构建起模拟上海青浦城区西北片河网内污染物浓度时空分布的二维数学模型;采用两种不同的实际调水工况(先排后引和边引边排),对所建模型进行了验证计算.结果表明,河网内各取样点的污染物浓度实测值与计算值都基本一致.从而证明了所建模型具有工程适用性,可用于模拟上海青浦城区西北片的河网水质调节过程.     

FSAE赛车悬架安装座三维定位尺寸算法与CAE分析

该文旨在探索一种专门汽车悬架安装座定位尺寸的确定方法．首先根据机械制造工艺和几何原理,建立定位尺寸计算的工程模型;然后利用AutoCAD软件建立悬架安装座处三维结构几何模型,模拟各种安装位置,标注定位尺寸,最后对工程模型计算结果和软件标注结果进行比较和评价．研究表明：随着旋转角度增加,定位点A与球关节中心O点高度差也增加,而定位点A与球关节中心O点Y向差则减少．文申提出的工程模型可以作为汽车暴粲安装时的理论指导．     

黄河中游典型河网的结构自相似性

对黄河中游不同子流域河网的宏观几何形态进行了分析,利用TOPAZ软件和DEM数据,设置适当的提取参数得到它们的河网形态结构参数。对河网的几何结构和拓扑结构进行统计分析,结果表明:在一定尺度范围内满足Horton-Strahler法则和Tokunaga法则,呈现出结构自相似性。刻画河网形态结构的主要参数具有较稳定的取值,不同河网之间的参数取值波动不大,与河网呈现的宏观几何形态以及河网所处的地域没有显著相关性。     

上海世界博览会园区河网水环境调控

为改善上海世界博览会园区河网水系的水质,建立综合考虑河道复杂形态、生态浮岛、河道底质释放污染等因素的河网水动力及水质模型,并利用世界博览会园区引、排水试验测定成果对模型进行验证。结果表明,两模型的计算值与实测值吻合较好,具有工程适用性,可用于模拟复杂河网水量和水质的变化。利用河网水动力和水质模型对河网常规污染、初期雨水污染、突发水污染和世界博览会泵闸故障4种情况下的调度方案进行数值模拟,并在此基础上提出适应小区域、多节点控制的潮汐河网水环境治理的应急水环境调控预案。     

数字流域河网提取中的阈值问题研究

基于DEM提取数字河网是一种高效率荻取河网信息的方法,D8算法由于直观简单,成为数字河网提取中应用最为广泛的模型之一.本文采用这一模型对南川市的河网进行了模拟,并同实际河网进行了对比分析.研究结果表明,汇流面积阔值设定的大小与生成河流总长度存在着幂指数函数关系,通过相关性分析恰当选择阈值,可使生成的河网与实际河网更加相符,也保证了模拟结果的准确性.     

基于DEM的青龙河流域数字河网提取

简单叙述了流域河网提取的两种办法,并以ArcGIS为操作平台,介绍了基于坡面径流漫流模型的数字河网提取原理和方法,其流程可简单分为:DEM的预处理、水流流向的确定、汇流累积的计算以及河网生成。该文基于SRTM DEM数据以青龙河水域为研究对象进行流域特征信息提取,提取结果与国家河网数据基本吻合,并就不同阈值划分下的河网进行比较。     

南四湖的水环境问题研究

南四湖是山东省最主要的水源地,是南水北调东线工程重要的输水通道和调蓄湖泊,其水环境状况对湖泊流域乃至整个南水北调东线工程调水水质都有很大影响.对南四湖表层沉积物中重金属和持久性有机污染物的含量、分布及来源,湖泊及入湖河流水质和富营养化水平,湿地景观格局变化等方面的研究成果进行系统论述,并提出了今后的研究方向,为南四湖水环境的管理和保护提供借鉴.     

南四湖鱼类群落对南水北调东线工程的响应

通过对南水北调东线工程中的调蓄枢纽南四湖进行考察发现,到2006年为止,南四湖仅存鱼类32种.简要分析了1987年至2006年南四湖鱼类的衰退状况及其形成驱动力.根据调水状态下,南四湖水环境将会发生的变化,系统探讨了南水北调东线工程对南四湖鱼类资源的可能影响.结果表明,二期工程鱼类物种的多样性会有一定程度的提高;调水期对鱼类的影响较大,而鱼类年产量不会有太大的波动;种群比例差距会有一定程度的缩小,但是鱼类的优势种群不会发生变化.为了尽快使鱼类资源增殖,从而达到水生态系统的平衡,还提出了提高保护鱼类资源意识、严格控制捕鱼程度、建立渔业环境和资源长期监测系统等措施,供南水北调决策和设计部门参考.     

南四湖表层沉积物中N的形态及其分布特征

采用分级浸取分离法分别对南四湖的7个表层沉积物样品中的离子交换态氮(IEF-N)、弱酸可浸取态氮(WAEF-N)、强碱可浸取态氮(SAEF-N)及强氧化剂可浸取态氮(SOEF-N)进行提取,并将沉积物的N划分为可转化态氮(TTN)和非转化态氮(NTN),对南四湖表层沉积物中各形态N含量及其分布特征和相关环境因素进行了分析。分析结果表明,南四湖上下级湖区表层沉积物中除SAEF-N外,TN及各形态N含量差异显著且上级湖明显高于下级湖区;下级湖表层沉积物中TTN占TN含量的比列明显高于上级湖;南四湖沉积物中N元素成分主要结合在沉积物中的细粒黏土成分中;南四湖上覆水中TN和NH4+-N与表层沉积物中TN和各形态N没有表现出显著的正相关关系,这说明南四湖湖水中的N元素主要来源于入湖河流;沉积物中的氮磷比在1.5～4.5,低于Redfield指数,上覆水中的氮磷比为13.7～24.1,高于Redfield指数,进一步说明南四湖目前水体中的N、P元素主要来自于入湖河流;沉积物中的TN含量在近10 a间下降很大且P仍然是南四湖湖最主要的限制性营养元素。     

基于济宁市污染源现状分析的南四湖流域水质改善对策研究

以济宁市污染源普查数据和南四湖湖区监测结果为基础,对湖区富营养化状态和济宁市各类污染源进行了分析．2011年与2006年相比,湖区COD,氨氮,TP,TN浓度分别下降33％,53％,29％和52％,湖区水质明显改善,主要水质指标中,TP问题仍比较突出．济宁市各类污染源COD,氨氮,TP,TN排放总量分别为15．45万吨,2．59万吨,0．18万吨,3．26万吨．农业面源污染源成为首要污染源,TP,TN占所有污染源排放比例最大;生活污染源c0D排放量最大,占各类污染源COD排放总量的45．76％;工业点源污染得到治理,但对输水水质安全的影响不容忽视．提出了改善水质的合理对策和保障南水北调东线输水水质安全的合理措施．     

南四湖典型养殖水域N、P的分布特征及评价

根据2005—2010年对南四湖水体水质监控资料,对N、P的分布现状、季节变化特征、NIP比值、网箱区与网围区N、P分布特征进行比较,分析与评价了湖区渔业养殖对水体TN、TP的影响．结果表明：南四湖水域营养盐多数时间为TN、TP共同限制水体,TN、TP含量有明显的季节变化,5—9月呈上升趋势,10月份明显降低．非养殖区TN、TP含量略大于养殖区,网箱养殖对N、P的影响大于网围养殖．通过水质标识指数法评价南四湖水质为V-劣V类水,明显低于功能目标要求．     

滨海平原河网浅水动力分区特性研究

以浙江省姚西北地区平原河网为例,简化感潮河段闸门控制运行的数学模型,研究挡潮闸运行期间闸上游河道水面线的扰动规律.据此,对河网进行水动力分区,确定各区洪水水力特性.应用HEC-RAS软件进行数值计算,结果表明,该结论合理、可靠,可为姚西北平原河网水动力分析和防洪调度提供理论和技术支持.     

南四湖泥鳅与大鳞副泥鳅CO I基因序列分析

利用PCR-测序技术,对山东省南四湖的泥鳅与大鳞副泥鳅CO I(线粒体氧化酶)基因约900 bp的片段进行测序和分析。这些CO I基因片段的碱基平均含量AT为55.5%,GC为44.5%;序列同源性分析发现,泥鳅和大鳞副泥鳅种内平均遗传距离分别为0.012和0.001,都小于0.02,与其他鱼类的种间遗传距离都大于0.02。利用种间遗传距离构建系统树表明,泥鳅和大鳞副泥鳅样本各自成支,两支的关系比其他鱼种要近,这与形态学分类结果一致,说明该CO I基因序列可以作为DNA条形码用于物种的鉴定。     

渗流有限元计算中等水头二类边界的处理及原理

在进行新疆某水源地的地下水渗流有限元计算中,遇到必须以水量不很丰富的湖做边界的问题,这个边界不符合第一类边界的条件,它应当是待求水位的第二类边界。但要求在边界上的各节点地下水位相等。本文介绍利用变分原理求得一个新的等水头方程式,参加有限元计算,效果良好。     

Ecological Water Requirement Estimates for Typical Areas in the Huaihe Basin

Aquatic ecosystems require ecological water allocation to prevent from being damaged by natural disasters and undue exploitation. This paper discusses and estimates the ecological water requirements （EWRs） of typical areas in the Huaihe Basin to determine rational allocations of water resources and pro- mote regional improvements of the ecological environment. The main river course, including Hongze Lake and Nansi Lake, was selected as the study subject. Calculational methods for the river and lake EWRs were based on the reasonableness of the results and data availability. The monthly guarantee rate method was used to calculate monthly, flood period, non-flood period, and annual EWRs for the main river course and the main tributaries at two different guarantee rates. The minimum water level method was used to calculate annual EWRs for Hongze Lake and the upper and lower Nansi Lake of 1.521×10^9 m^3, 0.637×10^9 m^3, and 0.306×10^9 m^3. The results were used to evaluate the rationality of the quantity of water resources allocated to ecological uses in the Huaihe Basin during 1998-2003. The result shows that the present water resource allocations in the Huaihe Basin cannot satisfy the basic ecological requirements for some years, especially years with less precipitation.     

基于最大流原理的湖泊系统富营养化新模型

针对目前现有的湖泊富营养化模型的不足,以最大流原理为基础,以自组织特征映射神经网络(SOM)为算法实现手段,从复杂系统结构演化的角度提出了一个新的湖泊系统的富营养化模型;进而使用该模型对我国10个湖泊进行了富营养化评价并和以往的评价方法作了详细比较,结果表明该方法具有较好的合理性和可操作性。由于该模型从一定程度上体现了湖泊富营养化系统的演化动力学机理和湖泊系统时空演变特性,因此,不仅在评价上有较大的优越性,在湖泊富营养化发展变化状态的预测上也具有潜力。