水库水温研究现状及发展趋势

水库水温是国内外重点关注问题,本文梳理了水库水温的主要研究内容,回顾了国内外水库水温研究进展,介绍了主要的水库水温结构判别方法和水库水温计算方法.最后,总结了我国水库水温研究现状及存在问题,并提出了今后的发展趋势.     

交汇区水流结构对水温分布特征的影响机理

为分析交汇区复杂的水温分布规律及其受水流结构影响的机理,采用Fluent数值模拟软件,通过改变汇流角和汇流比,模拟了不同条件下交汇区的时均流场、紊动特性和水温分布,分析了各工况下交汇区水平面及断面水温分布特征(水温非均匀性指数)和水流结构特征参量(紊动能和涡量)间的关系,探究了不同水流结构对水温分布的影响机理。结果表明:水流剪切影响热掺混层的位置,二次环流影响热掺混层的形态;汇流角或汇流比越大,断面非均匀指数越小,水温掺混越快,热掺混层随剪切层位置的改变越靠近外岸壁(交汇口对侧壁面),热掺混层弯曲程度随二次环流强度增大而增大;紊动能及涡量与断面非均匀指数之间呈现良好的线性关系。     

一维垂向水库水温数学模型研究与黑河水库水温预测

根据黑河水库的特点与类比库实测水温分布特性,对现有一维垂向水温模型进行了改进,提出一个包括入库泥沙影响的水库垂向水温预测模型。根据类比库的率定结果和黑河水库的实际情况,并参考前人的经验,合理选择了模型参数,在此基础上,分别预测了丰、平、枯三种代表年及不同运行方式的水温分布。     

水库水温分层的流场分析

水库水温分层是流体密度流现象的一种,其形成受库区内流场、太阳辐射和表层热交换的共同影响,而水温分层状态的出现又将影响水库来流在库区的流动过程和出库水流的温度.以流场与温度场耦合计算的立面二维水库水温模型为基础,对水温分层的主要影响因素进行了理论分析,结合数值模拟讨论了温度场与流场的相互作用,对分层状态与来流发展特别是与垂向流动的关系进行了剖析.认为一定的来流水温差和表层热通量是水库形成分层状态的必要条件;水库表层温跃层对紊动扩散的抑制使温跃层内纵向和垂向动量均低于层外水体,上游来流高温水遇此温跃层之后易被阻碍而形成密度流下潜;双温跃层主要由高温流动层通过紊动不完全侵蚀底部低温水层而形成;水库底部回流区方向受主流动层流线方向控制并随主流动层流线趋于水平而被压缩;泄流孔口高程处主流动层形成的流速切应变使附近温度梯度减小,等温线趋于稀疏,主流动层随流量增加而增厚.     

水库溢流式取水口下泄水温数值模拟

水库溢流式取水口作为一种有效缓解下泄低温水的分层取水措施,得到了越来越广泛的应用,糯扎渡水电站拟采用溢流式取水口.为较好地模拟取水口前库区复杂的地形边界,采用σ坐标系,建立了糯扎渡水电站溢流式取水口下泄水温的三维数值模型,数值模拟结果得到了物理模型试验结果的验证.在水库水温分布已知的条件下,数值模拟了取水口不同引水流量和开启组合的下泄水温.取水口引水流量越大,下泄水温越高;下泄水温提高的幅度,不仅取决于引水流量,还取决于水库水温垂向分布.取水口开启组合对下泄水温影响较小.     

水库水温数学模型研究综述

以水库水温数学模型的发展过程为主线,介绍了水温模型的发展历程,包括:一维对流扩散模型及能量模型、立面二维模型、三维模型;对不同模型优缺点包括适用范围和模拟精度等进行了分析比较,指出了当前水温数学模型中存在的问题和不足,结合已有的研究成果对水温数学模型的应用前景和发展趋势进行了展望.     

密云水库流域径流变化特征及影响因素分析

利用1960-2003年密云水库流域降水及径流资料,分析年径流量的变化,建立流域降雨径流关系,讨论降雨径流关系的影响因素．分析表明,流域降水和土地利用类型的改变不是径流量减少的决定因素,而是土壤植被,上游截流和人口经济发展的综合结果．     

太湖实测水温多时间尺度变化特征及影响因素

水温是评估湖泊生态系统状态、功能和过程的重要参数,在多时间尺度上影响着湖泊的物理、化学、生物和生态过程.基于太湖中尺度通量网避风港站点2012—2016年的水温梯度、小气候和辐射四分量的观测数据,分析了太湖水温在不同时间尺度上的变化特征,选取夏季高温和冬季冷空气过境个例分析太湖水温对天气条件变化的响应,并量化了太湖水温...     

热水管网管段水温计算问题探讨

文章对常用的几种热水配水管网管段水温计算方法的合理性作了分析比较，进一步完善了长度比和面积比温降法，证明了热水配水管网各管段的起、终点水温具有唯一性。     

密云水库流域降雨径流侵蚀力时空分布研究

降雨是引起土壤侵蚀的主要动力因素,而降雨侵蚀力是引起土壤侵蚀的主要动力因子.对于降雨侵蚀力时空分布规律的定量研究是进行土壤侵蚀颅报的基础.以密云水库流域地区 10个雨量站2000～2004年逐日降雨资料为基础,依据有关降雨侵蚀力的计算方法,估算该不同地区的降雨侵蚀力,并在ArcInfo软件支持下对所得结果进行时空分布规律的分析.结果表明:(1)在空间分布上.密云水库流域多年年均降雨侵蚀力总体趋势是由东向西递增.(2)降雨侵蚀力的月分布情况与降雨量的月分布情况大致相一致.且月R值的年内变化显著.     

密云水库水体富营养化评价与防治

以北京密云水库监测获得的数据为例,按照层次分析法（AHP）的步骤建立适用于密云水库的AHP模型,并结合密云水库的自然地理环境和水文环境,对密云水库的水体富营养化程度进行科学评价。根据评价结果有针对性地对密云水库水体富营养化防治提出建议,为能够有效的遏制水库水体富营养化趋势,制定出合理方案,从而有效的消除污染隐患。     

密云水库浮游动物多样性格局

对密云水库6个代表性生境的浮游动物做了每月一次的采样调查.记录到浮游动物106种(新记录39种),其中清洁水和贫营养指示种增多.春季的螺形龟甲轮虫、夏季的长额象鼻溞优势明显,秋、冬季无明显优势种.物种数、个体密度和物种多样性均表现为夏季高而冬春季低的规律.单月物种数最高58种(8月),最低16种(5月).个体密度变动于21.93～149.53 ind/L,年均74.88 ind/L±39.97(S.D.).物种多样性(H)变动于0.97～2.91,年均2.06±0.74;均匀度(J)变动于0.30～0.74之间,年均0.60±0.16.各月份物种数、个体密度和物种多样性都以浅水区最高、河口区次之、深水区最低,但位点间差异不显著.多元线性回归结果显示密云水库浮游动物物种多样性特征受水温和溶解氧影响显著(F=72.94,P=0.001),与其它水环境参数相关不大.浮游动物群落结构的稳定性和演替趋势表明水库水质状况良好,富营养化因子未对水库生态系统产生健康威胁.     

密云水库流域非点源模型系统

以密云水库流域为研究背景,在对流域内各类污染源调查的基础上,集成应用流域数字高程模型(DEM)、土地利用、土壤、气象、水文与水质、农业管理措施等数据,建立了基于SW AT模型的密云水库流域非点源模型系统,并采用长系列实测数据对模型系统进行了参数率定和模型验证。结果表明,无论是潮河还是白河流域,径流和泥沙的模拟结果较好,决定系数(r2)和N ash模拟效率系数均达到了0.77以上;潮河流域入库总氮、总磷负荷的模拟结果要优于白河流域。研究表明,基于SW AT模型构建的非点源模型系统完全能应用于密云水库入库的非点源污染负荷模拟和预测。     

密云水库沉积物中重金属元素分布及形态研究

主要研究了北京市密云水库沉积物中重金属的总量以及形态分布特征,采用风险评价准则法(RAC)和Tucker3模型探讨沉积物中重金属的潜在危害性.结果表明,各重金属元素的平均含量都超过北京市土壤背景值,重金属元素有一定的富集.Cu有机结合态约占总量的3%～68%;Mn可交换态、碳酸盐结合态约占总量的1%～18%、7%～31%;Pb、Zn的铁锰氧化物结合态分别占总量的12%～53%、4%～27%;其它重金属均以铁锰氧化物结合态和残渣态为主,平均含量占总量的80%以上.根据RAC法得出,Mn(除采样点18)处于中等风险甚至高风险等级;Pb、Zn、Cu属从低风险到中等风险级;Ni、V、Cr、Ti的潜在生态风险较低.该结论将为北京市密云水库保护、人体健康安全保护措施的制定提供科学依据.     

密云水库底质特征及吸附、释放磷的实验研究

通过密云水库底质特征及其吸附和释放磷的有关实验，计算出底质对磷的最大吸附量，讨论了不同条件对磷释放的影响，分析了营养元素磷在底质与水体间的循环过程．     

汾河水库水体分层及对策

介绍了汾河水库概况和水体分层,分析了水体分层的危害,提出了解决汾河水库水体分层的对策。     

生态系统服务供给、消耗的平衡与盈余——以密云县为例

全面评估生态系统服务供给与消耗以及定量分析二者间的关系,对区域生态系统服务管理和可持续发展决策的制定有重要意义.本研究构建了生态系统服务供给与消耗价值的评估体系,基于遥感、统计、调研等多源数据对密云县1998和2013年的生态系统服务供给及消耗进行评估,并分析了1998—2013年密云县"生态-社会-经济"系统发展的主要驱动力.结果表明:研究期内,密云县生态系统服务供给价值远大于消耗价值,这主要由其区位功能定位决定;密云县生态系统服务供给价值、消耗价值均明显增加,但消耗增长率远大于供给增长率,这主要是由社会的快速发展引起;密云县及密云水库在供给北京市饮用水、保护生态屏障甚至维护地区稳定等多方面起着重要作用,应给予其生态补偿.     

密云水库流域降雨径流土壤中氮磷流失规律—以石匣试验区为例

利用石匣水土保持监测试验区,分析降雨径流及土壤中氮、磷流失的规律。研究结果表明：（1）开荒及裸地最易产生径流,其中荒坡产生的泥沙中总氮含量、总磷含量最高,其次为林果地、草地,农地最低;（2）流失泥沙中氮、磷富集,磷主要以泥沙形式被迁移带走,溶解态极少;泥沙中总氮、总磷富集率为坡耕＞免耕＞等高种植;（3）大部分雨后土壤的pH值、有机质略有下降。雨后土壤主要是0．005－0．001mm及＜0．001mm粒径减少,它们可能是氮、磷流失的载体;主要为细颗粒;（4）等高种植及植物带对控制径流污染,效果极为明显;其次为免耕,应杜绝坡耕。由于氮、磷流失多以细颗粒为载体,应侧重减少细颗粒的流失。     

新增建筑对密云风观测环境影响的分析

本文以北京市密云县气象观测场为研究对象,关注其观测环境保护范围内新增建筑对观测环境的影响。首先对该区域观测环境进行分析,采用统计分析和城市小区尺度模式,得到了该区域相关气象要素(风)变化的结论。其结论如下：(1)1959～2013年间,密云气象观测环境55年来的变化还是比较明显,其观测环境总体处于不断恶化的状态。(2)从流场来看,冬季医院对观测场区域比夏季有较为明显的影响,且影响范围也比夏季要大。(3)从风场来看,冬季小风时,观测场在有医院比没有时,其区域的风速升高了8%;夏季小风时,其降低了10%;冬季大风时,其降低了9%;夏季大风时,其升高了8%。总体上医院对观测场的影响基本保持在9%左右。