温度异重流作用下三峡香溪河库湾春季营养盐时空分布特征研究

三峡蓄水后,香溪河库湾春季出现多次水华现象,其与库湾水动力场及营养盐的时空分布密切相关.本文采用数值方法模拟初期蓄水后温度异重流作用下香溪河的水动力场分布,以守恒物质为示踪剂得到香溪河库湾春季营养盐的时空分布特征.结果表明,初期蓄水后,香溪河库湾流速大幅降低,水体滞留时间增加,上游来流对营养盐的输移作用明显减弱,营养盐易在库湾长时间聚集;同时库湾与长江干流水体温差增大,在异重流作用下,长江干流水体在春季沿表层流入库湾,相应营养盐也随水流带入,干流水体对香溪河库湾营养盐的补充作用明显.异重流的存在对营养盐空间分布影响较大,其影响范围随三峡坝前水位及香溪上游来流不同有小幅变动,通过示踪剂的浓度沿程分布可直观给出香溪河上游来流及长江干流入流在库湾的主要影响区域.研究可为三峡水利枢纽正常运行后库湾支流营养盐的控制和治理提供方法和依据,也可为相似库湾营养盐的分布特征研究提供参考.     

磷营养盐对库湾暴发蓝藻水华的实验研究

为了研究三峡库区蓄水后香溪河连续暴发水华进行了室内模拟实验,在实验研究中发现适合铜绿微囊藻生长的磷含量区域为:0.14～0.616 mg/L.通过测量铜绿微囊藻在不同磷含量水体中的生长规律,为预测香溪河是否可能在磷营养盐丰富的条件下暴发铜绿微囊藻水华提供有利的依据.     

香溪河生态调度方案的数值模拟

对2005～2007年间春季三峡水库香溪河支流库湾的水动力及总磷(TP),总氮(TN)和叶绿素A(chl-a)等生态因子的时空分布进行了数值模拟,并将模拟结果与同期实测的chl～a浓度进行了对比分析,表明库湾chl-a浓度与上游来流量的相关关系明显强于与香溪河河口水位的相关关系,据此推断利用三峡水库的小幅水位波动(10～20 cm/d)对支流库湾进行生态调度的效果将是有限的,而利用香溪河上游的小型水利水电工程对香溪河库湾进行水动力调度与调控,则可望取得更有效的生态改善效果.     

香溪河库湾春季藻华生长的影响因子分析

2007年2～5月在三峡水库香溪河库湾及其支流布置了17个断面,对藻类生长指标叶绿素a、相关环境因子及水动力因子进行同步监测,据此分析水华期间叶绿素a浓度和相关环境因子的动态特性.结果表明,香溪河库湾在监测时段内属于重富营养水平,库湾内叶绿素a、环境因子及流速分布具有较显著的空间差异,香溪河的藻类生长可能主要受NO3-N和SiO3-Si的影响,各分区对藻类生长有显著影响的因子各不相同.香溪河库湾流速较小,藻类在香溪河的生长体现出较大的空间异质性,而这种空间异质性与流速的空间的差异性有着较显著的相关关系.     

香溪河库湾春季水华纵向分布对水层结构的响应

为研究三峡水库支流库湾春季水华暴发空间差异及成因,本研究于2010年4月18日对三峡水库干流和香溪河库湾的水动力、营养盐、浮游植物等因子进行了现场监测.结果显示：三峡水库支流春季水华浮游植物生物量及群落结构空间差异较大,库湾中上游暴发了严重的硅藻水华,而下游及三峡水库干流没有水华;库湾中复杂的分层异重流对水温结构产生显著影响,使其呈独特的垂向分层;水温分层纵向差异导致的光混比（Zeu/Zmix）纵向分布差异是引起水华情势和浮游植物群落结构纵向差异的主要原因.研究结果将为三峡水库支流水华机理和防控措施研究提供支撑.     

基于荧光传感方法的藻类在线监测

 湖泊水库严重的水质富营养化导致水华大面积暴发,已成为目前主要环境问题之一。实现水华暴发前后浮游藻类种群结构变化过程（主要包括浮游藻类种群组成、数量变化过程）的有效监测是分析水华发生的生态学机制、掌握水华的生消过程和实现水华预警的基础。本文基于藻类活体荧光光谱技术、嵌入式微控制技术和实时采集与处理技术,研发出具有实时在线监测能力的藻类在线荧光仪,可实现不同光谱组藻类（蓝藻、绿藻和褐藻）的分类测量。通过对比实验分析发现,藻类在线荧光仪对蓝藻、绿藻和褐藻的分类测量误差均小于17.88%。同时,巢湖外场实验表明藻类在线荧光仪具有长期稳定的运行能力。具有以上指标的藻类在线荧光仪在水环境监测、水华监测预警和水质富营养化现状评估等领域具有广阔的应用前景。     

人控调度方案对库区支流水动力和水质的影响机制初探

水库蓄水运行后将显著改变库区支流的水动力和水质条件.在这种既定状态,改变枢纽的人控调度方案将产生不同的调度期库区出口断面泄流过程和库水位变动过程,进而产生不同的库区支流水动力条件.水动力条件的改变将对支流水质产生不同影响.基于此,以三峡水库为例,结合实测地形资料构建了三峡库区一维水动力和水质模拟模型,并通过模拟详细探讨了三峡枢纽不同人控调度方案对库区支流水动力和水质的影响.香溪河支流模拟结果表明:三峡枢纽的调峰运行方案和三峡水库的蓄放方案可产生人工潮汐作用和整个支流范围内的干支流水体交换和掺混,提高支流水体流速,对改善支流水环境有利.     

基于智能Agent的蓝藻水华暴发过程模型及仿真

通过实验确定水华暴发关键因子,分析关键因子与藻类变化的关系,研究藻类水华生消机理,用智能Agent仿真技术建立了湖库水华产生与暴发过程模型。在一系列规范约束下,构建实体、Agent和Agent间的交互协作模型,动态地描述湖库藻类生消过程及其关键因子动态变化,对藻类生长趋势和湖库水系的能量流动以及物质流动状态进行有效分析。仿真实验结果表明,该方法为藻类水华形成机理的研究提供一种行之有效的建模新途经。     

利用复杂网络理论研究三峡库区流域水华暴发

根据复杂网络(CNs)理论初步建立三峡流域的水华暴发动力学模型,利用水华暴发的三类因素建立起水华暴发CNs无边接连基本模型图,参考实际水域水华暴发因素设定各节点子节点范围,建立各节点的边连接,从而初步建立水华暴发的CNs模型.模型中代入2007年春季嘉陵江、长江和2002年乌江"黑潮"8月份乌江渡水库监测数据,计算得出两个区域水华暴发CNs模型的平均路径长度L和聚类系数C,发现发生水华的流域平均路径长度L越小流域水华暴发的可能性越大,且现场监测数据与CNs理论结果相符.同时,水华暴发流域的聚类系数比未暴发流域小,表明水华暴发前后聚类系数C是一个先增加后减少再增加的过程.因此水华暴发周期内(暴发前期、暴发时期、消退期),各因素间的相互作用是先增强后减弱再增强的过程.     

关于三峡电厂日调节调度改善库区支流水质的探讨

通过分析三峡水库初步蓄水以来在支流存在的水环境问题,提出:如果三峡电厂按较大规模进行日调节调度,一些支流和区域出现“水华”的情况就可得到缓解。根据三峡水库不恒定流数学模型模拟计算结果,若三峡电厂按现有能力最大规模地开展日调节调度,可在库区形成大范围的“潮汐”作用。库区水位规律性涨落可大量增加支流与干流水体交换,利于抑制支流“水华”现象的发生。建议三峡电厂进行日调节与支流“水华”控制的调度试验,寻求通过调度改善库区水环境的途径。三峡工程如果能通过改善调度来调节库区环境状况,不但对促进三峡水库尽快抬高蓄水位有积极作用,而且对协调水电工程与库区环境保护的关系也将开辟新的途径。     

闽江南港洪塘大桥桥位河段特性分析

从水力、水文和泥沙条件、河道和断面形态、深泓线变化、河底高程变动、河道冲淤情况、上游水口水库蓄水和桥位河段内采砂等方面分析了洪塘大桥桥位河段的特性.结果显示,洪塘大桥桥位河段属于宽浅型不稳定变迁性河段     

浅谈龙首一、二级水电站的优化调度及经济运行

龙首一级水电站是一座压力隧洞引水式电站,最大限度地发挥电站发电效益,要从以下几方面实行优化调度:一是及时、准确了解上游水文站的水文预报资料,并根据上游调节库容下泄流量对来水量进行分析,作好负荷预测,确定运行方式。尤其预测到上游来大水时,应及时合理的降低库水位;二是有效保证大坝安全防汛,拦洪蓄水提高发电量,增加经济效益;三是合理利用电站有效库容,非汛期尽可能提高上游水位;四是要加强电站安全、运行及检修管理,提高设备完好率和检修质量;五是机组的组合运行方式,按效率高、耗水率低优先的原则。     

香溪河水动力因子与叶绿素a分布的数值预测及相关性研究

建立三峡水库支流库湾富营养化模型,利用模型对三峡水库蓄水以来,香溪河支流库湾的水动力、总磷、总氮及叶绿素a(chl-a)浓度进行数值模拟,绘制水动力与同期实测的chl-a浓度在时间及空间域中的分布等值线,寻求水动力流速因子和chl-a浓度之间的相关关系,表明蓄水三年来藻华爆发期间库湾节点速度与chl-a浓度存在负相关,相关性可以采用对数曲线予以描述,根据相关点据的包络线方程可以由库湾流速预测可能出现的chl-a浓度峰值,结合上游来流及三峡水库水位的变动情况,预测chl-a浓度的演变趋势.数值模拟工作还表明,库水位50cm/d的降幅可对支流库湾chl-a浓度产生明显影响,但通过库湾水体的局部振荡或立面循环运行改善水动力条件的方法可能更具现实意义.     

平原灌注式水库优化调度模型

本文试图用系统分析方法建立水库优化调度模型,对具有灌注式水库的灌区进行优化调度,以求得在一定频率来水情况下的最优灌溉面积和水库各时段的蓄水过程,并可根据中长期水文予报予估可灌面积和水库蓄水情况,供制定生产计划和水库调度计划时参考。     

三峡库湾香溪河生态环境研究进展

香溪河流域系长江三峡水库湖北省库区最大的支流,三峡水库蓄水后,形成了库区首段回水顶托的缓流库湾,因而改变了水动力学参数,使该支流的生态环境也发生了改变.综述了三峡库湾香溪河在三峡工程蓄水前后的水体及库岸生态环境的变化,引用参考文献27篇.     

丙酮对小球藻和水华微囊藻的生长及叶绿素荧光参数的影响

以小球藻和水华微囊藻细胞的生长状况、光合作用参数、叶绿素a质量浓度的变化作为指标,研究不同体积分数的丙酮对2种藻类的毒性效应.结果表明:体积分数为0.000 5%~0.500 0%的丙酮对小球藻和体积分数为0.000 5%~0.050 0%的丙酮对水华微囊藻均不同程度地促进藻细胞生长,对藻类的叶绿素a无影响,明显提高了藻类的最大光合速率(rETR_max)、光能利用率(α)和光适应能力(I_k),同时提高了光系统Ⅱ的最大光化学效率(F_v/F_m);丙酮体积分数为5.000 0%的小球藻和丙酮体积分数为0.500 0%~5.000 0%的水华微囊藻,其藻类光合作用、叶绿素a显著降低,导致藻类生长严重抑制甚至死亡;丙酮对小球藻和水华微囊藻的最大无影响体积分数(NOEC)分别为0.500 0%,0.050 0%,说明水华微囊藻对丙酮更为敏感.     

BP神经网络水华预测模型的敏感性分析

敏感性分析能够定量地评价模型输入变量的变化对输出结果产生的影响,是揭示模型蕴含规律的有效途径.本文将敏感分析方法应用于BP神经网络巢湖水华预测模型中,分析结果表明巢湖水华形成受诸多环境因子共同影响,水温、溶解氧、浊度、气温、光照强度等环境因子变化与藻类质量浓度变化相关,其中气温是最大影响因素,相对贡献率达到17.01%;气压的上升则不利用于藻类质量浓度的增加;pH值的上升对藻类质量浓度的影响有正有负.     

香溪河水华期水质的灰色关联分析

分析了最差因子评价法、改进的W值法、污染指数法、灰色关联分析法等4种方法的特点,着重介绍了改进的灰色关联分析法计算步骤;再以2006年春季水华发生期间的香溪河库湾6个监测断面的实测资料为例,应用以上4种方法进行评价.评价结果的比较表明改进的灰色关联分析法能较准确客观地反映水环境质量的实际情况,评价的效果较为理想.灰色关联分析法的评价结果表明,香溪河库湾在水华爆发期间6个监测断面中水质级别为Ⅲ~Ⅴ类,水质较差,主要污染物为TP.此评价结果为香溪河水资源保护与管理提供了一定依据,对于三峡库区的富营养化问题研究也有一定的意义.     

三峡水库蓄水后库区浮游植物研究进展

通过分析三峡水库蓄水后库区浮游植物的相关文献,综述了当前库区浮游植物的研究现状,总结了影响浮游植物群落结构变化的环境因素,结果表明：蓄水后三峡库区的藻类种类组成以硅藻和绿藻为主,常见优势种有小环藻、拟多甲藻和美丽星杆藻.藻类细胞密度明显增加,春季和夏季分别成为一年中现存量和多样性最大的季节.拟多甲藻、水华鱼腥藻和微囊藻分别是甲藻和蓝藻水华中常见的优势物种;美丽星杆藻和小环藻、尖尾蓝隐藻和卵形隐藻则是硅藻和隐藻水华中常见的优势物种. 水温、流速、光照、营养盐（如Si、N、P、TN/TP）和水体混合层深度是影响浮游植物群落结构变化的主要环境因子.对主要支流的同步性研究和重点区域的长期定位监测,对水华发生条件,流域内土地利用模式和地形地貌对库区水体富营养化的影响是未来库区浮游植物研究的重点.     

广东电网各类电源调峰调频分析

电网调频与调峰新技术的研究能大大提高电网运行的安全性与稳定性,并能带来巨大的经济效益与社会效益.随着广东电同规模及峰谷差的加大,调度时需要合理利用各类电源的调峰调频特性,制定相应的调峰调频措施,能有力地保证系统安全稳定运行.