葛洲坝下游近坝区水域鱼类资源声学调查与评估

于2013年4月及6月,针对DIDSON的特点设计了携带声呐的船舶走航式及定点式两种方法,对葛洲坝下游近坝区水域（大江、三江至下游镇江阁处江段）进行水声学调查,观察鱼类资源的时空分布特点。观测数据经去噪处理,获得鱼类资源结果。结果表明：葛洲坝下游近坝区鱼类资源分布呈明显的空间差异,大江水域鱼类密度显著高于三江水域,且近坝区高于下游江段,最大值为6924 ind./1 000 m3,位于大江电站下游约1 km处,最小值为153 ind./1 000 m3,位于宜化大楼江段。鱼类资源在时间上没有显著的统计学差异,6月份鱼类活动昼夜差别比4月份更明显,主要集中在上层水域,傍晚至凌晨鱼类活动较少。进一步分析发现,船闸的运行方式、水体中食物可获取程度、各鱼类种群生活习性差异等,均对鱼类资源时空分布产生影响。此外,开展适逢葛洲坝禁渔期,禁渔措施维持了近坝区水域春、夏季鱼类资源量的稳定性,是保护鱼类资源的有效而直接的方法     

基于水力学条件的江家口坝#br# 下集诱鱼进口流场研究

建设过鱼设施是减缓河流大坝修建对鱼类不利影响的重要措施。本文以江家口坝址至坝下580 m处的河段为研究区段,构建基于MIKE21的平面二维水动力模型,根据工程的水文情势选用典型工况对坝下流场进行分析,探究不同工况下鱼类可能的上溯路径。结果表明：主流流量在5.40~40.74 m3/s,集诱鱼流量在2.50 m3/s情况下,主流受集诱鱼进口流量约束,将偏向右岸往下游流动。在仅考虑2号机组下泄17.67 m3/s流量下,河道存在目标鱼类洄游的上溯路线,距集诱鱼进口30～100 m处,河道中间满足鱼类适宜流速和水深,鱼类将沿着河道中间洄游;距集诱鱼进口0～30 m处,右岸流速逐渐升高并成为鱼类适宜流速,鱼类将从右岸洄游并最终到达集诱鱼进口;集诱鱼进口处,右岸水深高于中间水深约10%～40%,高于左岸水深90%～170%,集诱鱼进口处的高水深将有利于鱼类进入。对于“T”形集诱鱼进口汇流,集诱鱼流量占12%左右能产生较好的集诱鱼进口水力学特征。研究成果可为集诱鱼进口处鱼类上溯提供参考依据。     

基于水力学条件的江家口坝下集诱鱼进口流场研究

建设过鱼设施是减缓河流大坝修建对鱼类不利影响的重要措施。本文以江家口坝址至坝下580 m处的河段为研究区段,构建基于MIKE21的平面二维水动力模型,根据工程的水文情势选用典型工况对坝下流场进行分析,探究不同工况下鱼类可能的上溯路径。结果表明:主流流量在5.40～40.74 m~3/s,集诱鱼流量在2.50 m~3/s情况下,主流受集诱鱼进口流量约束,将偏向右岸往下游流动。在仅考虑2号机组下泄17.67 m~3/s流量下,河道存在目标鱼类洄游的上溯路线,距集诱鱼进口30～100 m处,河道中间满足鱼类适宜流速和水深,鱼类将沿着河道中间洄游;距集诱鱼进口0～30 m处,右岸流速逐渐升高并成为鱼类适宜流速,鱼类将从右岸洄游并最终到达集诱鱼进口;集诱鱼进口处,右岸水深高于中间水深约10%～40%,高于左岸水深90%～170%,集诱鱼进口处的高水深将有利于鱼类进入。对于"T"形集诱鱼进口汇流,集诱鱼流量占12%左右能产生较好的集诱鱼进口水力学特征。研究成果可为集诱鱼进口处鱼类上溯提供参考依据。     

基于EFDC的二滩水库水温模拟及水温分层影响研究

采用EFDC模型模拟二滩水库2006年3～7月的水温变化过程。通过分析与热交换和热传递相关的模型参数,发现太阳短波辐射中快速波所占的比例和太阳短波辐射在水体中的慢速衰减系数这两个参数值的增大均会引起表层水温升高、底层水温降低,而太阳短波辐射在水体中的快速衰减系数对水温的影响并不明显。将不同时期坝前水温和不同断面水温的模拟值和观测值进行比较,以率定模型参数。结果显示EFDC模型能较好地模拟出大型深水库不同时期水温分层结构及沿程发展变化过程。在此基础上,分析该水库的水温分层规律,并结合水库取水规则对比分析建库前后下游河道水温的差别,以期为水库取水设计和运行管理提供科学参考,以此来减缓水库水温分层带来的影响,保护下游河道生态环境和水生生物的多样性     

2006年特大枯水期间长江中下游河床沙与悬沙沿程变化特征

基于2006年10月长江中下游沿程不同断面的河床沙、悬沙以及流速等相关水文泥沙现场观测资料,采用数理统计学与泥沙运动力学相结合的方法,对极端气候与流域重大工程作用下,长江中下游水沙的沿程变化以及悬沙与河床沙交换等进行分析.流量自宜昌向下游方向总的趋势是沿程增大,观测时段与多年同期平均流量(33 500 m3/s)相比少了近57%,而在沙市河段流速最大值达1.1 m/s;近底层水体含沙量较低,平均值为0.079 kg/m3,与多年平均(50年)含沙量相比减少了90%.大通站实测悬沙含量与多年10月平均相比减少了近86%;河床沙组成以细砂和中砂为主,悬沙组成以粘土和粉砂类为主.与多年平均值相比,河床沙变化并不大,悬沙显著细化.中游河段河床沙中略细的粘土和细粉砂组分含量较上下游为多,而悬沙中略粗的中粗粉砂组分含量较上下游为多,断面垂向差异大;同时,从水流、含沙量、河床沙和悬沙颗粒组成及河道类型等多因素同步分析,表明长江中游河道泥沙交换相对频繁,河床稳定性相对较差,下游河道泥沙交换相对较少,河床稳定性相对较好.     

虎跳峡水库蓄水对水温的影响分析

虎跳峡坝址为金沙江流域上下游鱼类的分界处,水生生境敏感而脆弱。科学预测水库蓄水对水温的影响,对于研究水库兴建对水生生物的影响,保护金沙江流域鱼类资源,探讨水库泄水对下游农田灌溉作物的影响具有重要意义。综合应用多种水库水温预测模型和方法,对虎跳峡水库蓄水后对库区和下游河道水温的影响进行了预测,并分析了水库泄水对下游灌溉作物的影响。结果表明,虎跳峡水库蓄水后库区水温比蓄水前明显升高,正常蓄水位1 950 m和2 010 m两个方案库区年均水温分别增加5.9℃和5.6℃,且6月～次年1月水温增幅较大;4～9月水库泄水水温比天然河段水温分别低3.5～6.2℃和3.3～7.1℃,两个方案都将对坝下采用干渠取水灌溉的农田作物带来一定的影响。     

猫跳河流域梯级水库夏季N2O的产生与释放机理

为了研究河流筑坝对河流氮生物地球化学循环的影响,在夏季水体分层期间对猫跳河梯级水库坝前分层采集水样进行了相关地球化学分析。结果显示,在上游的两座水库存在2个明显的温度分层现象,并影响到了水体N2O的产生和分布。红枫水库整个剖面的氮分布主要受硝化作用控制,而百花湖、修文及红岩水库则表现为上层水体为硝化作用,中层为硝化反硝化共同作用。所有水库表层水和下泄水高饱和度的N2O含量表明这些水体为大气N2O的源。百花湖底层反硝化作用强烈,中间产物N2O大量消耗。底层泄水的方式对于温室气体释放影响重大,因此不同水库下泄水的N2O含量在时间和空间上的变化与水库运行和调蓄模式有关。研究结果表明,梯级水库过程对N2O的排放影响很大,在水电开发的环境保护中应当引起重视。     

猫跳河流域梯级水库夏季N2O的产生与释放机理

为了研究河流筑坝对河流氮生物地球化学循环的影响，在夏季水体分层期间对猫跳河梯级水库坝前分层采集水样进行了相关地球化学分析。结果显示，在上游的两座水库存在2个明显的温度分层现象，并影响到了水体N2O的产生和分布。红枫水库整个剖面的氮分布主要受硝化作用控制，而百花湖、修文及红岩水库则表现为上层水体为硝化作用，中层为硝化反硝化共同作用。所有水库表层水和下泄水高饱和度的N2O含量表明这些水体为大气N2O的源。百花湖底层反硝化作用强烈，中间产物N2O大量消耗。底层泄水的方式对于温室气体释放影响重大，因此不同水库下泄水的N2O含量在时间和空间上的变化与水库运行和调蓄模式有关。研究结果表明，梯级水库过程对N2O的排放影响很大，在水电开发的环境保护中应当引起重视。     

乌江干流中上游水电梯级开发水温累积效应

以乌江流域洪家渡库尾至乌江渡坝下的水电工程干扰典型段为研究区域,利用建坝前后的水温实测资料,采用建坝前天然水温和建坝后下泄水温比较法,对乌江干流梯级水库水温时空分布特征进行分析。研究结果表明：对天然水温改变最大的电站为洪家渡和乌江渡,前者是受水库水温结构自身影响,后者是梯级联合运行的结果;梯级联合运行使库区水温分层有所减弱,随着时间的推移或上游梯级电站的建成,电站下泄水温年变化过程趋于均化,与天然水温的延迟也越加明显;不同的水库水温结构对水温累积效应的影响也各不相同,稳定分层型水库对水温累积具有正效应,混合型水库具有负效应,过渡型水库处于两者之间,体现了梯级电站的水温累积影响,为研究减缓下泄低温水的对策措施提供依据和参考。     

黄浦江上游地区水环境质量演变趋势

为全面反映黄浦江上游地区水质情况，在黄浦江上游地区共选取包括黄浦江干流及上游主要来水水系的7个监测站点的15年监测数据，作为本次黄漓江上游地区水质状况演变分析的主要依据。黄漓江上游水源地处东部平原感潮河网地区．水源地内河道密布、纵横交错，水系结构极为复杂，水源承接上游江苏、浙江来水，其水源保护具有鲜明的区位特殊性和区域综合性。长三角地区河流有机污染严重，普遍出现水体黑臭现象，尤其是近10年来，这一问题日趋突出，许多中小河流的水体溶解氧几乎为零。出现季节性的或终年的水体黑臭。如果不能保证上游江浙来水水质，即使能有效控制水源地点源、非点源污染，而水源水质也很难保证。因此．除了加强对黄浦江上游点源、非点源污染的控制力度，江浙来水亦将成为决定水源水质的重要因子。     

BP神经网络在城市建成区面积预测中的应用——以江苏省为例

城市建成区规模的迅速扩张是目前江苏省土地利用变化中的一个显著特点，其面积从1985年的426 km2扩大到2003年的2 200 km2，平均年增加98.56 km2。城市建成区规模的扩张受到社会、经济、人口等多种因素的影响，用传统方法对其进行预测比较困难。鉴于BP神经网络在非线性领域预测中的广泛应用，以江苏省为研究对象，构建一个11-3-1结构的BP神经网络预测模型，以1985~2001年和2002年的相关数据作为模型的训练和测试样本，以2003年的社会、经济数据作为网络的预测输入，对该年的建成区面积进行预测。结果表明，BP神经网络预测结果与实际面积的相对误差为3.96%，其预测精度与多元回归预测模型相比有较大改善。     

基于RBF神经网络的城市建成区面积预测研究——兼与BP神经网络和线性回归对比分析

城市建成区面积预测是城市研究的一个核心问题,其与城市经济社会之间表现为一种复杂的非线性关系,传统的方法模型难以精确预测。作为一种较新的人工神经网络模型,RBF神经网络能以任意精度全局逼近任意非线性关系,表现出了极强的处理复杂非线性系统的能力。以合肥市建成区面积预测为例,构建了基于RBF网络的预测模型,作为对比,同时用BP神经网络、一元线性回归和多元线性回归模型进行了预测。预测结果的综合分析表明,在预测精度上,RBF网络＞BP网络＞多元线性回归模型＞一元线性回归模型。研究显示,RBF网络能为城市建成区面积预测提供一种新思路和新方法,进而可为城市土地利用及其规划制定提供科学的决策依据     

长江（万州段）水体溶解性有机物的荧光光谱分析

按照河床形态、水文条件、排污口分布、支流状况等特点从长江万州段及长江支流苎溪河选取8个断面进行采样,对水样中溶解性有机物（DOM）的荧光光谱特征进行了分析和研究。利用日立F 4500荧光分光光度计对长江水、普通自来水和纯水在紫外光激励下产生的荧光光谱及其特性进行了比较研究。同时,研究了不同水样、不同取样点的水体DOM的荧光特性和三维荧光光谱图。结果表明：长江水在波长290 nm左右的紫外光激励下能产生较强的荧光。荧光峰是350~550 nm 范围的宽谱峰,荧光峰值波长在450 nm左右。但是不同取样点水样的荧光峰强度明显有差异,在4号、5号、2号取样点的水样荧光强度明显高于其他取样点,这与采样点附近污染源排放有明显的关系。该研究方法可作为鉴别水质污染的一种有效的手段.     

水库渗漏水流溶解氧与水温沿程恢复的试验研究

水库底层低温低氧水从坝体下泄或渗漏,可能对下游生态产生不利影响。通过对湖北温峡水库下游温峡河225 km河段的野外试验,测量溶解氧、水温等指标的日变化和沿程变化,开展复氧试验研究阶梯深潭结构和沙洲对溶解氧的影响,并取样分析大型底栖无脊椎动物的沿程分布。结果表明,流速对水温与溶解氧日变化规律无明显影响。试验河段水温和溶解氧恢复很快,经过17 km的河段,水温从123℃升高至300℃,且溶解氧饱和度基本达到饱和。河宽对水温恢复起重要作用,对溶解氧影响较小,对复氧速度基本无影响。流量通过改变淹没程度影响阶梯深潭的复氧能力。溶解氧在沙洲下游存在横向分布,滞水区溶解氧高于左右汊道。溶解氧是水库下游水生态的控制因素,物种多样性随溶解氧的升高而增加     

基于粗糙集和BP神经网络的流域水资源脆弱性预测研究——以淮河流域为例

水资源是一种重要的自然资源和经济资源,对其未来的脆弱性进行预测可以预估研究区未来的水安全状况,对其脆弱性问题做出预警,从而及时采取治理措施。因此,合理科学的水资源脆弱性预测研究是缓解水资源脆弱性的有效手段。目前,水资源脆弱性研究主要是针对水资源现状进行评价,对其未来状况的预测较少。集成了粗糙集和BP神经网络两种方法,首先采用改进了的盲目删除法对构建的流域水资源脆弱性评价指标体系进行约简,其次通过BP神经网络拟合约简后的指标数据与脆弱度之间的映射关系,构建流域水资源脆弱性评价预测模型。基于之前研究的样本数据和脆弱性结果,探讨淮河流域未来的水资源脆弱性状况。结果表明:淮河流域2015年、2020年和2025年的水资源脆弱度分别为0.305、0.359和0.390,处于轻度脆弱和中度脆弱的状况,除2015年脆弱性状况有所好转以外,2020年和2025年的水资源脆弱性程度与近几年相比有所加剧,根据指标数据可知该现象主要是受年降水量、人均用水量、万元GDP废水排放量、垦殖指数、有效灌溉面积比和干旱面积受灾比6个指标的影响,为避免水资源脆弱性的加剧,应当有针对性的加强这几个方面的管理和控制。     

A basal area model responsive to thinning for a plantation forest.

The Tarawera Valley spacing and thinning trial data were used to develop a dynamical model for basal area prediction that is responsive to both spacing and thinning. The model is a 'critically damped' second-order model, i.e., it simulates a sigmoidal response, before and after thinning. It has a scalar spacing variable, which makes the model responsive to different spacing trials. It also has a vector 'reductor' term, which enables simulation over different productivity sites, although this still needs to be validated with measured data. The dynamical model has the potential of being applied across a forest estate with different productivity sites, if data are available for all sites.     

乌江干流中上游水电梯级开发水温累积效应

以乌江流域洪家渡库尾至乌江渡坝下的水电工程干扰典型段为研究区域，利用建坝前后的水温实测资料，采用建坝前天然水温和建坝后下泄水温比较法，对乌江干流梯级水库水温时空分布特征进行分析。研究结果表明：对天然水温改变最大的电站为洪家渡和乌江渡，前者是受水库水温结构自身影响，后者是梯级联合运行的结果；梯级联合运行使库区水温分层有所减弱，随着时间的推移或上游梯级电站的建成，电站下泄水温年变化过程趋于均化，与天然水温的延迟也越加明显；不同的水库水温结构对水温累积效应的影响也各不相同，稳定分层型水库对水温累积具有正效应，混合型水库具有负效应，过渡型水库处于两者之间，体现了梯级电站的水温累积影响，为研究减缓下泄低温水的对策措施提供依据和参考。     

基于神经网络的土壤重金属预测及生态风险评价

采用单隐层RBF神经网络模型预测土壤重金属Cr、As、Ni、Pb、Zn 5种元素的含量,实测35组数据做为训练数据,另用6组做验证数据,该模型是以利用采样的10组数据预测其后的连续5组数据,输入层的神经元个数是10,输出层是5,隐含层的传递函数为径向基函数radbas,输出层的传递函数为线性函数Purelin,其结果表明:采用RBF神经网络模型预测有较高的精度。通过多元统计分析采样样品与预测样品,研究区域As、Ni、Zn的均值超过了上海市土壤环境背景值,As元素达到高度变异,Pb、Zn、Ni 3种元素达到中度变异。通过因子分析,前2个因子基本包含了全部元素变量的主要信息,第1因子中载荷最高是元素Ni(0.946),第2因子中则为元素As(0.930)。通过潜在生态风险指数评价,研究区域整体呈轻度生态风险水平。采用RBF神经网络模型可以降低采样分析成本,更好的评价区域土壤重金属的生态风险。     

天目湖溶解氧分布特征及环境影响因子

在2006年1~12月进行的对天目湖水质监测资料的基础上,探讨了溶解氧的分布特征并对其环境影响因子进行了分析。天目湖溶解氧水平较2001~2002年下降了1~2个等级。全年溶解氧水平符合Ⅱ~Ⅲ类水质,局部符合Ⅳ~Ⅴ类水质,甚至劣Ⅴ类水质。溶解氧的分布特征有明显的季节变化与垂向差异。冬季溶解氧最好,无显著垂向差异;春、秋两季湖体溶解氧垂向差异小,底层溶解氧浓度总体偏低;夏季溶解氧最低,且垂向差异最大,底部出现＜1 mg/L的低氧区。水温、水深、叶绿素、pH对溶解氧都有一定的影响。其中,温度是影响水体溶解氧的关键因素。非夏季月份,温度的升高导致溶解氧浓度降低;在夏季月份,温度分层是影响溶解氧浓度的关键因素,尤其是对中下层水体的影响较大。水深与溶解氧呈负相关关系;叶绿素在夏季对溶解氧的影响最显著,反映出生物活动对水体溶解氧的影响。