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[硕士论文] 邱阳凌
水利工程;水力学河流动力学 重庆交通大学 2018(学位年度)
摘要:水利工程在为人类社会进步作出重要贡献的同时也不可避免的给流域生态环境带来了一定程度上的影响。针对当前西南地区水电大开发背景下所面临的生态环境问题,积极开展鱼类栖息地保护研究,尤其是探索能够有效缓解因干流水电开发对当地敏感、脆弱生态系统造成冲击、破坏的支流生境替代技术,对西南水电开发下鱼类生境保护维持区域生态安全具有重要意义。本研究选取金沙江白鹤滩库区左岸一级支流黑水河作为研究对象开展支流鱼类生境替代保护研究,通过模拟拆除黑水河第四级电站大坝—老木河大坝,综合考虑水文情势、水动力条件、泥沙输移、河床底质等因素的变化,针对选定的目标鱼类其栖息地适宜性曲线,采用模型预测的方法分析大坝拆除后河道水沙输移情势变异河流地貌变化对鱼类生境的影响,评价了支流拆坝对鱼类生境替代的可行性。获得的主要结论如下:
  1)2017年11月黑水河枯水季水生态调查结果表明,共鉴定出鱼类11种,隶属于2目4科10属,综合代表性受大坝阻隔影响等多方面因素选取宽鳍鱲作为本研究目标鱼类;主河道水动力条件主要表现为浅、急的特征,河床地貌空间异质性较高,营造出了复杂多样的水动力条件,为鱼类其他水生生物提供了丰富的生境单元类型。
  2)构建了黑水河二维水沙输移模型,模拟结果表明拆坝前库区泥沙淤积主要呈“三角洲形态”分布;拆坝后短期内库区泥沙主要表现为自上而下的水力侵蚀和自下而上的溯源侵蚀,下泄泥沙在河岸、深潭等流速放缓处落淤;大坝拆除后长期内,库区河道形态变化呈现“先下切、后拓宽”的趋势,其他河段有冲有淤。
  3)基于大坝拆除的河流生境恢复技术,预计可恢复约30km的鱼类自然流水生境通道,并有效提高了鱼类产卵期栖息地数量质量。拆坝虽然会在短期内给下游局部鱼类生境造成了一定程度上的影响,但是从长远角度上看,其生态恢复效益巨大。
[硕士论文] 费晓磊
水力学河流动力学 扬州大学 2017(学位年度)
摘要:为了改善河流水环境,嘉兴市依托海绵城市建设,借助“引清济污”的调水手段来提升河道自净能力,加快河道的治理速度。基于现有工程设施,研究河流水动力条件,优化引排活水调度方案,对生产实践具有重要的意义。
  本文采用Saint-Venant方程组,建立了河网非恒定流数学模型,运用Preissmann四点加权隐格式,对方程组进行时间和空间离散,采用双松弛迭代法求解河网非恒定流。利用Sen和Garg提出的环状河网和Islam等人提出的拓扑型河网这两个算例对本文计算方法进行验证。在环状河网计算中,本文方法计算得出的各断面流量过程与Sen和Garg计算的各断面流量过程基本吻合。各断面流量过程线的计算峰值和文献中流量过程线峰值相对误差最大达到-2.67%。在拓扑型河网计算中,本文方法计算所得的流量过程和水位过程与Islam等人计算的基本吻合。各断面流量过程线的峰值和文献中流量过程线峰值相对误差最大达到1.17%,水位过程线的峰值和文献中水位过程线峰值绝对误差最大为-0.02m。计算研究表明:本文所提河网数学模型计算方法具有模拟复杂河网明渠水流运动的能力。
  本文对两种泵站抽排方案,观测了嘉兴市区12个典型断面的水位值,并利用观测的水位值对河网河道糙率进行了率定。率定后的河网模型在典型断面处的计算水位值和实际测量值的绝对误差基本在±0.05m以内,表明所建立的模型适用于所选定的区域且具有较高的精度。
  利用上述已经率定的嘉兴市区河网非恒定流数学模型,对低水位、常水位、高水位三种工况共57种方案进行数值模拟,以河网平均流速、滞水率、南湖入流量、重点河道平均流速作为优化指标,对三种工况下的外部方案、内外部结合方案、规划方案进行分析,并分别获得了泵站引排活水优化方案。
[硕士论文] 黄永俊
水力学河流动力学 广西大学 2017(学位年度)
摘要:在环境变化条件下,如何对海堤设计高潮位进行频率计算是值得深入研究的现实问题。文章以广西沿海为例,首先研究了影响潮位变化的主要环境因子台风海平面的变化情况;然后通过建模对主要环境因子变化条件下的潮位变化进行了分析;再利用小波分析与一元线性回归相结合的方法对各环境因子综合变化条件下的潮位变化进行了分析;最后基于时间序列分解合成的非一致性水文频率计算假定对潮位序列进行分解合成计算,确定了环境变化条件下的海堤设计高潮位计算方法。
  利用滑动平均法、spearman分析法R/S重标极差法对影响广西沿海的台风进行分析时发现:1949~2015年影响广西沿海的台风频数下降、强度和年强度极值上升;未来影响该区域的台风频数、强度、年强度极值均上升。总结相关研究发现:2000年后,广西沿海的海平面整体上呈波动上升趋势;未来30年,广西沿海海平面将继续上升,年上升速率为2mm/a~4mm/a。
  利用MIKE21软件建立北部湾海域数学模型对主要环境因子变化条件下的潮位变化进行分析时发现:台风强度增加会拉大潮位差,海平面上升则会整体抬升潮位;在二者的共同变化条件下,风暴潮最大增水时的潮位将上升。在潮位分析的同时分析风暴潮增减水波高变化发现:风暴潮增减水波高受台风作用影响较大,而受海平面变化影响较小。
  利用小波分析与一元线性回归相结合的方法对各环境因子综合变化条件下的潮位变化进行分析时发现:北海站年最高潮位以4.9mm/a的速度显著上升,这会导致利用现有规范计算得到的海堤设计高潮位存在高度不适应潮位变化的问题,会增大海堤的漫堤或溃堤风险。
  基于时间序列分解合成的非一致性水文频率计算假定,利用一元线性回归、一阶傅里叶级数、皮尔逊三型曲线对潮位序列的趋势项、周期项、随机项进行拟合计算,在此基础上利用四种方法进行海堤设计高潮位合成计算;经分析可知分布合成法效果最好,趋势项+ARIMA模型预测合成法次之,数值合成法效果不太理想,趋势项+周期项预测合成法效果最差。对于环境变化条件下的海堤设计高潮位的计算问题,建议采用分布合成法进行相关计算。
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