水利水电工程生态环境效应与多维调控技术及应用PDF电子书下载

第1篇 河道型水库富营养化及水华的模拟与调控 3

第1章 引言 3

1.1 河道型水库富营养化及水华调控方法 3

1.2 河道型水库富营养化及水华调控新技术 4

1.2.1 水利工程影响下河道型水库水环境监测与评估 4

1.2.2 水利工程影响下河道型水库富营养化及水华模拟 6

1.2.3 抑制河道型水库水华暴发的水库调控 8

1.3 结论 9

参考文献 9

第2章 河道型水库水环境基本特征与富营养化问题 10

2.1 河道型水库库湾水华的水环境特征监测分析 10

2.2 影响河道型水库富营养化及水华的主因 12

参考文献 12

第3章 河道型水库库湾水华驱动因子的影响机制 14

3.1 典型库区支流库湾水动力特性模拟及其对水华的影响 14

3.1.1 典型支流香溪河水动力场主要影响因素研究 14

3.1.2 各典型时段库区支流二维水动力场数值模拟 27

3.1.3 库湾水华暴发期间典型区域三维水动力场数值模拟 36

3.1.4 不同区域水动力条件对水华暴发影响研究 49

3.2 典型库区支流库湾水温分布特性及其对水华的影响 54

3.2.1 温度对香溪河水动力场影响研究 54

3.2.2 不同特性区二维温度场对比分析 58

3.2.3 典型区域三维温度场数值模拟 60

3.2.4 水温对水华时空变化影响研究 67

参考文献 70

第4章 河道型水库库湾富营养化数学模型的建立与应用 72

4.1 河道型水库库湾富营养化模型的建立 72

4.2 河道型水库库湾富营养化模拟与预测 78

4.2.1 2005年春季水华特征分析 78

4.2.2 控制磷输入对水华的影响 81

4.2.3 上游来流增加对水华的影响 83

参考文献 85

第5章 河道型水库富营养化与水华调控关键技术 86

5.1 水利工程影响下流域水文水质监控系统与方法 86

5.2 湖库营养状态综合判别方法 89

5.3 河道型水库富营养化及水华关键驱动因子监测及预警方法 91

5.3.1 适用于水库库湾的水流垂向紊动测量技术 91

5.3.2 河道型水库支流库湾水华的云体系架构预警系统及方法 92

5.4 针对水温分布特性的河道型水库水华调控方法 93

参考文献 94

第6章 结论 96

第2篇 水利水电工程对重要水生生物的胁迫与调控 99

第7章 引言 99

7.1 水利水电工程对重要水生生物的影响机理 99

7.1.1 物理阻隔作用 99

7.1.2 水文水质胁迫作用 100

7.2 重要水生生物自然繁殖的生态水文需求 101

7.3 面向重要水生生物栖息繁殖的调控方法及工程实践 102

7.3.1 生态调控技术与系统研究框架 102

7.3.2 重大水利水电工程生态调控实践 103

7.4 结语 104

参考文献 105

第8章 长江重要水生生物中华鲟产卵栖息地水环境需求研究 106

8.1 中华鲟自然繁殖水环境需求研究 106

8.1.1 “退水”需求 106

8.1.2 河床地形及水势需求 106

8.1.3 水质及水动力环境需求 107

8.1.4 影响中华鲟自然繁殖的环境因子主因子分析 113

8.2 葛洲坝修建前后中华鲟主要产卵场分布调查研究 114

参考文献 118

第9章 三峡蓄水后中华鲟产卵场水动力特性分析 120

9.1 中华鲟产卵场水动力学模型 120

9.1.1 基本方程 120

9.1.2 模型建立 122

9.1.3 模型验证 124

9.2 三峡蓄水后产卵日产卵场水动力数值模拟 127

9.2.1 工况拟定 127

9.2.2 各反演工况底层流速和水深分布 128

9.2.3 产卵区域流速分析 130

9.2.4 产卵区域水深分析 131

9.2.5 产卵区域紊动能分析 132

参考文献 132

第10章 中华鲟产卵场产卵适合度模型研究 134

10.1 河流内流量增量法 134

10.2 中华鲟产卵场产卵适合度模型 134

参考文献 137

第11章 水利水电工程运行对中华鲟胁迫问题研究 139

11.1 产卵场面积变化 139

11.2 产卵场水文及水动力条件变化 139

11.3 水库下泄水温对中华鲟自然繁殖的影响 143

11.4 溶解气体过饱和对产卵场水质的影响 145

11.5 水库富营养化对中华鲟产卵场水质的影响 149

11.6 葛洲坝河势调整对中华鲟产卵场的影响 149

11.7 大坝阻隔效应引起产卵群体结构变化 154

参考文献 155

第12章 葛洲坝水库调度与中华鲟产卵场产卵适合度相关性分析 156

12.1 葛洲坝出库流量与中华鲟产卵场产卵适合度相关性分析 157

12.2 大坝泄流方式与产卵场产卵适合度相关性分析 158

12.3 电站机组运行方式与产卵场产卵适合度相关性分析 161

12.4 水库调度与中华鲟产卵场适合度关系模型研究 162

12.4.1 葛洲坝水库调度与中华鲟产卵场适合度关系模型变量分析 162

12.4.2 BP神经网络训练学习 163

参考文献 165

第13章 兼顾中华鲟繁殖需求的水库生态调度研究 167

13.1 水库生态调度概述 167

13.2 三峡-葛洲坝现行调度方式下中华鲟产卵场产卵适合度评价 168

13.2.1 中华鲟产卵期三峡-葛洲坝现行调度方式 168

13.2.2 现行调度方式下中华鲟产卵期产卵场适合度分析 168

13.3 兼顾中华鲟繁殖需求的生态调度 171

13.3.1 生态调度优化模型 171

13.3.2 生态调度优化模型求解 174

13.4 生态调度实例分析 176

13.4.1 葛洲坝水库基本资料 176

13.4.2 初始条件 177

13.4.3 约束条件 177

13.4.4 生态调度结果及分析 178

参考文献 179

第14章 补偿四大家鱼自然繁殖条件水库生态调度研究 181

14.1 四大家鱼产卵栖息地水文水环境需求 181

14.2 水利水电工程运行对四大家鱼胁迫问题研究 183

14.2.1 产卵场规模减少 183

14.2.2 产卵场水文及水动力条件变化 183

14.2.3 水库下泄水温对四大家鱼自然繁殖的影响 183

14.2.4 溶解气体过饱和对产卵场水质的影响 185

14.2.5 大坝阻隔效应引起产卵群体结构及卵苗成色变化 185

14.3 补偿四大家鱼繁殖条件的生态调度模型 186

14.3.1 调度模型求解 186

14.3.2 典型丰平枯水年调度模拟结果 187

14.3.3 生态调度方案建议 187

参考文献 188

第15章 结论 190

第3篇 水利水电工程对通江湖泊生态环境的影响与调控 195

第16章 引言 195

16.1 通江湖泊水位变化趋势定性分析 196

16.1.1 洞庭湖水位变化趋势定性分析 196

16.1.2 鄱阳湖水位变化趋势定性分析 197

16.2 通江湖泊最低生态水位及最小生态需水量 198

16.2.1 生态需水内涵及评估方法 198

16.2.2 洞庭湖最低生态水位及最小生态需水量 201

16.2.3 鄱阳湖最低生态水位及最小生态需水量 202

16.3 改善通江湖泊生态环境的措施 204

16.3.1 工程措施 204

16.3.2 非工程措施 205

参考文献 205

第17章 通江湖泊水情驱动因素变化及其对生态环境影响 207

17.1 通江湖泊水情及其驱动因素变化特征分析 207

17.1.1 Mann-Kendall检验原理及其实现 207

17.1.2 通江湖泊水情驱动因素变化特征分析 209

17.1.3 通江湖泊水情变化特征分析 215

17.2 通江湖泊水情变化对生态环境影响 217

参考文献 218

第18章 通江湖泊水情特征动态模拟分析技术 220

18.1 基于数据驱动的通江湖泊水情动态模拟 220

18.1.1 多元线性回归技术在通江湖泊水位预测中的应用 220

18.1.2 基于支持向量机技术的通江湖泊水情动态模拟 225

18.2 基于数学模型的通江湖泊水情动态模拟 231

18.2.1 江湖一体化耦合水动力数值模型 232

18.2.2 模型率定和验证 238

18.3 三峡水库运行对通江湖泊水情及生态环境影响 242

18.3.1 三峡水库简介 242

18.3.2 三峡水库运行对长江中游水情的影响 242

18.3.3 三峡水库蓄水对通江湖泊水情及生态环境的影响分析 244

参考文献 246

第19章 水库群联合优化调度模型与方法 247

19.1 目标函数及约束条件 247

19.2 聚合水库的构建与分解 248

19.2.1 聚合水库的构建 248

19.2.2 聚合水库的分解 249

19.3 水库群优化调度的算法研究 250

19.3.1 传统的遗传算法的不足及改进 250

19.3.2 改进遗传算法在水库群优化调度中的应用 251

参考文献 254

第20章 改善通江湖泊生态环境的水库群优化调度 255

20.1 调度对象的选取与概化 255

20.1.1 长江干流控制性水库的选择 255

20.1.2 洞庭湖流域支流控制性水库的选择 256

20.1.3 鄱阳湖流域支流控制性水库的选择 257

20.1.4 调度水库的聚合 257

20.2 关键调度期和计算时段 258

20.2.1 关键调度期的确定 258

20.2.2 计算时段划分 258

20.3 情景及工况设置 259

20.4 面向洞庭湖生态需水的水库群蓄水期优化调度 260

20.4.1 调度目标 260

20.4.2 约束条件 260

20.4.3 调度结果及分析 261

20.5 面向鄱阳湖生态需水的水库群蓄水期优化调度 275

20.5.1 调度目标 275

20.5.2 约束条件 275

20.5.3 调度结果及分析 275

20.6 水库生态调度对发电量的影响评估 290

参考文献 291

第21章 结论 293