太湖流域湖西区金坛城区洪水风险区划研究

1

作者 柳杨 刘国庆 +4 位作者 乌景秀 粟一帆 杨畅 杨帆 范子武 《水利水运工程学报》 北大核心 2025年第4期45-54,共10页

为研究山地-平原过渡城区洪水风险区划分析方法,选择太湖流域湖西区腹部的金坛城区为研究对象,划分区划单元,分析区域洪水来源和洪水量级,利用构建的金坛城区洪水风险分析模型开展洪水模拟计算,确定洪水风险区划等级,绘制金坛区洪水风... 为研究山地-平原过渡城区洪水风险区划分析方法,选择太湖流域湖西区腹部的金坛城区为研究对象,划分区划单元,分析区域洪水来源和洪水量级,利用构建的金坛城区洪水风险分析模型开展洪水模拟计算,确定洪水风险区划等级,绘制金坛区洪水风险区划图。研究结果表明:金坛城区遭遇50年一遇洪水时,淹没面积为298.03 km^(2),大部分受淹区域的淹没水深超过1.0 m,遭遇100年一遇洪水时,淹没面积为325.58 km^(2),淹没水深在1.0~2.0 m范围内的淹没面积占比最高;金坛区洪水风险分为高风险、中风险、低风险3个等级,高风险区域面积96.43 km^(2),中风险区域面积165.81 km^(2),低风险区域面积556.31 km^(2),区内无极高风险区域;从洪水风险等级分布看,金坛区低风险区域面积占比较大,中高风险区主要分布于通济河、通济南河与丹金溧漕河沿线区域。研究结果可为常州市洪水风险管理、防洪规划、减灾政策的制定和国土空间管理等提供基本依据。 展开更多

关键词 太湖流域 河网模型 洪水风险 洪水风险区划

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高度城镇化背景下太湖流域防洪治理格局优化研究 被引量：1

2

作者 刘克强 何爽 徐天奕 《人民长江》 北大核心 2025年第3期39-47,共9页

当前太湖流域的流域、区域、城市(含圩区)3个层次防洪治理格局不协调的问题日益凸显,防洪风险越来越大。回顾了太湖流域3个层次防洪治理格局形成过程,采用太湖流域水动力数学模型模拟了高度城镇化背景下不同情景的洪水运动状态,剖析了... 当前太湖流域的流域、区域、城市(含圩区)3个层次防洪治理格局不协调的问题日益凸显,防洪风险越来越大。回顾了太湖流域3个层次防洪治理格局形成过程,采用太湖流域水动力数学模型模拟了高度城镇化背景下不同情景的洪水运动状态,剖析了当前流域防洪治理格局不协调问题的具体表现及原因,从加强流域性骨干行洪通道周边及省界地区防洪治理布局协调的角度,研究提出优化方案。研究表明:高度城镇化背景下遇50 a一遇以上降雨时,太湖流域河网洪水位抬高较多,流域性骨干通道行洪能力降低,防洪规划既定的防御流域100 a一遇标准洪水目标已无法实现;提出的黄浦江沿线“拓卡口、增出路,挡高潮、增泄量”、吴淞江沿线“涝水先排、中低水行洪、适当地分”、望虞河西岸地区“扩北排、减东排”等优化方案,可实现规划目标,促进3个层次治理格局相协调。研究成果可为新时期太湖流域防洪治理提供参考。 展开更多

关键词 防洪治理格局 高度城镇化 优化方案 水动力数学模型 太湖流域

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太湖流域防洪治理实践与思考 被引量：11

3

作者 刘克强 何爽 《人民长江》 北大核心 2024年第2期9-17,共9页

太湖流域是典型低洼感潮平原河网地区,一直受洪涝灾害威胁。新中国成立后,经过多年建设,太湖流域初步建立了流域防洪减灾体系,成功应对了多场次洪水。回顾新中国成立以来太湖流域防洪治理历程和方略,可分为“分散治水、一轮治太、二轮... 太湖流域是典型低洼感潮平原河网地区,一直受洪涝灾害威胁。新中国成立后,经过多年建设,太湖流域初步建立了流域防洪减灾体系,成功应对了多场次洪水。回顾新中国成立以来太湖流域防洪治理历程和方略,可分为“分散治水、一轮治太、二轮治太”3个阶段,总结了3个阶段的人水关系,以及历经实践形成的“蓄泄兼筹、洪涝兼治,高低分开、分层设防,引排结合、综合治理”防洪治理方略。同时,采用水文统计及数学模型模拟等方法,研究了当前流域高度城镇化和气候变化背景下面临的防洪新形势,剖析了流域防洪面临的人水地矛盾突出、防洪焦点由太湖转化为河网、区域短历时降雨影响加剧和周边潮位呈波动上升趋势等新问题,探讨了新时期太湖流域韧性防洪减灾体系的设想,包括深化人水和谐理念、强化“四个转变”治理思路、采用“蓄泄兼筹、洪涝并治,分区扩排、两网统筹,多措协同、智慧管控”治理策略等。研究成果可为新时期太湖流域防洪治理提供参考。 展开更多

关键词 防洪治理 洪涝灾害 防洪减灾体系 太湖流域

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“引江济太”影响下太湖贡湖湾湖流时空变化 被引量：1

4

作者 马明 殷燚杰 +4 位作者 石亚东 沈骁腾 吴东浩 陈鹏 任俊宏 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1922-1932,共11页

“引江济太”作为流域骨干调水工程,对贡湖湾湖流的影响一直受到较多关注。2022年夏季(8月25日9月5日)和2023年冬季(1月18日2月28日),在贡湖湾布设9个站点,开展“引江济太”和风场共同影响下的贡湖湾湖流运动特征研究。通过监测氯离子... “引江济太”作为流域骨干调水工程,对贡湖湾湖流的影响一直受到较多关注。2022年夏季(8月25日9月5日)和2023年冬季(1月18日2月28日),在贡湖湾布设9个站点,开展“引江济太”和风场共同影响下的贡湖湾湖流运动特征研究。通过监测氯离子浓度分布来分析“引江济太”作用下江水入贡湖湾后输移规律,并建立数值模型,基于示踪粒子验证模型的可靠性。夏季和冬季贡湖湾垂向平均流速均呈现出河口区和交界断面区高、中间过渡区低的特点,河口区湖流主要受“引江济太”影响,中间过渡区、交界断面区湖流主要受风场影响。贡湖垂向平均流场可分为顺时针、逆时针、中间进两岸出、中间出两岸进4种类型。“引江济太”一定程度上会加快贡湖部分水域的流速,贡湖中轴线处流速的改善作用最为明显。 展开更多

关键词 “引江济太” 贡湖湾 流场 示踪离子 原位观测 数值模拟

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基于浸入边界法的河岸水轮机尾流恢复规律

5

作者 高瑾瑾 廖轶鹏 +3 位作者 郑源 李云 刘国庆 范子武 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第5期876-883,共8页

为充分利用河流动能并最大程度减小水电开发对生态环境产生的影响,本文研发了一种环境友好型河岸水轮机装置。为进一步推广其应用并对多机组阵列优化布置提供依据,需深入研究其尾流分布及恢复规律。鉴于此,本文对其与明渠流的相互作用... 为充分利用河流动能并最大程度减小水电开发对生态环境产生的影响,本文研发了一种环境友好型河岸水轮机装置。为进一步推广其应用并对多机组阵列优化布置提供依据,需深入研究其尾流分布及恢复规律。鉴于此,本文对其与明渠流的相互作用过程进行了大涡模拟。采用浸入边界法求解河岸水轮机固体动边界,并基于耦合水平集流体体积法捕捉自由液面。结果表明:河岸水轮机尾流区存在一个速度亏损区域;速度亏损量、湍流强度和雷诺剪切应力在水轮机下游近尾流区恢复速度快,到远尾流区时恢复速度逐渐减弱,直至尾流完全恢复;对流向速度的雷诺平均方程的各输运项进行求解,发现平流项在水轮机尾流区对动量恢复的影响最大。研究成果可为河岸水轮机的推广应用及多机组阵列布置提供理论参考。 展开更多

关键词 河岸水轮机 大涡模拟 浸入边界法 自由液面 尾流恢复 速度亏损 湍流强度 动量输运项

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基于FCLPSO的水量水质模型参数反演方法研究

6

作者 朱沈涛 杨帆 +3 位作者 柳杨 范子武 乌景秀 李子祥 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第7期54-66,共13页

【目的】复杂河网水量水质模型中参数多、维数高,模型参数反演难度大,优化目标函数选取、单参数和多参数不同反演方式等对参数反演精度影响需开展深入分析。【方法】提出基于快速综合粒子群优化算法(Fast Comprehensive Learning Partic... 【目的】复杂河网水量水质模型中参数多、维数高,模型参数反演难度大,优化目标函数选取、单参数和多参数不同反演方式等对参数反演精度影响需开展深入分析。【方法】提出基于快速综合粒子群优化算法(Fast Comprehensive Learning Particle Swarm Optimization,FCLPSO)的水量水质模型参数反演方法,设计参数反演数值试验,采用LH-OAT全局敏感性分析方法对7种模型性能评价指标进行目标函数优选,并分析模型单参数和多参数反演结果并分析不同反演方式的差异性。【结果】结果显示:NSE∗作为目标函数敏感度最高;不同类型参数均具有较高精度,单参数反演平均相对误差(MRE)为5.2%、变差系数(CV)为7.2%,多参数反演结果MRE为13.5%、CV为14%;多参数反演中水动力指标反演结果优于水质指标反演结果,多参数“分层反演”方式优于“同时反演”方式。【结论】结果表明:该模型参数反演方法具有较高的精度,有助于提升复杂河网水量水质模型参数估计时效性与准确性,为复杂河网数值模拟精度的提升提供了技术支撑。 展开更多

关键词 水量水质模型 参数反演 快速综合粒子群优化算法 目标函数 敏感性分析

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变化风场下太湖表层湖流特征及其对蓝藻迁移的影响 被引量：12

7

作者 丁文浩 李云 +4 位作者 徐世凯 李晶 赵金箫 阮仕平 王勇 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期58-65,共8页

为了解太湖表层湖流对变化风场的响应特征,以及风场-表层流场对蓝藻迁移的影响,通过GPS粒子示踪器对表层湖流进行观测,结合观测期间风场的变化特征和遥感图像,分析了变化风场条件下太湖的表层湖流特征以及蓝藻水华的迁移聚集过程。结果... 为了解太湖表层湖流对变化风场的响应特征,以及风场-表层流场对蓝藻迁移的影响,通过GPS粒子示踪器对表层湖流进行观测,结合观测期间风场的变化特征和遥感图像,分析了变化风场条件下太湖的表层湖流特征以及蓝藻水华的迁移聚集过程。结果表明:太湖风场是太湖表层流场的主要驱动力,但受到地形特征、岸线特征等因素的影响,不同水域表层流场对风场的响应并不完全一致;太湖风场影响下太湖表层湖流在空间上的广泛差异性是导致蓝藻迁移过程中在不同区域聚集程度不同的主导因素,也是区域性蓝藻水华暴发的重要原因之一。风场-表层流场-蓝藻迁移聚集过程是一个依次传导的响应系统,条件适宜风场影响下的流场是触发蓝藻水华短时间、大面积暴发的重要外部因素。 展开更多

关键词 太湖 风场 表层流 蓝藻迁移 GPS粒子示踪器

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基于沉水植物的太湖适宜生态水位研究 被引量：6

8

作者 吴东浩 陈芳斐 +3 位作者 孟晓辰 吴浩云 吴亚男 陈红 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1834-1843,共10页

基于2000~2020年长系列监测数据,分析了太湖水文、水环境、水生态变化特征及相互关系.结果表明,2000~2020年太湖水位较1980~2000年抬升明显,2000年以来太湖水体总磷和叶绿素a浓度波动上升,沉水植物分布面积波动下降.长期来看,太湖水位... 基于2000~2020年长系列监测数据,分析了太湖水文、水环境、水生态变化特征及相互关系.结果表明,2000~2020年太湖水位较1980~2000年抬升明显,2000年以来太湖水体总磷和叶绿素a浓度波动上升,沉水植物分布面积波动下降.长期来看,太湖水位对沉水植物分布面积具有一定影响,1~2月水位、3~4月水位、1~4月水位、5~7月水位、水位超过3.5m天数与当年5月沉水植物分布面积之间显著或极显著负相关,太湖年均水位、8~9月水位、水位超过3.5m天数与次年5月沉水植物面积之间显著负相关,水位对8月沉水植物面积的影响相对较弱.东西山之间水域、东茭咀水域是现阶段太湖沉水植物重点恢复区.结合沉水植物生活史,研究提出太湖适宜生态水位建立方法,建立的适宜生态水位具有较好的水文节律,且与太湖沉水植物水位需求吻合.沉水植物对太湖长期高水位具有一定的适应性,短期内正常的水位波动不会导致沉水植物分布面积剧烈降低,但受人工水草收割影响明显.降低水位是恢复太湖沉水植物的有效手段之一,但当前流域防洪、供水、水生态、水环境对太湖水位有不同需求,应在优化完善水草收割方案前提下,尽快建立太湖多目标统筹协调调度水位. 展开更多

关键词 生态水位 沉水植物 生活史 水资源调度 太湖

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太湖贡湖湾2-甲基异莰醇(2-MIB)时空变化特征及影响因子 被引量：5

9

作者 任俊宏 成小英 +5 位作者 石亚东 吴东浩 陈明馨 马明 殷燚杰 李丰铎 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期717-730,共14页

湖泊水体丝状蓝藻的大量出现会产生嗅味代谢物,引发由2-甲基异莰醇(2-MIB)主导的嗅味问题,威胁饮用水安全。太湖贡湖湾是苏州市、无锡市的重要饮用水源地,近年由2-MIB引起的水体嗅味问题时有出现,但相关研究鲜有报道。为掌握贡湖湾2-MI... 湖泊水体丝状蓝藻的大量出现会产生嗅味代谢物,引发由2-甲基异莰醇(2-MIB)主导的嗅味问题,威胁饮用水安全。太湖贡湖湾是苏州市、无锡市的重要饮用水源地,近年由2-MIB引起的水体嗅味问题时有出现,但相关研究鲜有报道。为掌握贡湖湾2-MIB时空变化特征及影响因子,研究分别于2022年3—12月和高温期间(7月29日—8月29日)开展逐月及高频调查。逐月调查结果显示,贡湖湾2-MIB浓度变化季节性差异显著,夏季浓度最高,可达124.3 ng/L。贡湖湾各点2-MIB的空间分布无明显差异。高频调查结果发现,高温期间贡湖湾入湖口附近水域2-MIB浓度变化剧烈,最高值可达1385 ng/L,超其嗅阈值(10 ng/L)近140倍。本文研究借助人工镜检及功能基因高通量测序技术,首次揭示拟浮丝藻是高温时段贡湖湾2-MIB的主要来源。主成分分析及相关性分析结果表明,水温、月均太阳辐射、总磷和叶绿素a是影响贡湖湾2-MIB逐月变化的关键环境因子。高温时段贡湖湾拟浮丝藻的时空变化主要受水温、日均太阳辐射、风力、硝态氮和溶解性总磷及微囊藻多个环境因子共同影响。 展开更多

关键词 太湖 贡湖湾 2-MIB 时空变化 拟浮丝藻 环境因子

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面向水环境提升的平原城市河网水动力调控方案研究 被引量：1

10

作者 廖轶鹏 黎东洲 +2 位作者 李云 粟一帆 范子武 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第6期14-23,共10页

为了更好地解决城市河网水环境问题,系统分析水动力调控作用对河网水环境提升的效果。以苏州平原古城区河网水质提升为目标,基于古城区水质现状的原型观测,采用一维水动力-水质耦合模型研究了3种引水条件、4种调控方式下的古城河网水质... 为了更好地解决城市河网水环境问题,系统分析水动力调控作用对河网水环境提升的效果。以苏州平原古城区河网水质提升为目标,基于古城区水质现状的原型观测,采用一维水动力-水质耦合模型研究了3种引水条件、4种调控方式下的古城河网水质改善效果。结果表明,现状条件下苏州古城河网的主干河段溶解氧(DO)、氨氮(NH_(3)-N)、化学需氧量(COD)质量浓度仍处于Ⅳ类水标准;随着水动力调控时间的增加,河网中河道水质改善幅度逐渐提高并趋于稳定;在所设计的两种水动力调控方案下,河网内大部分河道的水质可满足要求,达标率可达90%。研究结果可为苏州古城区等类似平原城市河网水质提升提供技术参考。 展开更多

关键词 平原河网 水动力 水环境提升 调控方案

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自由液面条件下河岸水轮机尾迹特征

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作者 高瑾瑾 杨帆 +3 位作者 郑源 李云 阚阚 范子武 《中南大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2024年第12期4687-4697,共11页

为实现考虑自由液面的水轮机叶片周围流场的精细化数值模拟,提出基于耦合水平集流体体积法和浸入边界法的CFD求解方法,并通过Fortran自编程实现。在该方法中,采用耦合水平集流体体积法精确求解不断变化的自由液面,采用浸入边界法求解复... 为实现考虑自由液面的水轮机叶片周围流场的精细化数值模拟,提出基于耦合水平集流体体积法和浸入边界法的CFD求解方法,并通过Fortran自编程实现。在该方法中,采用耦合水平集流体体积法精确求解不断变化的自由液面,采用浸入边界法求解复杂形体动边界。将所提出的CFD方法应用于自主研发的河岸水轮机装置,对其与自由液面的相互作用过程进行大涡模拟,并通过改变安装高度,得到在不同工况下考虑自由液面的水轮机尾流演变规律。研究结果表明:当水轮机安装位置更靠近自由液面时,其尾流沿纵向的分布向自由液面偏斜,且尾流恢复更快,自由液面的波动更剧烈。 展开更多

关键词 河岸水轮机 尾迹特征 自由液面 浸入边界法 耦合水平集流体体积法

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快速综合学习粒子群优化算法 被引量：3

12

作者 杨帆 乌景秀 +2 位作者 范子武 李子祥 朱沈涛 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2025年第2期30-44,共15页

【目的】粒子群优化算法在反问题求解、函数优化、数据挖掘、机器学习等研究领域广泛应用,但在求解复杂多峰问题时仍存在过早收敛的问题。为了提升粒子群算法在处理复杂多峰问题求解速度和精度,提出了快速综合学习粒子群优化算法(Fast C... 【目的】粒子群优化算法在反问题求解、函数优化、数据挖掘、机器学习等研究领域广泛应用,但在求解复杂多峰问题时仍存在过早收敛的问题。为了提升粒子群算法在处理复杂多峰问题求解速度和精度,提出了快速综合学习粒子群优化算法(Fast Comprehensive Learning Particle Swarm Optimization,FCLPSO)。【方法】FCLPSO算法引入粒子学习概率、个体影响概率、群体影响概率三个属性,表征每个粒子个体“与生俱来”的不同学习能力,同时新增强化学习、粒子重生等策略,提升算法收敛速度以及监测并跳出“伪收敛”状态。选用14个标准测试函数以及6种常用粒子群变体算法开展FCLPSO算法性能分析。【结果】结果显示:在收敛性方面,FCLPSO算法平均排名为1.86,排名第一次数为7次、排名第二的次数为2次、排名最后次数为0,最终综合排名第一;在鲁棒性方面,FCLPSO算法成功率排名第一,平均值为94.3%,14个测试函数中最低成功率为73.3%;达到阈值所需适应度评价次数最少,平均值40817,较其他算法评价次数少一半。【结论】结果表明:FCLPSO算法在收敛精度、收敛速度和鲁棒性方面排名综合第一,对复杂多峰问题求解更具优势,可为工程应用中复杂优化问题求解提供重要手段。 展开更多

关键词 粒子群优化算法 强化学习 粒子属性 粒子重生 过早收敛 影响因素 人工智能 全局搜索

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基于“四预”的永定河洪水预报调度系统研究与应用 被引量：16

13

作者 李琛亮 刘国庆 +3 位作者 杨光 黎东洲 范子武 马强 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期45-53,共9页

近年来,我国洪水频发,对人民群众的生命财产安全造成了严重的威胁。为能够提前研判洪水态势,减轻洪灾损失,依照水旱灾害防御的业务特点,遵循预报、预警、预演、预案的理念,提出了以“数字汇聚-数据底板-孪生平台-四预体系”为主线的洪... 近年来,我国洪水频发,对人民群众的生命财产安全造成了严重的威胁。为能够提前研判洪水态势,减轻洪灾损失,依照水旱灾害防御的业务特点,遵循预报、预警、预演、预案的理念,提出了以“数字汇聚-数据底板-孪生平台-四预体系”为主线的洪水预报调度系统总体架构,梳理了系统的业务功能与需求。结合永定河流域特点,采用流域洪水预报调度、模型与系统实时交互和二三维地理信息渲染展示等关键技术,构建了基于“四预”体系的永定河洪水预报调度系统,支撑永定河洪水调度预演,为洪水预报调度“四预”体系的建设提供借鉴与参考。 展开更多

关键词 永定河 “四预”体系 预报调度 预演 数字孪生

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联合示踪探测方法在石梁河水库大坝渗漏中的应用 被引量：9

14

作者 刘国庆 洪云飞 +3 位作者 王蔚 赵洪波 乌景秀 范子武 《水利水电科技进展》 CSCD 北大核心 2023年第6期74-81,共8页

针对石梁河水库北泄洪闸异常渗漏问题,基于长系列现场同步原型观测试验,绘制了北泄洪闸二级消力池周边温度场,开展了Ca^(2+)、Cl^(-)等水化学元素质量浓度相似性和相异性特征分析,基于冒水水源多示踪离子质量浓度穿透特征曲线,查明了北... 针对石梁河水库北泄洪闸异常渗漏问题,基于长系列现场同步原型观测试验,绘制了北泄洪闸二级消力池周边温度场,开展了Ca^(2+)、Cl^(-)等水化学元素质量浓度相似性和相异性特征分析,基于冒水水源多示踪离子质量浓度穿透特征曲线,查明了北泄洪闸二级消力池冒水的主要来源和渗漏路径,并提出了修建地下连续截渗墙、采用高压旋喷桩截渗、修复二级消力池底部反滤层等可行的除险加固措施,使得除险加固工程能精准施工,成功堵住了渗漏通道,并取得巨大的经济效益。石梁河水库大坝渗漏探测结果表明,温度场示踪、天然水化学示踪和ICP化学示踪联合的示踪探测方法可精准溯源渗漏水源,可在大坝渗漏探测中推广应用。 展开更多

关键词 大坝渗漏 温度场示踪 天然水化学示踪 ICP化学示踪 石梁河水库

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BP神经网络在浅水湖泊风浪波高预测中的应用 被引量：3

15

作者 高昂 吴时强 +4 位作者 吴修锋 戴江玉 王芳芳 张维乐 徐佳怡 《水电能源科学》 北大核心 2022年第8期41-44,168,共5页

风浪是影响浅水湖泊水环境与水生态的重要动力因子,波高是量化风浪强度的重要指标,准确预测风浪波高对浅水湖泊治理具有重要意义。基于太湖实测数据,建立了考虑风速、吹程、水深、风历时等因素影响的波高BP神经网络模型,分析了不同因素... 风浪是影响浅水湖泊水环境与水生态的重要动力因子,波高是量化风浪强度的重要指标,准确预测风浪波高对浅水湖泊治理具有重要意义。基于太湖实测数据,建立了考虑风速、吹程、水深、风历时等因素影响的波高BP神经网络模型,分析了不同因素对模型预测能力的影响。结果表明,SMB方法在预测浅水湖泊风浪波高时适配性受限,吹程和风速较小时会高估风浪实际波高。BP神经网络模型在考虑风速、吹程与水深影响后,预测与实测波高相关系数可达0.86,当进一步考虑风历时影响后,相关系数最高为0.90。吹程与波高的相关性大于水深与波高的相关性,风浪对气流的最佳迟滞时间为20~30 min。研究论证了BP神经网络在浅水湖泊风浪波高预测方面的适用性。 展开更多

关键词 浅水湖泊 风浪 神经网络 波高预测 迟滞效应

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夏季典型风场下引江济太工程对贡湖湾水动力特征的影响 被引量：2

16

作者 王文康 徐世凯 +2 位作者 赵金箫 丁文浩 王勇 《水电能源科学》 北大核心 2023年第3期23-26,90,共5页

为探究引江济太工程对贡湖湾水动力特征的影响规律,以贡湖湾为例,基于太湖风生流物理模型分析了夏季典型风场下不同风速和望虞河引水流量作用时对贡湖湾的水动力特征影响范围和湾内垂向流速、平面环流分布的影响规律。结果表明,望虞河... 为探究引江济太工程对贡湖湾水动力特征的影响规律,以贡湖湾为例,基于太湖风生流物理模型分析了夏季典型风场下不同风速和望虞河引水流量作用时对贡湖湾的水动力特征影响范围和湾内垂向流速、平面环流分布的影响规律。结果表明,望虞河引水流量的变化对贡湖湾水动力特征的影响范围主要在近区和中区,对大太湖影响较小;引江济太工程的实施能显著改变近区和中区内望虞河出口轴线上的垂向流速分布特征,但对交界断面处垂向流速分布特征无影响;贡湖湾内平面环流特征受风速和引水流量的共同影响,风速和引水流量的变化对平面环流的面积、位置和形状影响显著。研究结果可为评价引江济太工程对贡湖湾水环境的影响提供水动力方面的理论支撑。 展开更多

关键词 引江济太工程 贡湖湾 风生流 水动力 物理模型

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有限水域近水面气流演化特征试验研究

17

作者 高昂 吴修锋 +3 位作者 吴时强 戴江玉 王芳芳 吴晨晖 《湖泊科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期994-1005,共12页

气流作为湖泊、湿地等有限水域的主要驱动力之一,其演化特征是研究水—气间能量与物质传递的基础,决定了水域水环境与水生态格局,具有重要研究意义.采用室内风洞水槽,通过设置不同试验风速,研究近水面气流与风速和吹程的响应关系与演化... 气流作为湖泊、湿地等有限水域的主要驱动力之一,其演化特征是研究水—气间能量与物质传递的基础,决定了水域水环境与水生态格局,具有重要研究意义.采用室内风洞水槽,通过设置不同试验风速,研究近水面气流与风速和吹程的响应关系与演化特征,并将光滑壁面条件下的气流特征作为试验对照组,分析时间域内风速垂向分布形式、摩阻风速、特征粗糙度等变化规律,剖析频率域内风速的主频变化与波致气流边界层厚度等参数的分布特征.结果表明:近水面时均风速符合对数分布,摩阻风速与特征粗糙度均与风速呈正相关,且同等风速与吹程条件下两者均大于光滑壁面条件,波致气流边界层厚度与风速和吹程均呈正相关.分析了采用风速作为气流动力参数存在不妥的原因,认为采用摩阻风速或切应力作为气流动力参数更具合理性,基于前人研究数据的统计分析,给出了特征粗糙度与风速、吹程和水深的回归关系式.探讨了气流—风浪“同频率”的互馈模式,发现波致气流边界层厚度不只与波长有关,还受波高、波周期和水深等多因素影响,建立了考虑风浪非线性特征的波致气流边界层厚度关系式. 展开更多

关键词 有限水域 演化特征 特征粗糙度 气流边界层 互馈模式

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太湖典型风场变化过程中流场的响应特征研究

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作者 丁文浩 张建华 +6 位作者 殷鹏 赵金箫 阮仕平 王勇 徐世凯 王晓刚 李云 《水文》 CSCD 北大核心 2023年第6期103-110,共8页

风场是太湖湖流的主要驱动力,其变化直接影响着湖流结构。为了研究太湖风流作用机制,使用2台多普勒剖面仪流速仪(ADCP),30个GPS示踪粒子和3座气象站,开展了太湖风流的野外观测研究。研究结果表明,风场转变短时间内改变了湖流的结构,水... 风场是太湖湖流的主要驱动力,其变化直接影响着湖流结构。为了研究太湖风流作用机制,使用2台多普勒剖面仪流速仪(ADCP),30个GPS示踪粒子和3座气象站,开展了太湖风流的野外观测研究。研究结果表明,风场转变短时间内改变了湖流的结构,水面以下湖流对风场响应有一定的迟滞效应,而表层湖流对风场的反应极其敏感;风场的改变,在不同湖区对流场的影响并不完全一致,空间异质性显著,湖泊岸线等对湖流流向影响显著。探究了太湖流场对风场的响应特征,对于深刻理解湖流的环境效应,如蓝藻的迁移聚集等具有重要意义。 展开更多

关键词 太湖 风场 三维流场 表层流场 ADCP GPS示踪

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滆湖及长荡湖区域磷污染源数值解析与评估

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作者 洪昕 柳杨 +6 位作者 黄锴 刘颢 马景天 吴几 曹颖 王怡悦 范子武 《水电能源科学》 北大核心 2024年第1期40-44,共5页

针对太湖流域典型区域滆湖、长荡湖区域总磷污染问题,采用流域—区域尺度嵌套的数学模型模拟方法,开展面源磷污染负荷时空分布特性数值模拟与评估,分析了区域内工业、生活、林业三种行业类型面源污染特征。结果表明,滆湖、长荡湖区域工... 针对太湖流域典型区域滆湖、长荡湖区域总磷污染问题,采用流域—区域尺度嵌套的数学模型模拟方法,开展面源磷污染负荷时空分布特性数值模拟与评估,分析了区域内工业、生活、林业三种行业类型面源污染特征。结果表明,滆湖、长荡湖区域工业、生活、林业面源磷污染负荷总量为100.32 t/a;从空间分布特征来看,两湖区域面源磷污染高风险区为武进区的武南小流域、宋剑湖小流域、横林小流域和金坛区的华兴小流域、城区小流域;从行业分布特征来看,滆湖、长荡湖区域工业面源磷污染占比最高,生活面源次之,林业面源占比最低,三种类型面源磷排放对区域总磷污染的贡献比为75∶22∶3,工业、生活及林业面源磷污染排放均表现出第三季度明显高于其他季度的特征。 展开更多

关键词 污染溯源 磷污染 数值模拟 滆湖 长荡湖

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