生態(tài)友好的流域閘壩調(diào)度與灌溉模式研究

前言

　　我國北方地區(qū)存在水資源短缺、污染嚴重、生態(tài)退化、清水資源不足、再生水利用率偏低等問題，在滿足河流生態(tài)需水要求的條件下，開展河流閘壩調(diào)度及生態(tài)友好的清污輪灌模式研究具有重大的現(xiàn)實意義。本書針對北運河流域，開展河流閘壩生態(tài)調(diào)度與生態(tài)友好的清污輪灌模式研究，有助于保護流域水環(huán)境質(zhì)量、維護河流生態(tài)健康、高效利用各類水資源，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用和經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的目標。本書主要研究內(nèi)容與成果如下：　?。?）研究河流閘壩生態(tài)調(diào)度理論，建立北運河閘壩生態(tài)調(diào)度模型。提出了河流生態(tài)調(diào)度概念，針對北運河現(xiàn)狀調(diào)度方案及存在問題，進行閘壩生態(tài)調(diào)度的理論研究。建立了河流水動力學模型和水質(zhì)模型，通過耦合這兩個模型構(gòu)建了北運河閘壩生態(tài)調(diào)度模型?！　。?）制定北運河閘壩生態(tài)調(diào)度方案，研究北運河閘壩生態(tài)調(diào)度模式。在闡述北運河閘壩生態(tài)調(diào)度的意義與可行性的基礎上，制定出分時期（豐水期、平水期、枯水期）的閘壩生態(tài)調(diào)度準則與控泄方案。利用建立的北運河閘壩生態(tài)調(diào)度模型模擬北運河現(xiàn)狀年、豐水年、平水年、枯水年和特枯水年的常規(guī)和生態(tài)調(diào)度工況，分析其水動力學特性和水質(zhì)特性，進而得出閘壩生態(tài)調(diào)度對流域水生態(tài)環(huán)境的改善起到積極作用的結(jié)論?！　　?/pre>


內(nèi)容概要
《生態(tài)友好的流域閘壩調(diào)度與灌溉模式研究》針對我國北方地區(qū)水資源短缺、污染嚴重、生態(tài)退化等問題，以北運河流域為例，在滿足河流生態(tài)需水要求的條件下，開展河流閘壩調(diào)度及生態(tài)友好的清污輪灌模式研究?！渡鷳B(tài)友好的流域閘壩調(diào)度與灌溉模式研究》提出河流生態(tài)調(diào)度概念，進行了流域生態(tài)調(diào)度的理論研究，制定出分時期的閘壩生態(tài)調(diào)度準則與控泄方案，通過耦合水動力學、水質(zhì)模型構(gòu)建了北運河閘壩生態(tài)調(diào)度模型，模擬北運河不同頻率年的常規(guī)和生態(tài)調(diào)度工況，分析其水動力學特性和水質(zhì)特性。針對通用SWAT（soil and water assessment tool）模型存在的不足進行了修改與完善，并在此基礎上構(gòu)建了研究區(qū)農(nóng)田非點源污染模型。根據(jù)研究區(qū)的灌溉現(xiàn)狀、灌溉制度等制定不同的灌溉情景，利用改進的SWAT模型對所設定情景進行模擬計算，研究農(nóng)田氮磷流失特征，得到北運河生態(tài)友好的清污輪灌模式。針對流域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中普遍存在的化肥施用過量并已造成農(nóng)田非點源污染的現(xiàn)狀，制定出當?shù)乜刂妻r(nóng)田非點源污染的適應性對策。建立河流閘壩調(diào)度和清污輪灌模式的綜合評價指標體系和模糊綜合評價模型，對北運河閘壩生態(tài)調(diào)度和生態(tài)友好型清污輪灌模式的綜合效益進行了評價。
《生態(tài)友好的流域閘壩調(diào)度與灌溉模式研究》可供農(nóng)業(yè)水土工程、水文水資源、生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境等方面研究的科技人員和高校師生參考。


作者簡介
無


書籍目錄
前言第1章 緒論1.1 研究背景與意義1.2 國內(nèi)外研究進展1.2.1 水資源配置研究1.2.2 河流生態(tài)調(diào)度研究1.2.3 污水灌溉研究1.2.4 農(nóng)業(yè)非點源污染研究1.3 研究方案第2章 流域生態(tài)調(diào)度2.1 傳統(tǒng)閘壩調(diào)度的弊端2.2 閘壩生態(tài)調(diào)度的目標2.2.1 生態(tài)調(diào)度的要求2.2.2 生態(tài)調(diào)度的內(nèi)容2.3 河流閘壩生態(tài)調(diào)度準則2.3.1 生態(tài)調(diào)度的基本準則2.3.2 生態(tài)調(diào)度原則2.3.3 不同時期調(diào)度的影響和要求第3章 河流閘壩生態(tài)調(diào)度模型與農(nóng)田非點源污染模型3.1 河流閘壩生態(tài)調(diào)度模型3.1.1 河流水動力學模型3.1.2 河流水質(zhì)模型3.1.3 河流閘壩生態(tài)調(diào)度模型3.2 農(nóng)田非點源污染模型3.2.1 SWAT模型的發(fā)展概況3.2.2 SWAT模型的結(jié)構(gòu)和原理第4章 研究區(qū)概況4.1 自然地理概況4.2 水系結(jié)構(gòu)4.3 水文氣象特征4.4 社會經(jīng)濟概況4.5 污染源特征分析第5章 北運河閘壩生態(tài)調(diào)度研究及其應用5.1 閘壩生態(tài)調(diào)度的理論研究5.1.1 北運河閘壩生態(tài)調(diào)度的意義與可行性5.1.2 北運河閘壩生態(tài)調(diào)度目標5.1.3 北運河閘壩生態(tài)調(diào)度準則5.1.4 北運河閘壩生態(tài)調(diào)度控泄方案5.2 北運河閘壩生態(tài)調(diào)度模型5.2.1 基本方程5.2.2 方程離散與求解5.2.3 初始條件和邊界條件處理5.2.4 內(nèi)邊界條件處理5.3 北運河閘壩生態(tài)調(diào)度模型的應用5.3.1 平水年各處閘壩的流量變化過程5.3.2 平水年各處閘壩的水位變化過程5.3.3 平水年各處閘壩的流速變化過程5.3.4 平水年各處閘壩的COD變化過程5.3.5 平水年各處閘壩的NH3-N變化過程5.3.6 其他工況各處閘壩的水質(zhì)變化過程第6章 生態(tài)友好的清污輪灌模式研究6.1 資料收集與數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建6.1.1 空間數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建6.1.2 屬性數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建6.2 研究區(qū)SWAT模型的建立6.2.1 子流域的劃分6.2.2 水文響應單元的分配6.2.3 氣象數(shù)據(jù)信息輸入6.2.4 數(shù)據(jù)庫的編輯輸入6.3 SWAT模型運行設置6.4 SWAT模型的不足與改進6.4.1 模型的不足6.4.2 對模型的改進6.5 模型的率定和驗證6.5.1 徑流參數(shù)率定6.5.2 營養(yǎng)物參數(shù)率定6.6 灌溉情景制定6.6.1 灌溉情景制定依據(jù)6.6.2 灌溉情景制定6.7 生態(tài)友好的灌溉模式研究6.7.1 北運河降雨和徑流特征6.7.2 不同灌溉情景下氮流失特征6.7.3 不同灌溉情景下磷流失特征6.7.4 不同灌溉情景下氮磷流失特征6.7.5 生態(tài)友好的灌溉模式選擇6.8 基于河流閘壩生態(tài)調(diào)度的生態(tài)友好型灌溉模式研究第7章 農(nóng)田非點源污染的適應性對策研究7.1 北運河流域農(nóng)田非點源污染現(xiàn)狀7.2 農(nóng)田非點源污染的適應性對策7.2.1 化肥農(nóng)藥施用量調(diào)控措施7.2.2 農(nóng)業(yè)種植耕作措施7.2.3 化肥農(nóng)藥流失量控制措施7.2.4 流失化肥農(nóng)藥凈化措施7.2.5 建立監(jiān)測、檢測和環(huán)境評價體系措施7.2.6 完善相關法律法規(guī)政策第8章 基于生態(tài)友好的北運河閘壩調(diào)度與清污灌溉模式綜合效益評價8.1 基于生態(tài)友好的北運河閘壩調(diào)度與清污灌溉模式綜合效益評價模型8.2 河流閘壩生態(tài)調(diào)度綜合效益評價8.2.1 河流閘壩調(diào)度綜合評價指標體系的構(gòu)建8.2.2 評價指標權(quán)重的確定8.2.3 模糊評價矩陣的確定8.2.4 閘壩調(diào)度的模糊綜合評價模型8.2.5 閘壩生態(tài)調(diào)度的綜合效益評價8.3 生態(tài)友好型灌溉模式綜合效益評價8.3.1 生態(tài)友好型灌溉模式綜合評價指標體系的構(gòu)建8.3.2 評價指標權(quán)重的確定8.3.3 模糊評價矩陣的確定8.3.4 生態(tài)友好型灌溉模式的綜合效益評價第9章 結(jié)論與建議9.1 主要結(jié)論9.2 問題與建議參考文獻


章節(jié)摘錄
　　針對上述問題，本書選擇北運河流域眾多閘壩為研究對象，考慮河流生態(tài)需水要求，建立閘壩群聯(lián)合調(diào)度模型，對閘壩群不同調(diào)度運行方式下的河道水量水質(zhì)進行模擬，探討不同調(diào)度方案下各閘壩的蓄泄情況，并提出閘壩蓄水調(diào)度的優(yōu)化方案，為北運河流域閘壩生態(tài)調(diào)度方式提出建議?！　?）技術與實施效果的可行性分析　　從技術上來講，近年來國內(nèi)在許多河流、水庫通過調(diào)水改善水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，如南四湖生態(tài)補水、引江濟太、扎龍濕地調(diào)水等成功案例，拓展了水資源調(diào)度工作的領域，使合理調(diào)度水量、改善水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的可行性得到社會的肯定。北運河流域雨水情測報系統(tǒng)、水文水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)和信息傳遞系統(tǒng)的逐步改善，計算機技術的迅速發(fā)展，求解優(yōu)化問題的運籌學方法和數(shù)學模型的不斷完善，使信息快速處理、數(shù)據(jù)共享、復雜計算等成為可能，為閘壩生態(tài)調(diào)度提供了強大的基礎和得力的工具，為北運河閘壩生態(tài)調(diào)度的研究和實施提供了技術支撐?！　念A期的實施效果來講，實行北運河閘壩生態(tài)調(diào)度對改善生態(tài)、維護流域健康發(fā)展有積極影響，主要體現(xiàn)在以下兩個方面：　?。?）通過調(diào)控閘壩下泄水量可維持河道基本生態(tài)流量，改善被嚴重污染的水體質(zhì)量。北運河流域河道長期處于城市納污河道的狀態(tài)，水資源短缺，生態(tài)脆弱，水利工程的不合理運用加劇了流域內(nèi)局部地區(qū)的生態(tài)惡化。通過合理利用調(diào)水措施，維持河流最小生態(tài)需水量，可起到維護河流基本生態(tài)健康的作用。近年來，隨著對河流生態(tài)需水問題認識的不斷深入，最小下泄流量等生態(tài)因素已成為水利工程設計和建設時需考慮的基本要求，這也為通過閘壩水量調(diào)度維護河道生態(tài)健康提供了可能。當河流部分河段的水質(zhì)不能滿足功能要求時，可通過閘壩調(diào)水增加該河段的水量，提高該河段的水環(huán)境容量，增強水體的自凈能力，有效改善水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境?！　　?/pre>




編輯推薦
徐建新、陸建紅、張仙娥編著的《生態(tài)友好的流域閘壩調(diào)度與灌溉模式研究》共9章。第1章綜述了水資源配置、河流生態(tài)調(diào)度、污水灌溉和農(nóng)田非點源污染的研究進展與發(fā)展趨勢；第2～8章分別介紹了流域生態(tài)調(diào)度的理論、河流閘壩生態(tài)調(diào)度模型與農(nóng)田非點源污染模型、研究區(qū)概況、北運河閘壩生態(tài)調(diào)度研究及其應用、生態(tài)友好的清污輪灌模式研究、農(nóng)田非點源污染的適應性對策研究、基于生態(tài)友好的北運河閘壩調(diào)度與清污灌溉模式綜合效益評價；第9章對全書作了總結(jié)，并對有待進一步研究的問題作了展望。





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