基于城市水安全的河湖网络水位调控和水力优化调度方法与应用

第1章绪论 1 1.1研究背景和意义 1 1.2国内外研究进展 2 1.2.1湖泊防洪排涝水位研究进展 2 1.2.2湖泊生态水位研究进展 4 1.2.3湖泊水质调控水位研究进展 5 1.2.4湖泊综合调控水位研究进展 6 1.3研究区域概况 6 1.3.1水系概况 6 1.3.2水文气象 8 1.3.3湖泊功能定位和存在问题 8 第2章湖泊水量-水质-水生态时空演变特征 10 2.1研究方法 10 2.1.1趋势分析方法 10 2.1.2土地利用类型提取方法 11 2.1.3湖泊水生植被覆盖度提取方法 12 2.2流域土地利用类型变化 14 2.2.1数据来源 14 2.2.2土地利用类型提取 14 2.3湖泊水质时空特征 17 2.3.1水质类别分析 17 2.3.2水质变化趋势分析 19 2.3.3水质空间变化分析 20 2.4湖泊水生植被演变特征 21 2.4.1数据来源 21 2.4.2湖泊水生植被提取及精度评价 22 2.4.3湖泊水生植被时空演变规律 25 2.5本章小结 31 第3章城市洪涝模型及湖泊分期调度水位研究 32 3.1研究方法 32 3.1.1基本原理 32 3.1.2湖泊汛期分期划分 33 3.1.3城市洪涝模型 33 3.2研究区域降雨特性 35 3.2.1降雨总体特性 35 3.2.2暴雨和特别降雨特性 37 3.3基于Mike Urban 的城市洪涝模型 39 3.3.1模型基础数据 39 3.3.2汇水区概化 40 3.3.3模型参数率定与验证 41 3.4区域水文效应分析 44 3.4.1暴雨情景设置 44 3.4.2地表径流分析 45 3.4.3管网排水能力分析 47 3.5湖泊分期调度水位研究 50 3.5.1汛期分期的划分 50 3.5.2分期设计暴雨的确定 56 3.5.3入湖洪水模拟 62 3.5.4不同方案湖泊水位推求 67 3.5.5方案比较及湖泊调度水位确定 71 3.6本章小结 73 第4章湖泊水质调控水位 75 4.1研究方法 75 4.1.1基本原理 75 4.1.2水环境容量控制法 75 4.1.3水域纳污能力控制法 78 4.1.4非稳态水质指标控制法 80 4.2入湖污染负荷 81 4.2.1点源污染 81 4.2.2非点源污染 82 4.2.3内源污染 86 4.2.4大气沉降 87 4.2.5入湖污染负荷总量 87 4.3动态水环境容量 89 4.3.1水功能区划分和保护目标的制定 89 4.3.2汤逊湖水系水量平衡 90 4.3.3二维水动力-水质模型构建 96 4.3.4湖泊动态水环境容量计算 98 4.4基于水环境容量的水质调控水位研究 100 4.4.1入湖污染负荷削减量 100 4.4.2汤逊湖湖泊群水质调控水位结果 103 4.5本章小结 106 第5章基于生境需求的湖泊适宜生态水位 107 5.1研究方法 107 5.2湖泊生态保护目标 110 5.3目标物种生态-水文响应 111 5.3.1水鸟生境生态-水文响应 111 5.3.2水生植物生态-水文响应 116 5.4汤逊湖适宜生态水位研究 121 5.4.1基于水鸟生境的适宜生态水位 121 5.4.2基于水生植物的适宜生态水位 122 5.4.3汤逊湖适宜生态水位过程 123 5.5本章小结 124 第6章湖泊水系优化调度研究 126 6.1研究方法 126 6.1.1湖泊综合控制水位的概念 126 ……