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淮河流域水质-水量-水生态联合调度
作者：夏军 等 著
出版社：科学出版社
出版时间：2022-06-01
ISBN：9787030722355
定价：¥268.00
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内容简介
《淮河流域水质-水量-水生态联合调度》以淮河*大的支流沙颍河为研究示范区，系统介绍了淮河流域水质-水量-水生态联合调度的基本理论、模型方法与应用研究成果，主要包括四方面内容：①淮河-沙颍河流域生态水文与生态需水量；②淮河-沙颍河流域多闸坝河流水文-水动力-水质耦合模型；③淮河-沙颍河流域闸坝群调控能力评价指标体系和评估方法；④淮河-沙颍河流域闸坝群水质-水量-水生态联合调度模型与闸坝群水质-水量-水生态联合调度系统。《淮河流域水质-水量-水生态联合调度》提出的闸坝群水质-水量-水生态联合调度理论与方法，以及提高河流生态用水保证率的对策，对解决国内外其他流域的生态环境保护问题有重要的参考价值。
作者简介
暂缺《淮河流域水质-水量-水生态联合调度》作者简介
目录
目录
第1章 绪论 1
1.1 研究现状及发展趋势 3
1.1.1 河流生态流量 3
1.1.2 河流生态流量计算方法 6
1.1.3 流域水质-水量-水生态耦合模拟 9
1.1.4 闸坝调度 11
1.1.5 水环境监测预报预警与应急响应 13
1.1.6 流域水质-水量-水生态联合调度 14
1.2 研究目标与研究内容 16
1.2.1 研究目标 16
1.2.2 研究内容 17
1.3 研究总体思路 22
第2章 淮河流域概况 24
2.1 淮河流域简介 24
2.1.1 自然地理概况 24
2.1.2 社会经济概况 25
2.2 淮河流域水资源概况 26
2.3 淮河流域水污染概况 27
2.4 淮河流域水生态概况 29
第3章 淮河流域典型水域水生态调查及指示生物识别 30
3.1 淮河流域水生态现状调查 30
3.1.1 样点概况 30
3.1.2 采样方法 31
3.2 数据分析方法 33
3.3 淮河流域水生态调查结果与分析 35
3.3.1 水质理化的时空分布特征 35
3.3.2 水生态调查结果 35
3.4 本章小结 44
第4章 淮河流域水生态系统对闸坝群调度的响应 46
4.1 水生态系统健康评价方法 46
4.1.1 水质评价方法 46
4.1.2 生物健康评价 48
4.2 淮河流域典型水体水质评价结果 49
4.2.1 淮河流域典型水体单因子水质污染评价 49
4.2.2 淮河流域典型水体水质综合污染指数评价 50
4.3 淮河流域典型水体生物健康评价结果 50
4.3.1 单一生物指数评价 50
4.3.2 底栖动物生物完整性指数评价 51
4.4 生物指数与环境因子的关系 53
4.5 水质综合污染指数和生物指数的相关性 55
4.6 本章小结 57
第5章 多闸坝平原河流生态流量过程推求及调控阈值确定 58
5.1 多闸坝平原河流生态流量过程推求方法 58
5.1.1 多闸坝平原河流生态流量过程推求步骤 58
5.1.2 鱼类不同生命阶段生态流量确定 59
5.2 淮河流域典型水体目标鱼类筛选 61
5.3 目标鱼类对关键生境因子响应曲线 63
5.3.1 目标鱼类的生物学特性 63
5.3.2 目标鱼类不同生命阶段的响应曲线 63
5.4 淮河流域面向鱼类生境的栖息地模型 65
5.4.1 淮河流域典型水体水环境模型 65
5.4.2 淮河流域典型水体栖息地模型 65
5.4.3 目标鱼类栖息地空间特性分析 67
5.5 淮河流域典型水体生态流量过程确定 77
5.5.1 淮河流域典型水体生态流量过程计算 77
5.5.2 淮河流域典型水体生态流量过程比较与分析 80
5.6 本章小结 84
第6章 水质-水量-水生态耦合模拟技术 86
6.1 实地调查与室内外实验 86
6.1.1 现场实验 86
6.1.2 淮河水工实体模型污染物扩散试验 95
6.2 资料收集与整理 103
6.3 水文-水动力-水质-水生态模型的构建 107
6.4 流域分布式时变增益模型（DTVGM）的构建 108
6.4.1 分布式时变增益模型原理 108
6.4.2 研究区域数字化 114
6.4.3 分布式时变增益模型构建 116
6.5 临洪预警模块的研发 118
6.6 中长期水资源规划模型的构建 119
6.6.1 研究区典型断面以上流域面雨量频率分析 121
6.6.2 中长期水资源规划模型耦合生态流量边界 124
6.7 河网一维水动力-水质模型的构建 126
6.7.1 模型框架 126
6.7.2 水动力子模型 126
6.7.3 堰闸泵调度子模型 132
6.7.4 行蓄洪区子模型 133
6.7.5 水质子模型 134
6.7.6 模型的率定和验证 136
6.7.7 典型年（2003年）防污调度模拟 152
6.7.8 典型年（2013年）防污调度模拟 160
6.7.9 采样试验方案设计和模拟结果 164
6.8 二维水动力-水质模型构建 165
6.8.1 Godunov型有限体积框架下的二维水动力-水质模型 165
6.8.2 模型边界的处理及模型耦合 171
6.8.3 模型的模拟与验证 172
6.9 本章小结 176
第7章 生态需水保障关键指标及闸坝调控能力研究 178
7.1 闸坝功能与水资源时空分布 178
7.1.1 研究区闸坝工程情况 178
7.1.2 闸坝可调控水资源时空分布 192
7.2 基于闸坝调度的生态需水调控目标研究 199
7.2.1 水生态调控区段划分 199
7.2.2 水生态需水保障关键指标与生态用水调控目标 205
7.3 闸坝水质-水量-水生态多目标调控能力识别研究 209
7.3.1 闸坝调控能力评价指标体系 209
7.3.2 指标权重的确定 212
7.3.3 闸坝调控能力评价方法 213
7.4 闸坝水质-水量-水生态多目标调控能力评估 220
7.4.1 重点闸坝选取 220
7.4.2 评估河段 220
7.4.3 闸坝调控能力评估 221
第8章 淮河流域水质-水量-水生态多维调控研究 227
8.1 淮河流域水质-水量-水生态联合调度 227
8.1.1 模型与分区概化 227
8.1.2 模型构建 230
8.2 基于DTVGM的中长期预报预警生态调度研究 243
8.2.1 基于DTVGM的来水预报 243
8.2.2 需水预测 244
8.2.3 基于DTVGM的生态用水预警与模拟调度 245
8.2.4 沙颍河流域生态用水预警与常规调度 247
8.3 沙颍河流域闸坝群联合调度 258
8.3.1 联合调度概述 258
8.3.2 调度区域基本情况 261
8.3.3 典型调度年选择 261
8.3.4 水量平衡计算 265
8.3.5 界首断面生态用水短期联合调度 265
第9章 淮河流域水质-水量-水生态联合调度系统 269
9.1 系统总体方案 269
9.1.1 总体方案架构 269
9.1.2 系统功能 269
9.1.3 系统运行环境 270
9.1.4 工作体制和管理模式 270
9.2 监测信息 271
9.2.1 水雨情测站基本信息 271
9.2.2 水质监测站点基本信息 273
9.2.3 水生态监测断面基本信息 274
9.3 系统功能 277
9.3.1 实时综合信息处理子系统 277
9.3.2 水文预报子系统 278
9.3.3 水质模拟子系统 279
9.3.4 水质-水量-水生态联合调度子系统 281
9.3.5 调度运行仿真与会商子系统 282
9.3.6 系统集成 284
9.4 数据库结构 284
9.4.1 系统数据分类 284
9.4.2 数据库设计 284
9.4.3 设计原则 288
9.4.4 数据库备份与恢复 289
9.4.5 数据库建设 289
9.5 系统展示 290
9.5.1 基本信息 291
9.5.2 实时监控 291
9.5.3 预测预警 292
9.5.4 联合调度 295
9.5.5 系统管理 297
参考文献 299
后记 304
第1章 绪论 1
1.1 研究现状及发展趋势 3
1.1.1 河流生态流量 3
1.1.2 河流生态流量计算方法 6
1.1.3 流域水质-水量-水生态耦合模拟 9
1.1.4 闸坝调度 11
1.1.5 水环境监测预报预警与应急响应 13
1.1.6 流域水质-水量-水生态联合调度 14
1.2 研究目标与研究内容 16
1.2.1 研究目标 16
1.2.2 研究内容 17
1.3 研究总体思路 22
第2章 淮河流域概况 24
2.1 淮河流域简介 24
2.1.1 自然地理概况 24
2.1.2 社会经济概况 25
2.2 淮河流域水资源概况 26
2.3 淮河流域水污染概况 27
2.4 淮河流域水生态概况 29
第3章 淮河流域典型水域水生态调查及指示生物识别 30
3.1 淮河流域水生态现状调查 30
3.1.1 样点概况 30
3.1.2 采样方法 31
3.2 数据分析方法 33
3.3 淮河流域水生态调查结果与分析 35
3.3.1 水质理化的时空分布特征 35
3.3.2 水生态调查结果 35
3.4 本章小结 44
第4章 淮河流域水生态系统对闸坝群调度的响应 46
4.1 水生态系统健康评价方法 46
4.1.1 水质评价方法 46
4.1.2 生物健康评价 48
4.2 淮河流域典型水体水质评价结果 49
4.2.1 淮河流域典型水体单因子水质污染评价 49
4.2.2 淮河流域典型水体水质综合污染指数评价 50
4.3 淮河流域典型水体生物健康评价结果 50
4.3.1 单一生物指数评价 50
4.3.2 底栖动物生物完整性指数评价 51
4.4 生物指数与环境因子的关系 53
4.5 水质综合污染指数和生物指数的相关性 55
4.6 本章小结 57
第5章 多闸坝平原河流生态流量过程推求及调控阈值确定 58
5.1 多闸坝平原河流生态流量过程推求方法 58
5.1.1 多闸坝平原河流生态流量过程推求步骤 58
5.1.2 鱼类不同生命阶段生态流量确定 59
5.2 淮河流域典型水体目标鱼类筛选 61
5.3 目标鱼类对关键生境因子响应曲线 63
5.3.1 目标鱼类的生物学特性 63
5.3.2 目标鱼类不同生命阶段的响应曲线 63
5.4 淮河流域面向鱼类生境的栖息地模型 65
5.4.1 淮河流域典型水体水环境模型 65
5.4.2 淮河流域典型水体栖息地模型 65
5.4.3 目标鱼类栖息地空间特性分析 67
5.5 淮河流域典型水体生态流量过程确定 77
5.5.1 淮河流域典型水体生态流量过程计算 77
5.5.2 淮河流域典型水体生态流量过程比较与分析 80
5.6 本章小结 84
第6章 水质-水量-水生态耦合模拟技术 86
6.1 实地调查与室内外实验 86
6.1.1 现场实验 86
6.1.2 淮河水工实体模型污染物扩散试验 95
6.2 资料收集与整理 103
6.3 水文-水动力-水质-水生态模型的构建 107
6.4 流域分布式时变增益模型（DTVGM）的构建 108
6.4.1 分布式时变增益模型原理 108
6.4.2 研究区域数字化 114
6.4.3 分布式时变增益模型构建 116
6.5 临洪预警模块的研发 118
6.6 中长期水资源规划模型的构建 119
6.6.1 研究区典型断面以上流域面雨量频率分析 121
6.6.2 中长期水资源规划模型耦合生态流量边界 124
6.7 河网一维水动力-水质模型的构建 126
6.7.1 模型框架 126
6.7.2 水动力子模型 126
6.7.3 堰闸泵调度子模型 132
6.7.4 行蓄洪区子模型 133
6.7.5 水质子模型 134
6.7.6 模型的率定和验证 136
6.7.7 典型年（2003年）防污调度模拟 152
6.7.8 典型年（2013年）防污调度模拟 160
6.7.9 采样试验方案设计和模拟结果 164
6.8 二维水动力-水质模型构建 165
6.8.1 Godunov型有限体积框架下的二维水动力-水质模型 165
6.8.2 模型边界的处理及模型耦合 171
6.8.3 模型的模拟与验证 172
6.9 本章小结 176
第7章 生态需水保障关键指标及闸坝调控能力研究 178
7.1 闸坝功能与水资源时空分布 178
7.1.1 研究区闸坝工程情况 178
7.1.2 闸坝可调控水资源时空分布 192
7.2 基于闸坝调度的生态需水调控目标研究 199
7.2.1 水生态调控区段划分 199
7.2.2 水生态需水保障关键指标与生态用水调控目标 205
7.3 闸坝水质-水量-水生态多目标调控能力识别研究 209
7.3.1 闸坝调控能力评价指标体系 209
7.3.2 指标权重的确定 212
7.3.3 闸坝调控能力评价方法 213
7.4 闸坝水质-水量-水生态多目标调控能力评估 220
7.4.1 重点闸坝选取 220
7.4.2 评估河段 220
7.4.3 闸坝调控能力评估 221
第8章 淮河流域水质-水量-水生态多维调控研究 227
8.1 淮河流域水质-水量-水生态联合调度 227
8.1.1 模型与分区概化 227
8.1.2 模型构建 230
8.2 基于DTVGM的中长期预报预警生态调度研究 243
8.2.1 基于DTVGM的来水预报 243
8.2.2 需水预测 244
8.2.3 基于DTVGM的生态用水预警与模拟调度 245
8.2.4 沙颍河流域生态用水预警与常规调度 247
8.3 沙颍河流域闸坝群联合调度 258
8.3.1 联合调度概述 258
8.3.2 调度区域基本情况 261
8.3.3 典型调度年选择 261
8.3.4 水量平衡计算 265
8.3.5 界首断面生态用水短期联合调度 265
第9章 淮河流域水质-水量-水生态联合调度系统 269
9.1 系统总体方案 269
9.1.1 总体方案架构 269
9.1.2 系统功能 269
9.1.3 系统运行环境 270
9.1.4 工作体制和管理模式 270
9.2 监测信息 271
9.2.1 水雨情测站基本信息 271
9.2.2 水质监测站点基本信息 273
9.2.3 水生态监测断面基本信息 274
9.3 系统功能 277
9.3.1 实时综合信息处理子系统 277
9.3.2 水文预报子系统 278
9.3.3 水质模拟子系统 279
9.3.4 水质-水量-水生态联合调度子系统 281
9.3.5 调度运行仿真与会商子系统 282
9.3.6 系统集成 284
9.4 数据库结构 284
9.4.1 系统数据分类 284
9.4.2 数据库设计 284
9.4.3 设计原则 288
9.4.4 数据库备份与恢复 289
9.4.5 数据库建设 289
9.5 系统展示 290
9.5.1 基本信息 291
9.5.2 实时监控 291
9.5.3 预测预警 292
9.5.4 联合调度 295
9.5.5 系统管理 297
参考文献 299
后记 304
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