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复杂水流数值模拟与河湖污染风险预警技术研发及应用
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  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    X52
  • 关键词:
  • 成果简介:
    (1)所属科学技术领域: 针对水利工程开发、建设中所面临的复杂水流及河湖污染问题,项目通过理论与试验手段,阐明有植被水流及水位快速变化情况下的水流分层及非恒定流雷诺应力问题,揭示有植被水流复杂流场及泥沙悬浮、沉降规律,建立污染物胁迫下的指示生物剂量-效应关系,以峡江水利枢纽等为研究现场,充分应用上述理论研究成果,开展复杂水域水流数值模拟及河湖污染物风险预警技术应用,为工程建设以及鄱阳湖生态环境保护提供支撑。 上述研究属于水利、生态、环境交叉科学技术领域。 (2)主要内容和特点: 由于恒定均匀水流线性分布式只适合水深较浅的河道,同时没有考虑植被特性,该项目以湿地中植被-动床为研究对象,分析植被环境中水流、冲刷、泥沙输运过程,比较密度稀疏的植被流态;提出水位快速变化下的流速分布公式,并将研究结果应用于长江及太湖的水力计算,成果有利于建立更理想的湿地水流、水质、泥沙、生态耦合模型。 现有水利工程原型观测试验周期长、费用高,该项目结合峡江水利枢纽建设和鄱阳湖康山蓄滞洪区运用,开展复杂水域水流数值模拟工作,为水利工程的建设、特别是大江截流方案的组织提供了科学依据;对蓄滞洪区洪水演进进行了完整的模拟计算,利用洪水风险图来分析、预测和评估洪水带来的损失。 针对水利工程建设和运行所带来的河湖污染问题,该项目根据生物采样和实验分析结果,选择合适该地区的监测指示生物,建立了胁迫物与指示生物效应之间的关系;构建了基于"笼养"技术的主动生物监测技术,结合被动生物监测,较好应用了指示生物污染水域早期预警技术。突破了传统化学与生物监测技术的时效性瓶颈。 (3)促进科技进步作用及应用推广: 研究成果"鄱阳湖生态经济区水能资源开发利用对策研究"发《决策咨询专报》(2014年第5期,总第48期),江西省时任省长鹿心社亲自批阅并转江西省水利厅、省能源局等相关部门推广。成果"水利工程开发调度数学模型关键技术研究及应用"获江西省赣鄱水利科技奖;有机重金属复合污染下的主动生物监测研究,是2013年入选江西省第七批青年科学家培养、南昌工程学院"瑶湖杰青"人才培养对象支撑业绩材料。 成果先后在中国水电基础局、中国水电第十一工程局、江西省水利水电建设有限公司、中国水电第十二工程局、中国安能建设总公司、长江重庆航运工程勘察设计院、佛山市顺德区公用事业管理局得到应用,新增产值1.99亿人民币,社会经济效益显著。 项目共发表了学术论文37篇、培养硕士研究生8名、授权发明专利3项、实用新型专利5项、出版专著4本。
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