人类活动对哈尔滨市高铁地下水时空分布的影响

人类活动对哈尔滨市高铁地下水时空分布的影响（精选3篇）

人类活动对哈尔滨市高铁地下水时空分布的影响 第1篇

人类活动对哈尔滨市高铁地下水时空分布的影响

哈尔滨市区的第四系砂砾石含水层中,原生的高铁水广泛分布.在研究地下水质的演变规律时发现,近内,高铁地下水在各种人为活动影响下发生了很大变化.依据市区80个地下水动态监测井点近20年的水位及水质监测资料,研究了地下水中铁浓度的变化与地下水开采强度、雨水水质变化、农业施肥、污水排放等人类活动的关系.结果表明:地下水中的铁浓度与上述人类活动均存在较大的`相关性,铁浓度动态呈现先增大后减小的变化趋势.

作 者：董维红 廖资生 朱雪芹 严桂华 张守国 Dong Wei-hong LIAO Zi-sheng Zhu Xue-Qin YAN Gui-hua ZHANG Shou-guo 作者单位：董维红,廖资生,Dong Wei-hong,LIAO Zi-sheng(吉林大学,环境与资源学院,吉林,长春,130026;吉林大学,水资源与环境研究所,吉林,长春,130026)

朱雪芹,Zhu Xue-Qin(吉林大学,环境与资源学院,吉林,长春,130026)

严桂华,张守国,YAN Gui-hua,ZHANG Shou-guo(中南勘察基础工程总公司,湖北,武汉,430081)

刊 名：水文 ISTIC PKU英文刊名：HYDROLOGY年，卷(期)：25(3)分类号：X523关键词：铁 地下水 时空分布 人类活动 哈尔滨市

人类活动对哈尔滨市高铁地下水时空分布的影响 第2篇

随着全国经济的快速发展，各地区有功功率负荷需求不断增大，保证电能的供需平衡是频率稳定的重要条件。当电力系统中出现功率缺额时，电力系统的频率低于额定值，严重时将发生频率崩溃事故。根据《电力系统安全稳定导则》把电网扰动分为三类，针对各类扰动提出了第一、第二及第三道防线的控制措施。电力系统的第三道防线——低频减载作为安全运行的最后一道防线，避免发生频率崩溃及大范围停电等一系列事故的连锁反应[1]。传统的低频减载是应用离线仿真技术模拟系统中最大功率缺额情况下，整定低频减载装置基本轮和特殊轮的减载负荷大小。随着电网的互联及运行方式的复杂，该方案未考虑电网运行中多方面的动态因素，无法适应系统大发展、大联网的现状要求。

目前广泛研究的是自适应低频减载方案[2,3]，文献[4]将全网负荷看成一个综合负荷，利用不同时刻频率的变化率对总的负荷缺额进行分配，此方案忽视了电网中负荷的差异性。文献[5]考虑了负荷的关联度，依据负荷调节系数的差异及负荷等级确定切除负荷的顺序，但未考虑功率缺额下低频减载装置的动作位置及响应协调性。文献[6]针对低频减载动作差异提出了广域频率信息应用的改进措施。文献[7]提出了评估频率失稳的方法，分析了低频时不同容量的切机比例对电网频率的影响。文献[8]针对频率特性，对负荷和发电机的模型进行了对比研究，考虑频率特性下的参数辨识较为精确。综上，由于网架结构、发电机组分布、机组参数及负荷类型等因素，导致系统频率呈现时空分布特性，而系统频率特性是制定低频减载方案的依据，致使低频减载装置不能按照设计的理想状态动作，因此需要对低频减载方案进行研究[9,10,11,12]。

本文以某地区电网解网事故分析频率的动态特性及低频减载动作情况，基于频率的时空分布特性，综合考虑频率的恢复效果、切负荷大小及切负荷类型等因素，提出了分散切负荷和集中切大用户工业负荷的研究方案。通过仿真分析，集中切大用户工业负荷可快速恢复系统的频率，并对居民负荷影响较小。因此，本文对实际电网运行、低频减载方案的制定具有重要的参考价值。

1 电力系统的频率特性

1.1 电力系统发电机的静态频率特性

根据发电机组自身的功率调节过程，把发电机组的有功功率与频率的关系称为发电机组的频率特性，如图1所示。

图1中直线的斜率为

称其为发电机的单位调节功率，其数值表示频率发生单位变化时发电机输出功率的变化量，负号表示变化方向相反，即发电机输出功率增加，频率是降低的。

实际应用中通常用调差系数来给出发电机组的参数特性，发电机组的调差系数是指由空载到满载时，转速(频率)变化与发电机输出功率变化比，即

式(2)中负号是因为调差系数习惯上取正值，而频率变化量与功率变化量的符号相反。标幺值表示为

显然KG与互为倒数关系，发电机组的调差系数或相应的单位调节功率是可以整定的，调差系数的大小对频率偏移的影响很大，调差系数越小，频率偏移越小。

1.2 电力系统负荷的静态频率特性

电力系统正常运行时，系统中负荷的有功功率随频率的变化特性称为负荷的静态频率特性[13,14]。根据负荷与频率的分类，整个系统负荷功率与频率的关系为

式中：PD为频率为f时系统的有功负荷；PDN是频率为fN时系统的有功负荷；ai为与频率的i次方成正比时，负荷PDN占的份额。

图2中直线的斜率为

称其为负荷频率的调节效应系数，它反映了系统负荷对频率的自动调整作用。

1.3 电力系统频率的动态特性

当系统有功功率不平衡时，系统频率必然变化。系统频率从额定值变化到另一稳定值的过程，称为电力系统频率的动态特性[15]，如图3所示。

由图3可知，系统的频率变化不能突变，而是按一定的指数规律变化。当系统的频率在45～51 Hz变化(负荷的静态频率特性近似呈线性变化)、系统无备用容量时，其表达式为

式中：是有功功率不平衡时，由fN变化到另一个稳定运行的频率；fT是系统频率变化的时间常数，它与系统等值机组惯性常数及负荷调节效应系统KL等有关，一般在4～10 s，大系统的较大，小系统的较小。从fN到1f的变化时间1t为

因此，实际运行的系统在网架结构、发电机组分布、机组参数及负荷类型等因素共同作用下，系统的频率动态特性更加突出，导致系统频率呈现时空分布特性。

2 低频减载装置的工作原理

2.1 低频减载装置有功功率缺额的确定

根据图4所示，电网运行正常时，电网A通过外送通道将一定的功率送给电网B。设当电网A发生故障时，电网B出现有功缺额为PV。设此时要求系统频率恢复为fR(一般),KL为负荷调节效应系数，PDE为低频减载动作切除负荷，为系统额定负荷，则有

负荷调节效应系数

令所以

根据系统不同运行方式及负荷分布情况等，可以由上式分析出在系统出现严重的功率缺额PV时，在系统要求恢复频率fR下确定接入低频减载装置的负荷总功率PDE。

2.2 低频减载装置的基本工作原理

假定变电所母线馈线上有多条供配电线路，由电力用户的重要性分为n个基本轮及n个特殊轮。每一级都装有低频减载装置，并且由测量元件、延时元件及执行元件构成。如图5所示。

基本轮的作用是根据系统频率下降程度依次切除不重要的负荷，当基本轮动作完以后，系统频率依然处于较低水平，则特殊轮测量元件启动，直至频率恢复到要求的给定值。根据规程规定：第一基本轮的动作频率整定不宜超过49.1 Hz，最后基本轮的动作频率限制低于47 Hz的时间不超过0.5 s，以避免事故进一步恶化[15,16,17]。

3 新疆地区某电网低频减载动作分析

由图6可知，新疆通过750 kV通道与西北联网。若新疆电网750 kV乌北变电站1号主变发生跳闸，故障前乌昌电网通过该主变(2号主变处于检修状态)与西北主网单点联络。故障将造成乌昌电网的孤网运行，且发生故障后乌昌电网的频率跌至48.96Hz，达到低频减载装置第一基本轮动作定值(整定值为49 Hz，时间为0.3 s)，低频减载装置动作并切除该地区的负荷，被切负荷主要为工业、农业、照明和居民负荷。

3.1 实际仿真反演分析

对乌北变1号主变故障跳闸后进行仿真反演，模拟计算系统频率变化情况如下：

0.8 s时，乌北1号主变跳闸，乌昌城网与主系统解网，孤网系统频率从50 Hz开始降低；19.7 s时，乌昌城网孤网频率最低跌至48.99 Hz，造成乌昌城网地区低频减载装置动作，共切除乌昌城网负荷19.82万k W;39.6 s时，乌昌城网孤网频率恢复至49.873 Hz。通过采集PMU数据与仿真监测多个地区厂站的频率对比可知，与实际情况基本吻合。图7所示为乌昌城网某一厂站频率仿真结果与PMU数据对比情况(其他地区厂站频率对比已略)。

由多个PMU数据可知，孤网后各地区的频率值存在一定的偏差，且呈现为时空分布特性，它与电网结构、机组分布等情况有很大的关系。由于频率的时空分布特性，导致部分场站的低频减载装置未能动作。

3.2 负荷特性对频率的影响分析

仿真分析中通过采用：60%感应电动机+40%恒阻抗、30%感应电动机+70%恒阻抗、100%恒电流、90%恒电流+10%感应电动机四种负荷模型，仿真模拟对频率的影响。负荷特性对频率影响的对比情况如图8所示。

进行计算对比后发现，在含有40%恒阻抗与含有70%恒阻抗的两种负荷模型中，故障后频率变化略快；但含100%与90%的恒电流模型中，故障后频率恢复效果较好。总体上来说，系统解网后四种负荷模型下的频率跌幅相差仅为0.007 Hz，未对系统频率的变化造成实质性影响。

因此，工业、农业、照明及生活负荷中不同的用电设备构成了负荷的影响因素，由仿真分析可知，解网事故中负荷特性对频率的影响较小。但低频减载装置所切除负荷中包含了照明和生活负荷，给当地的城乡居民用电造成了一定的影响。因此，考虑到居民供电可靠性与低频减载装置动作后的频率分布，原有的低频减载方案不能满足频率的动态特性，故本文提出了两种低频减载方案，方案一是第一基本轮分散配置切负荷；方案二是第一基本轮集中配置在大用户工业负荷，进行仿真对比分析。

4 两种方案的仿真对比分析

根据新疆乌昌电网负荷情况，工业负荷达到77%。当乌北1号主变跳闸，系统频率的动态特性呈现为时空分布特性，并在乌北地区采用集中切大用户工业负荷，具有局部地区可快速恢复频率，对居民生活影响较小的优点。针对两种低频减载方案中不同的负荷组成(工业负荷采用90%恒电流负荷模型，生活负荷采用40%恒阻抗+60%感应电动机模型)，进行对比仿真分析。表1为各方案负荷的组成情况。

4.1 低频减载分散切负荷

乌昌地区采用低频减载方案一，并针对故障附近点(龙岗变)及离故障较远的点(昌吉变、古泉变及红电)监测频率变化。乌昌地区频率的时空分布曲线如图9所示。

图9(a)显示低频减载装置第一基本轮分散切除负荷后，最高频率为48.977 5 Hz，最低频率为48.95Hz，偏差为0.021 5 Hz。可知该地区的电厂所监测到的频率偏差较小，整体变化平缓；图9(b)显示监测的场站在分散切除负荷后，频率恢复较为平缓，总体上差别较小。

4.2 低频减载集中切大用户工业负荷

对乌昌地区的低频减载方案进行调整，采用方案二，将第一基本轮低频切负荷量集中配置在乌北地区的大用户工业负荷。通过等量切除负荷进行仿真，并针对故障附近点(龙岗变)及离故障较远的点(昌吉、吉变及钢东变)监测频率变化情况。乌昌地区频率的时空分布曲线如图10所示。

通过仿真计算结果图10(a)、图10(b)可知，在低频减载装置动作切除乌北地区大用户工业负荷后，乌北地区由于切除负荷量较大，局部地区频率恢复较快，其余地区的频率恢复速度略滞后于乌北地区，但系统频率恢复情况整体上差别不大。并由图10(a)可以看出，最高频率48.980 5 Hz，最低频率48.957 Hz，偏差在0.023 5 Hz。同时可知，昌吉部分地区频率偏高，但昌吉东部地区的频率较昌吉西部低；由图10(b)可知，集中切大用户工业负荷出现局部地区频率恢复较快(如龙岗变瞬时恢复快)，其他地区则较为平缓。

对比两种方案，监测各厂站间的频率都具有差异性，验证了频率的时空分布特性。方案一，系统频率波动较小，整体恢复相对平缓；方案二，导致局部地区频率变化较大，恢复快，但其他地区频率恢复较为滞后。

5 结论

通过对系统频率的动态特性进行分析研究及对不同的低频减载方案应用于电网，得出下面结论：

(1) 由于网架结构、发电机组分布、机组参数及负荷类型等因素导致系统频率呈现时空分布特性。

(2) 仿真中系统的负荷特性未对系统频率的变化造成实质性影响，但影响频率的负荷特性因素主要是用电设备的差异及各类负荷所占的比例。

(3) 由于系统频率的时空分布特性，影响了低频减载装置的动作情况，导致其动作不统一，动作状态不理想。

(4) 基于系统频率的时空分布特性，分散切负荷方案中频率整体变化平缓，而集中切大用户工业负荷中频率恢复相对较快。虽然二者总体上差别不是很明显，但集中切大用户工业负荷对照明和居民用电负荷影响较小，局部地区可快速恢复系统的频率。

因此，在保证系统稳定运行及居民负荷的情况下，本文依据频率的时空分布特性，对集中切大用户工业负荷的低频减载方案进行分析研究，对实际电网运行、低频减载方案的制定有一定的实际价值和意义。

摘要：基于电网网架结构、发电机组分布、机组参数及负荷类型等因素的影响,系统频率特性呈现为时空分布。由于系统频率是制定低频减载方案的依据,致使低频减载装置不能按照设计的理想状态动作。针对某地区电网解网事故,详细分析了功率缺额下系统频率的动态特性及低频减载装置的动作情况。基于频率的时空分布特性考虑低频减载装置动作后频率恢复效果、切负荷大小及切负荷类型等影响因子,分析了负荷特性对频率的影响,提出了分散切负荷和集中切大用户工业负荷的两种研究方案。研究结果阐明集中切大用户工业负荷可快速恢复系统的频率,并对居民负荷影响较小。因此,对实际电网运行、低频减载方案的制定具有重要的参考价值。

人类活动对生物的影响 第3篇

1，栖息地的丧失和片断化全球生态系统遭到严重破坏，使很多生物失去栖息地。拥有50％物种栖息地的热带雨林，比原有面积减少一半，大部分国家的森林均成片断化，被退化土地所围绕，损害了森林维持野生生物种群生存和重要生态过程的能力。中国的天然林被砍伐和形成片断化情况更为突出。

2，掠夺式的过度利用

人口的增长以及对生物资源无止境的索取，使生物资源遭到严重破坏。大量的森林、鱼类和野生生物资源被过度采伐和滥捕滥猎，物种生存受到威胁，有的达到了绝灭的程度。如我国的藏羚羊、野生鹿、珍贵毛皮动物和各种鱼类物种种群数量已大大减少。中国海域的经济鱼类资源在20世纪60年代已出现衰退现象，由于采捕过度，现在海洋渔获量大大下降，如大黄鱼等优质鱼类，目前几乎不成渔汛。很多野生药用植物和珍贵的食用菌，由于长期人工采摘和挖掘，其分布面积和种群数量大大减少。许多国家级保护动物成了人们的盘中餐，而搜寻珍稀商品(如象牙)和用作宠物、猎奇收藏品也危及了某些种群，同时使另一些种群惨遭灭绝。

3，环境污染严重城乡工农业污水排放、大气污染、重金属以及难以降解的化学品富集化，引起水域、大气和土壤污染。污染物的排放，已使生态系统承受力和大气扩散能力负担过重。臭氧层耗竭、酸雨和空气污染都对今天的生物多样性产生了重大的伤害。污染物沿着生态系统的食物链转移，使一些敏感物种种群数量减少或消失。我国受工业废弃物明显污染的农田达0.1亿公顷，约占农田总面积的10％，受农用化学物污染的面积也达0.1亿公顷。中国不少湖泊和河流被工业废水污染，使得某些水生生物消亡。

4，农、林业品种单一化在农业上为了达到更高的收获量，往往种植单一的高产品种，这些作物在世界经济中占重要地位。随着作物种类数量降低，与之相应的固氮细菌、菌根、捕食生物、传粉和种子传播的生物以及一些在传统农业系统中共同进化的物种消失了，如印度尼西亚在过去15年内已有1500个水稻地方品种消失了。农业上品种的高度一致性对病虫害的爆发和其它灾害的发生缺乏抵御能力。林业上为了人类的需要往往毁去物种丰富的林地，种植单一树种，如转变为咖啡、油棕和橡胶的种植园，使各类生物失去原有栖息地。

5，外来物种的引入外来物种的引入能够引起物种的灭绝，因为有些外来物种常引起当地传统食物链和食物网的破坏，造成生态失衡。某些地区由于人类的定居，任意引入外来物种，特别是动物，往往导致整个或部分的陆生动、植物的灭绝。自1600年以来，由于外来物种的引入，全世界的两栖类和爬行类共有22个种灭绝；在新西兰，自1000年以来，青蛙和蜥蜴有9个种由于引入外来物种而使之灭绝或接近灭绝，23个种和亚种的当地鸟类濒临灭绝。在具有极高特有种的非洲裂谷省的一些湖泊里，引进的鱼种使当地的土生种濒临灭绝；外来的蠓、蛇和其它引进动物，可能很快就会导致当地土生动物的灭绝；而引进的食草动物如羊、驯鹿等也会使土生的植物消灭。外来物种还使土著植物灭绝，在菲律宾，由于引入猪、山羊和兔子，在1790--1840年间，有13个土著植物灭绝，包括两个特有物种。在1992--1993年间，相继在中国福建东山和厦门马峦湾发现一种双壳类沙筛贝，这个物种原产于美洲，20世纪80年代首次在香港水域发现，目前，上述两处桩柱、浮筏和一切养殖设施表面几乎100％被它占据，把以往数量很大的藤壶、牡蛎等都排挤了，因争夺饵料，使养殖的菲律宾哈仔、翡翠贻贝等产量大幅度下降。再如，20世纪80年代我国从英国和美国引进的大米草和互叶米草，在中国沿海滩涂种植，收到一定生态效益，但因繁殖迅速，与养殖业争夺场地，改变了原来的滩涂生物群落。不仅如此，外来物种的引入还会导致原有生态环境的破坏，引起生态系统发生变化，因此，对外来物种的引入要考虑其可能发生的后果。

6，全球气候变化在未来的几十年中，空气污染的一个巨大的副效应——全球变暖将对地球上的生命造成巨大的伤害。人类引起的大气中温室气体(主要是CO₂和CH4等)的增加可能导致下一个世纪大气温度上升1～3℃，将会使陆地物种的忍受极限向极地转移125千米，或在山地垂直高度方面上升150米。许多物种现在的分布可能跟不上预期的气候变化，一些物种可能消失，因此，生态系统的结构和功能可能发生较大的变化。

当然，人类活动对生物的发展还有促进作用。如生物新品种的培育，增加了许多优良品种，提高了生物的种类和品质；耕作技术的改革，出现了许多反季节、反地域的作物，扩大了生物的生存空间；还有克隆技术及一切生物技术等，都促进了生物发展。