昆山市平原河网地区活水畅流工程方案设计和效果

综述了目前平原河网地区引清补水、活水畅流工程实践,以江苏省昆山市为例,分析了昆山市水环境现状及问题分析,阐述了昆山市活水畅流工程体系包括骨干河网、控导工程、河网综合整治、闸站更新改造、信息化建设五类,从改善水环境效果、提升联圩防洪除涝能力两个方面分析了工程实施效果,研究成果为其他平原河网地区活水畅流工程方案设计提供解决。     

平原河网水环境保护初探

通过分析平原河网的水环境现状存在的问题,针对污染源的特点,以生态系统理论为基本指导思想提出综合治理措施,最终使平原河网形成一个可自我维持、达到良性循环、具有生命力的水生态系统,达到改善水体水质和水生态环境的目的。     

感潮平原河网水流水质计算模型应用研究

根据平原河网在不同水文时期关注的目标,应用建立的水流水质计算模型,对研究区历史发生的5场洪水水流进行了验证,并对现状枯水期水流和水质进行了计算。结果表明,模型对洪水水流预报和枯水水流及水质计算都能达到较高的精度。通过研究区河网水环境现状验证,提出了枯水期相应的水质改善方案,为地区河网水资源的综合利用及水环境管理提供了决策依据。     

城市河网连通循环净化系统构建及其关键技术

针对城市河网连通性欠佳、水环境质量下降及河网调控难度大等问题,提出基于活水循环耦合高效净化的城市河网水环境改善新模式,并提出河网整治过程中待解决的关键问题,即城市河网全局补水调控技术、定量化整装净化技术、精细化水环境模拟与信息互馈机制、信息集中与全局处理。在此基础上,阐述了新发展形式下城市河网连通活水循环净化系统的内涵与总体需求,提出了涵盖河网整治、河网水体净化、河网水流-水质模拟评价、水质在线监测等4个方面的系统架构,明确了城市河网水体动态连通调控-定量整装成套净化耦合技术、河网水体动态监测-精细化模拟耦合技术、城市河网水环境全局信息管理与全面互联等关键技术问题,给出了城市河网未来的规划治理方向。     

基于有序流动的平原河网区水环境联合调度探讨

平原河网地区是城市发达,人口密集的地区,同时又具有水系复杂,水流无规律等特色,合理调控水利工程,促使河湖水体有序流动,对于改善区域水生态环境意义重大。目前,国内外关于水环境调度尚处在探索阶段,以杭嘉湖区作为典型研究区,通过对该区域水体有序流动格局和目标参数分析,采用太湖流域河网水量水质数学模型,研究区域水利工程不同的调度方案对于水体流动性及河网水环境的改善作用。结果表明,通过合理调控杭嘉湖区闸泵水利工程,妥善处理杭嘉湖区三向引水格局,以东导流和太湖为主要引水水源,结合南排工程运行,辅以从太浦河进行引水,可以保持适当的水位差,促进水体流动,对水环境改善起到了一定作用。     

基于浙东引水的慈溪平原河网水质改善研究

慈溪市作为浙东引水工程引曹北线的末端受水区，生态引水量逐年提升，引配水效果显著，河网水质改善明显。在建立河网一维水动力和水质模型模拟预测的基础上，针对河网内部引水布水调度系统，推荐分阶段分时期优化调度方案，为后续优化慈溪平原河网相关工程调度、最大化发挥浙东引水的环境效益提供技术参考。     

调水引流改善平原河网水环境质量模拟

为科学定量地评估引调水工程对平原河网地区城市内河水质的改善效果,以张家港市中部水系为例,运用MIKE11构建了河网水动力水质耦合模型,模拟了沿江水利枢纽和内河节制闸不同的调度方式对城市内河水质的影响,利用水质浓度改善率探究了水利调度改善城市内河水质的程度。结果表明:增加沿江水利枢纽引水天数对改善城市内河水质有显著作用,但随着引水天数的增加,NH_3-N浓度改善率日均提升幅度逐渐降低;内河节制闸调度工况对改善城市内河水质起到一定的促进作用,实际调水引流工作中可作为一种辅助措施。     

常州市主城区畅流活水方案模拟比选及现场试验研究

为了改善常州市主城区水环境,通过数值模拟计算与现场试验相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。利用优质丰富的长江水作为引水水源,通过魏村枢纽和澡港水利枢纽引水,围绕新建工程大运河西枢纽及与4座活动堰工程的调度组合,设置了5组模拟方案,通过水动力数学模型,模拟各方案下城区内部河道流量分配情况,并结合现场试验论证了推荐活水方案的效果。结果表明:推荐方案形成了3级水位差、水位调控精准、流量分配合理的畅流活水格局,河网水环境改善显著,同时大部分水质指标在引水结束后16 d内均仍处于较好的状态,但部分河道的水质反弹明显。通过数学模型开展水动力调控是改善平原河网城市水环境的有效手段;但需要强化日常监测,根据水质变化情况合理确定活水周期,同时对部分水质异常点位开展污染源解析工作,保障河网水环境的长效久治。     

WASP5水质模型在平原河网区的应用

以平原河网区水环境为研究对象,选择了WASP5系统作为平原河网水质模拟的基本工具,针对WASP5系统自带的DYNHYD5水动力模型功能的局限性,以及平原河网水力调控系统复杂的特征,选择了具有产汇流模拟、闸坝控制模拟及河网水流模拟等功能的三级联解平原河网水动力模型。通过利用C++语言编程,实现了三级联解平原河网水动力模型与WASP5水质模型的耦合,使之可以应用于平原河网水环境的模拟。并把研究成果运用到实际引调水工程中去,模拟引调水工程中不同实施方案下的环境效益,为引调水工程实施方案的确定提供了理论依据。     

水动力水质模型在温黄平原河网入河污染负荷削减中的应用

为了探究入河污染负荷削减对河网水环境改善的效果,针对台州市提出的河网水质改善需求,以浙南温黄平原河网为例,设定河网主要污染物氨氮为评价指标,建立能反映出河网水动力水质时空变化规律的模型,通过对入河污染物削减率和配水水源的调节,进行方案模拟计算。结果表明:在长潭水库和灵江联合配水、入河污染负荷削减率达到55%时,水质改善效果最好;温黄平原整体河网平均水质达到较好的Ⅳ类水。提高入河污染物削减率虽然能够大幅度的强化内部河网的治污体系,但控制污染物排放、调水引流、加强区域内截污治污多措并举才能从根本上有利于河网水环境改善。本模型的应用研究可为台州及其他类似城市的河网水污染治理和控制提供参考,为建立有效可行的城市河网水污染防治安全体系提供技术支撑。     

常州市运北主城区畅流活水方案设计与现场验证

为改善常州市运北主城区水环境,采用数学模型计算和现场试验验证相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。依据常州市区域地形和水系情况,确定主城区引水水源、引排格局和引水水量,结合现状工程条件,提出“利用长江优质水源、打造两条清水通道、新建四座活动溢流堰、形成三级水位差”的畅流活水方案。基于Infoworks ICM构建常州市主城区水动力数学模型,模拟澡港河入口水位3.80~4.00 m多种方案下,运北主城区内部河道流量分配情况,确定最佳入城水位,并结合现场试验验证了活水效果。结果表明,常州市运北主城区畅流活水方案实施后大部分河道流量显著增加,流速达7 cm/s以上,多项水质指标达到Ⅲ类及以上水平。研究成果可为其他平原河网地区水环境提升提供借鉴。     

平原河网区水系连通改善水环境效果评估

河流水系是城市重要的资源和环境载体,经济社会快速发展的同时,城市发展与水环境保护之间的矛盾日益突出,尤其是平原河网地区,由于地貌条件制约,城市河道水环境改善难度大。城市水系的可持续发展将直接关系到城市乃至整个社会的健康发展,贯彻现代水系治理思路,通过水系连通促进水环境的改善成为城市治水的重要一环。论文选择常熟市城区作为研究区,以引水实验与水量水质模型作为技术支撑,找出水系连通改善水环境的关键问题,基于此整合水系结构连通性与水力连通性概念,提出水系连通度评价方法。引水实验成果表明,骨干河道水流交换通畅,重要河道水质在引水实验中改善率平均在20%~30%,但主城区河道存在连通受阻。河道连通性的提升与水利工程的合理调度对于以水环境改善为目标的连通体系有着重要影响,以本文两个连通情景为例,河道的整治使得结构连通性增强,河道水质平均改善率提升至30%~50%。从连通性指数的变化来看,结构性连通的提升提高了调水效率,极大地促进了水力连通与水质改善。论文建立的水系连通改善水环境的方法体系能够为水系连通决策提供理论依据,对我国城市水系连通实践提供参考。     

太湖流域阳澄淀泖区河网有序流动调度方案研究

针对太湖流域阳澄淀泖区独特的地形地貌和水文特点,在分析河网水体流动及调度现状的基础上,研究提出了基于河网有序流动的调度目标参数和调度方案。以太湖流域河网水量水质耦合模型为技术手段,对调度方案进行模拟计算,从水位、流速、流向、水质4个方面定量分析了优化调度方案实施后的效果,并与拟定的调度目标进行可达性分析,制定了有利于该区域河网有序流动的调度方案。研究成果可为完善流域综合调度提供技术参考。     

沿海平原调水引流及水量水质联合调控研究

浙江省沿海平原河网水源补给不足、水环境质量差,实施平原调水引流是增加水资源补给、促进水体有序流动以及改善河网水质的有效措施。以台州温黄平原为例进行研究,构建了水量水质联合调控耦合模型系统,在开展产水产污分析以及原型调水试验研究等工作的基础上,对调水引流水量及其改善河网水环境效果方面开展了分析,根据试验分析结果,提出了实施河网水量水质联合调控的方案。研究成果可为温黄平原乃至整个浙江省沿海平原实施调水引流及水量水质联合调控提供技术支撑和研究示范。     

基于神经网络参数优化的岩体边坡稳定性评价

高陡岩体边坡的稳定性是一个内部存在多种相互联系、相互影响因素的复杂系统,而BP人工神经网络属于非线性动态系统,较适合用于评价高陡岩体边坡稳定性。分析了BP网络模型参数对高陡岩体边坡稳定性评价精度的影响,并提出了对模型参数进行优化,以提高预测精度的若干办法。用一工程实例对参数优化后的BP神经网络在高陡岩体边坡稳定性评价中的应用效果进行了检验。研究表明,用经参数优化的BP人工神经网络模型预测高陡岩体边坡稳定性是可行的,预测结果虽然与实际状态存在一定的误差,但仍可以相对准确地反映边坡稳定状况。     

七浦塘引水对阳澄湖河网水环境影响的模拟研究

为准确地衡量七浦塘引水工程的运行方式对阳澄湖及周边河网产生的影响,基于太湖水量水质模型设计了7种数值实验,从引水量和雨型两个角度对七浦塘引水对阳澄湖及周边河网造成的影响进行了评估,并定义了河网总体水质达标率作为评估标准。结果表明:七浦塘引水使得水量向阳澄湖北线和南线河道集中,在改善阳澄湖西湖水质的同时恶化了中东湖的水质;七浦闸引水量在20~40 m3/s之间时对提高河网水质总体达标率最为有利;引水对河网水质的影响具有显著的空间差异性;在不同雨情条件下,七浦塘引水调度均可在一定程度上改善河网和湖体的水质。     

平原河网水体石油类浓度达标及总量控制

选取台州市区水体为平原河网水体代表,根据石油类污染物垂向分布规律,得到台州市区水体石油类污染物垂向分布系数为2．33m-1,修订各断面垂向平均浓度为水深0．5m处浓度,简化三维问题;建立台州市中心片区一维河网水量水质模型,对各项参数进行率定验证。分别利用水环境容量数学模型和一维河网模型获得研究区域石油类水环境容量和断面达标时各排污口的削减量。结果表明：研究区域内石油类水环境容量为2．68t／a,容量总量达标情况下,石油类污染物削减率为75％;主要控制断面达标情况下,各排污口的削减率在33％～100％之间。