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。     

引江济太水量水质联合调度研究

为满足引江济太调水过程中实时调度与分析的需要，在原有太湖流域水量模型的基础上，开发了一、二维连接的水量、水质耦合数学模型，并在GIS统一平台下对模型进行了集成，开发了引江济太水量水质联合调度系统；以太湖流域2003年为典型年，根据调水目标和调水约束条件，研究引江济太水量水质联合调度方案，并提出了较优的引水方案；根据流域雨情、水情变化以及改善太湖、河网水环境的目标，分析了引江济太最佳引水时机以及引水入太湖的较适宜的引水流量。可为太湖流域引江济太调度提供决策依据。     

基于有序流动的阳澄淀泖区流速水质相关性分析

阳澄淀泖区为平原河网区,在适度的引排调度下使河湖水流有序流动,对于合理蓄泄洪涝水、调控水资源、改善水生态环境意义重大。以阳澄淀泖区有序流动调水试验的水量、水质监测数据为基础,从最能直观反映水体有序流动的水量指标-流速出发,利用SPSS软件计算流速与水体重要水质指标之间的相关关系,研究河湖水体有序流动中流速与水质的响应机制。研究结果发现流速-溶解氧的相关性最强,引水口门及原本滞流较重的河道流速与各水质指标之间相关性更强,水质改善更显著;但通过工程调度只能一定程度上改变水环境,与水质产生直接的相关关系很难。研究成果可为评估水流有序流动对河网水环境改善的实际效果提供技术支撑,对研究区域确定合理的引排调度方案,改善水质有积极的意义。     

城市河湖连通及水环境整治技术研究与实践——以金鸡湖及其周边河网为例

随着城市化的深入发展,生态环保理念愈发普及,居民对城市湖泊高质量水环境的要求也愈发严格。金鸡湖位于太湖流域东部,是中国最大的内城湖泊,地方政府对其开展过多项环境综合治理,但水质仍然较差。通过耦合二维湖泊、一维河网模型,结合泵闸水利工程及运行调度原则,以实现改善金鸡湖、独墅湖及周边区域河网水质水环境的目标,提出不同的调度优化方案,模拟计算不同方案下园区研究范围内的河道改善效果,通过分析对比流量、流速和水质等水力特性,确定最佳调度方案。研究结果可为区域水环境改善和相应的运行调度方案提供技术支撑。     

面向金泽水库取水安全的太浦河多目标联合调度研究

为强化上海市黄浦江供水系统的重要组成部分金泽水源地取水安全,又兼顾太湖流域及太浦河沿线区域防洪、供水需求,开展了太浦河太浦闸与沿线88个闸控口门的多目标联合调度研究。在分析太浦闸及两岸河道现有调度方式的基础上,拟定了两类共10个联合调度方案。采用细化后的太湖流域水量水质模型,对各调度方案进行了模拟。然后,构建了反映防洪、供水、水环境需求的多目标函数,采用蚁群优选算法对所有调度方案进行了优选。结果表明:与现状调度方案相比,太浦闸同时根据太湖水位和金泽断面水质情况加大下泄流量,同时太浦河沿线河道闸门有序控制,可显著提高金泽水源地关键水质指标达标率、抬升金泽水源地最低水位,又基本不影响流域及区域其他调度需求。     

水利工程控制运用对太湖流域水量水质的影响分析

太湖流域是典型的平原河网地区,多年的水利工程的建设及控制运用在流域防洪、供水、水污染防治等方面发挥了重要作用。文章主要分析水利工程的建设及控制运用对流域及区域水量水质的影响,以及调引的长江水对太湖水质的影响,采用太湖流域水量水质数学模型,定量分析水利工程控制运用前后流域水量水质变化情况,为流域水资源调度管理提供一定的技术支撑。结果表明,流域治理水利工程的建设对保障流域的防洪、供水、水生态安全有着不可或缺的作用。今后可以进一步的优化水利工程的调度,更好的促进河网水系的有序流动,更好的改善流域水环境,促进流域水资源健康可持续的发展。     

太湖流域滨湖城市多水源引水方案优化研究

引调水是目前许多城市改善河道水环境的重要手段,不同引水水源、流量对河道水质、水动力有较大影响,因此需要定量分析不同引水方案对河道水质、水动力的改善程度。以太湖流域无锡滨湖城市河网为研究对象,以太湖流域一维河网水量水质耦合模型为基础,将梅梁湖和五里湖作为引水水源,在不同引水流量条件下定量分析区域水动力和总磷(TP)浓度改善情况。结果表明,梅梁湖引水方案增加引水流量,可以有效提示水体流动性;五里湖引水时,可有效削减主要河道总磷(TP)浓度。考虑梅梁湖水量充足、水质较差,五里湖水质较好但水量不足,提出了双水源(梅梁湖-五里湖)联合调度方案。     

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。     

闸泵堰联合调度下水质改善试验研究

为探索闸泵堰联合调度对平原河网地区水环境的改善作用,以常州市运北主城区为研究对象,开展闸泵堰联合调度下水质改善现场试验。试验后城区大部分河道流速达7cm/s以上,水质综合指标均达到IV类以上水平。试验结果表明,通过溢流堰和相关闸泵的联合调度,可以实现城区河道有序流动,合理分流,水质提升,研究成果可为其他平原河网地区水环境提升提供借鉴。     

太湖流域平原河网区水系连通性评价

河湖水系连通是流域及区域防洪、供水和水生态安全的重要基础。现有的基于水流阻力与图论的水系连通性评价方法并不适用于连通性受闸门工程调度影响较大的平原河网区,为此提出了改进的水系连通性评价方法,不仅考虑河网中不同类型河道的实际输水能力,还考虑了闸门启闭的开启度。以太湖流域平原河网区为例,运用太湖流域水量水质模型中的概化河网绘制河网图,结合模型计算出各河道水位及闸门开启度,构建出加权邻边矩阵,并利用MATLAB编程算出每个节点连通性,进行了平原河网区典型年时河网水系连通性评价。总体评价结论为太湖流域平原区总体水系连通性较高,但各水利分区的连通性有一定差异,其中阳澄淀泖区和太湖区水系连通性较高。评价结论符合太湖流域平原河网区的实际情况,和前期研究方法的结论基本一致。该方法实现了受闸门调度影响较大河网水系的连通性定量化评价,可用于河网水系连通性变化评估、改善水系连通工程设计等领域。     

努力推进"两个转变"全面实施引江济太

近年来,太湖流域经济社会加速发展,水污染治理明显滞后,流域水质型缺水问题十分突出.通过全面实施引江济太生态调水,增加了流域水资源的有效供给,加快了太湖水体置换,促进了河网水体有序流动,增加了水环境容量,维护了流域河湖健康.引江济太生态调水是人水和谐理念及"两个转变"工作思路的生动实践.     

武澄锡低片畅流活水方案研究

近年来,太湖流域武澄锡虞区在城市化迅速发展的背景下,河网整体水动力条件差、污染累积。因此,利用一维河网水动力模型,以武澄锡低片区为研究区域,针对此区域河水动力条件弱、水体自净能力差等问题,以畅流活水提升骨干河网水动力条件为主要目标,模拟5种不同引水结构、不同水源地的调水方式,探究不同水源地引水对研究区的影响。结果表明,在引水规模基本一致时,分布式活水方案的综合改善效果明显好于单一工程集中活水。     

平原河网纳污能力核算方法研究

以太湖流域河网为研究对象,在水功能区概化的基础上,建立河网水量水质模型,提出了大尺度河网纳污能力计算方法,并针对河网的特点设计了"虚拟点源"复核成果。     

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。     

考虑太湖水质指标的流域骨干工程调度方案

通过对多年实测资料的分析,研究了太湖水环境改善需求,明确了影响太湖水质改善的关键因子,设计了考虑太湖水质指标的流域骨干工程调度方案,并对调度方案的效果进行了分析。结果表明,考虑太湖水质指标的优化调度对竺山湖水质具有较为明显的改善作用,建议在新孟河江边枢纽调度中考虑太湖水质指标,通过改善竺山湖水质促进太湖总体水质提升。     

Sediment transport following water transfer from Yangtze River to Taihu Basin

To meet the increasing need of fresh water and to improve the water quality of Taihu Lake, water transfer from the Yangtze River was initiated in 2002. This study was performed to investigate the sediment distribution along the river course following water transfer. A rainfall-runoff model was first built to calculate the runoff of the Taihu Basin in 2003. Then, the flow patterns of river networks were simulated using a one-dimensional river network hydrodynamic model. Based on the boundary conditions of th...     

Maintaining healthy rivers and lakes through water diversion from Yangtze River to Taihu Lake in Taihu Basin

On the basis of the Taihu water resources assessment, an analysis of the importance and rationality of the water diversion from the Yangtz,e River to Taihu Lake in solving the water problem and establishing a harmonious eco-environment in the Taihu Basin is performed. The water quantity and water quality conjunctive dispatching ＇decisi＂ofi-makifig support system, which ensures flood control, water supply and eco-aimed dispatching, is built by combining the water diversion with flood control dispatching and strengthening water resources monitoring and forecasting. With the practice and effect assessment, measures such as setting the -integrated basin management format, further developing water diversion and improving the hydraulic engineering projects system and water monitoring system are proposed in order to maintain healthy rivers and guarantee the development of the economy and society in the Taihu Basin.     

太湖流域水环境综合整治与生态修复

在分析太湖流域流域性水环境污染、河湖生态退化现状及其成因的基础上,提出立足流域、破解区域,针对河网和湖泊生态系统的特征构建流域治理方案总体框架,并确定重点治理区域和相应的目标,以典型区域治理示范、指导流域水污染控制和水生态修复。