淮安生态新城西片区水系规划的难点与对策

<正>江苏省淮安市新一轮总体规划提出"东扩南连、三城融合、五区联动"的发展战略,淮安生态新城成为淮安市未来发展的重点建设区域。淮安生态新城西片区属渠北地区,境内河网密布,周边有京杭运河、淮河入海水道、苏北灌溉总渠及二河等流域性河道,区域内有柴米河、大治河、蛇家坝干渠及运南干渠等主要灌排河道。如何立足于整个流域水系,就防洪、排涝及灌溉等方面对西片区水系进行综合规划,打造优美的水生态环境,成为水系     

多目标协控下伊洛河自净需水流量研究

建立基于河道边界条件水动力学与水质相耦合模型,结合伊洛河生态系统特点及功能性需水组成,以河流水功能区水质目标作为协控因子,进一步考虑伊洛河河口黄河鲤繁殖期对水质的要求进行自净需水流量计算。结果表明,伊洛河在现状排污与控制排污条件下,黑石关断面达到水功能区水质目标Ⅳ类的自净需水流量分别为14.00 m~3/s和8.00 m~3/s;满足4—6月基本维持鱼类正常繁育水质要求的自净需水流量为13.62 m~3/s,维持鱼类良好繁育状态下水质要求的自净需水流量为35.80 m~3/s     

多水源河流生态补水优化配置模型与应用

生态需水不足是河流生态系统健康的重要制约因素。为了有效保障河流生态需水,构建了基于多水源的河道月尺度生态补水目标优化模型,并以滇池流域的宝象河为例,开展了案例研究。研究结果表明:①宝象河生态需水量为0.37亿m~3/a,以基本生态需水量为主,占比为94.3%,且具有显著的年内变化特征,因此生态补水应当考虑到比年更小的时间尺度;②在无补给和污水处理厂再生水两种情景下,宝象河无法满足生态需水的水量和水质要求,必须配合外流域调水;③多水源优化后,最优的再生水补给量和调水量分别为0.24亿m~3/a和1.37亿m~3/a,当前再生水补给在部分月份过剩(10月份),不利于流域水资源优化配置;④河流水质达标能够降低98.6%的生态补水,水质是影响生态补水优化配置的关键因素。     

环城河网水系连通工程研究

水系连通是解决区域水环境问题的一个重要措施,而调水量确定是水系连通工程的关键问题之一。提出多功能区河道自净需水量计算公式,并将其运用于海口市中心城区水系连通工程河道水功能区水质所要求的最小需水量计算中,应用MIKE11水动力水质模型进行模拟。结果表明,计算流量是满足河道水功能区要求水环境质量标准的最小自净需水量,可作为海口市中心城区水系连通工程的调水流量。秀英沟、龙昆沟及美舍河的自净需水量分别为2.9 m~3/s、2.3 m~3/s和3.0 m~3/s;TP为计算河道自净需水量的控制性要素;满足该水量条件下,秀英沟、龙昆沟和美舍河水质可达Ⅳ类、Ⅴ类、Ⅴ类要求。     

基于SWMM和MIKE11的改善雨后城市河湖水质优化调度方案研究

降雨径流污染是水体污染的主要来源之一。针对雨后城市河湖水环境恶化、水质不达标问题,为降低初期雨水给河湖水质造成的不利影响,以北京市中心城区通惠河水系河网为典型,梳理了河湖水环境系统运行现状,建立了水动力-水质模型,模拟分析了雨后不同新水补水调度工况下河湖水质变化情况,提出了改善雨后河湖水质新水补水调度方案,可为相关部门实施雨后河湖生态用水精细化调度提供技术参考。结果表明,研究范围主要河流现状水质情况总体较好,COD、TP、NH_3-N指标基本达到地表Ⅲ类水质目标;发生中雨、大雨级别降雨后,河道COD浓度峰值最高可增至雨前水平的5～6倍,TP增至16～20倍,NH_3-N增至10～12倍;在降雨结束后应尽早启动新水加大补水调度,总补水流量在日常4～5 m~3/s基础上增至7～9 m~3/s,可实现河湖水质恢复到雨前水平所需时间由日常4～5 d缩减至3～4 d,河湖主要水质污染物超标持续时间缩减20%～40%。     

城市河道内生态需水分析及多水源生态补水——以深圳市为例

河道内生态需水是水资源开发利用和维持生态系统平衡需要考虑的基本问题。为改善城市河湖水环境、恢复水生态系统,以深圳市布吉河流域龙岗段河道作为研究区,进行河道内生态需水量分析及补水方案设计。基于河道内生态环境需水量的组成,分别采用水文学和水力学法确定生态需水量。水文学和水力学法计算结果表明河道最小、适宜和较佳生态需水量分别为1. 77、5. 31和11. 41万m3/d,并提出将再生水和水库水作为水源的综合补水方案,水力学法计算结果需水量较大,可作为远期生态补水推荐值。研究成果为合理确定城市河道内生态需水量,有效提升水质,提高水资源利用率、维护河道生态系统健康稳定提供科学依据和技术支持。     

台州主城区河道生态需水计算与水量调度

为保障台州市主城区河道的生态服务功能,在分析该地区河道特点的基础上,构建了一种适用于该地区的生态需水计算方法,该方法综合考虑了流速、水位和水质3个方面的要求,并利用MIKE11水动力水质模型,定量确定了能够达到生态流速、生态水位和水质目标的河道水量调度方法。计算结果表明,主城区河网的生态流速为0.1 m/s,生态水位阈值范围为1.8~2.24 m,在充分发挥再生水清洁水源的基础上辅以河道补水,台州主城区河网在丰水年、平水年、枯水年均能够同时满足水位、流速及水质的目标要求,可为城市河网合理调配水资源维持河湖生态健康提供决策依据。     

基于径流频率和河道形态的生态流量分析方法

针对南方丰水地区中小河流,提出了一种基于径流频率和河道水力参数的河道生态流量综合分析方法,并在浙江省台州市永安溪的流域进行了实例计算。经分析,确定以柏枝岙水文站为控制断面的流域4～9月(鱼类产卵育幼期)的生态流量为21.4 m~3/s、10月至次年3月(一般用水期)为7.1 m~3/s。经与柏枝岙水文站特征径流量、Tennant法计算成果的对比分析,认为该方法计算的生态流量是合理的,既具有一定保证率概念,也兼顾考虑了河段水力生境需求,在生态资料积累不足、现场观测少的情况下具有较强的可操作性。     

高度人工化城市河流生态水位和生态流量计算方法

针对高度人工化城市河流生态水位和生态流量确定方法不成熟的问题,通过分析高度人工化城市河流特征和生态功能,解析了生态水位和生态流量的内涵,从维持河流连通性、水生生物生境、水质保障、城市景观娱乐功能等维度,提出了一种考虑河流形态、河道水生生物、水质和景观娱乐为要点的实用计算方法。以南京市秦淮河为案例,计算得到了秦淮河上段、秦淮河下段、外秦淮河和秦淮新河4个河段的生态水位分别为6.8 m、6.7 m、6.3 m和6.7 m,生态流量分别为20.8 m~3/s、25.8 m~3/s、26.5 m~3/s和19.1 m~3/s;计算结果介于Tennant标准的"好"和"非常好"之间,表明计算方法合理可信。     

滏阳新河深槽清淤整治的探讨

滏阳新河是海河流域子牙河系主要行洪河道,滏阳新河上自宁晋县小河口开始,流经宁晋、新河、冀州、衡水、武邑、武强、泊头、献县等8个县市,在献县枢纽汇入子牙河新河。滏阳新河深槽是结合筑堤取土人工开挖而成,深槽自小河口村南十字河起,至献县枢纽闸上全长132.4km。河道两堤间宽一般1.5km,设计流量为3340m~3/s,校核流量为6700m~3/s。     

基于水文循环分析的雅砻江流域生态需水量计算

本文提出基于水文循环分析的生态需水量计算流程图和方法，即通过野外现场查勘和室内遥感分析，总结研究区生态需水特征，运用环境同位素技术分析水分来源和河道内外水力补给关系，确定明确的生态保护目标，选定合适的生态需水估算方法并进行计算。最后对雅砻江流域河道内外的生态需水量进行计算。结果表明，雅砻江河道径流主要受大气降水补给，地下水单向补给河道水；河道内外生态保护目标分别为保持当前植被面积不减少和保证优势鱼类生长繁殖期最低生境条件；天然降水即可满足草地林地的生态需水要求。雅砻江热巴坝址处最小生态流量范围为36.3～46.8m3/s。     

阎王鼻子水库生态调度方案分析研究

本文在分析阎王鼻子水库建设前后下游水文情势变化的基础上,根据河道内生态不同需求和不同计算方法,确定水库下游河道基本生态流量和目标生态流量两种需求方案。在充分考虑大凌河流域河道外需水的前提下,研究分析了阎王鼻子水库最大程度满足河道内不同生态需水要求时的调度方案,对改善水库下游河道环境具有一定的指导意义。     

延河河道内生态环境需水量估算

近年来,延河流量明显减少,非汛期常流量仅为1 m~3/s左右,2014年5月份平均流量为0.8 m~3/s,月最小流量仅为0.2 m~3/s,甚至出现断流现象。根据延安水文站1973~2014年长系列天然径流资料,对河道内基本生态环境需水量和目标生态环境需水量进行估算,建议以输沙需水量7775.6万m~3为河道内生态环境需水量,既能满足河道基本生态功能,又可以满足河道冲淤平衡的输沙需求。     

生态补水对城南河水质水量改善效果研究

为改善城市河道枯水期流量小、水位低、水动力不足、水质污染严重等情况,以南京市城南河为例,进行枯水期生态补水方案效果研究。通过综合考虑枯水期上下游及干支流水质状况,同时结合补水水量及补水方式(包括间断补水和持续补水)的差异性设置补水方案。论文建立了研究区域MIKE11水量水质耦合模型,模拟分析不同补水方案下污染物COD、NH3-N、TP削减率及流速分布变化,进而得出不同生态补水方案效果。结果表明:随着补水水量的增长,污染物浓度削减率的增幅先快后慢;间断补水方案优于持续补水方案;生态补水对污染物浓度的削减效果显著,对于水质较好和曲折连绵的河段的改善不明显;生态补水对流速分布的改善效果明显,但受到河道内建筑物的影响,需要综合考虑确定补水点。     

南淝河生态补水水质改善效应试验研究

为改善南淝河水体水质,利用南淝河流域水污染治理和水生态修复成果,通过南淝河生态补水试验率定和验证 MIKE11 水动力水质模型合理性,分析南淝河在不同生态补水量下水质变化。MIKE11 水动力水质模型能够较好地模拟南淝河在生态补水条件下水动力和水环境质量改善的情况。通过条件优化和试算得出,与入河污染物总量相比,生态补水后河道自净能力的贡献占比约 14.6%～19.0%,其中河道自净能力增量占比约 6.2%～9.4%。研究结果表明,生态补水对南淝河水体水质情况有所改善,但仍以稀释作用为主,河道自净能力发挥的作用有限。     

基于生态水文学法的湘江生态流量研究

河流生态流量是维持河流生态系统健康的重要条件。选取湘江(湘潭)作为控制性断面,采用生态流量年内展布法和IHA-RVA法计算河道最小和适宜生态流量,并以Tennant法进行合理性验证。结果表明:最小生态流量为639.6 m~3/s,占多年平均天然流量的32.2%;适宜生态流量为983.4 m~3/s,占多年平均天然流量的49.5%。该方法计算的生态流量结果能够满足河流生态目标的需求,与天然河流年内丰枯变化状态相吻合,计算结果较为合理。研究可为湘江湘潭的水资源管理以及生态系统的保护和恢复提供科学依据。     

黄泥河流域河道生态流量研究

黄泥河流域是典型的岩溶山区河流,喀斯特地貌发育,水资源供需矛盾突出,工程性、水质性缺水并存,流域生态环境脆弱。河道生态流量研究是保障河流健康、维护经济社会持续发展的一项基础性工作。运用水文学法、水力学法、生境模拟法和基流分割法对流域内主要河流控制断面生态流量进行分析。研究表明:水文学法和水力学法比较适宜推广运用,主要河流共9个河道断面的生态流量介于2.35～23.3 m3/s之间。     

阳曲县杨兴河治理工程设计洪水参数确定

为了确定杨兴河设计洪水参数,采用3种方法分别计算了汇流计算结果,从安全、科学等多个方面考虑采用流域模型法计算结果作为汇流成果,P=2%条件下,设计洪峰流量为377.5m~3/s。考虑到流域内水库的影响,考虑水库线形调蓄作用的影响下,河道治理工程P=2%设计洪峰流量为317.1m~3/s。     

永定河北京段生态补水调配方案研究

针对永定河多水源、多通道、多补水点情况下生态补水调度难的问题,为了实现生态补水总量既定情况下、尽可能增加全线有水时间的目标,基于2019年、2020年永定河三次生态补水试验情况,建立水量平衡模型,对永定河北京段生态补水方式进行了深入研究。在此基础上对永定河北京段不同可配置水源、不同入渗条件下的生态补水效果进行对比分析,提出了永定河生态补水调配方案建议。结果表明:永定河首次通水时采用70 m~3/s的大流量集中补水方式,可有效缩短全线首次"湿河槽"通水时间,减少河道输水损失,节约首次通水补水量;后期维持水面采取官厅山峡段、平原段分段小流量补水方式,可减小山峡段大流量补水渗漏量、避开平原北段园博湖高渗漏河段,在节约水资源的同时可增加北京段全线有水时间,如常态化补水3～5 a后入渗条件下,增加平原段南水北调补水1亿m~3,可增加永定河北京段全线流动天数200 d。     

基于SWAT模型的无资料地区径流模拟及生态流量计算——以杨溪河为例

利用SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型对武江流域2008～2013年的月径流量进行模拟,并根据犁市(二)站的实测径流资料对模型参数进行率定和验证;以武江支流杨溪河上的横溪、钓鱼台与银溪水电站3座梯级电站坝址为流域出口模拟得到其径流量,并以此为依据运用Tennant法计算各控制断面的生态流量.结果表明:SWAT模型对武江流域的径流模拟整体适应性较好,犁市(二)站率定期月径流模拟值和实测值的R~2和NS分别为0.77和0.91,验证期的R~2和NS分别为0.75和0.92;杨溪河上的横溪、钓鱼台和银溪3座水电站坝址处的多年平均流量分别为10.2m~3/s、11.7m~3/s和12.0m~3/s;根据模拟径流量和Tennant法,计算得到横溪水电站的最小、适中和最佳生态流量分别为1.02m~3/s、3.37m~3/s和5.40m~3/s;钓鱼台水电站的最小、适中和最佳生态流量分别为1.17m~3/s、3.82m~3/s和6.15m~3/s;银溪水电站的最小、适中和最佳生态流量分别为1.20m~3/s、3.91m~3/s和6.31m~3/s.