广州市芳村片感潮河网水体交换规律数值分析

为改善广州市芳村片河网水质质量并研究城市内河涌与外江之间的水体交换规律,基于Saint Venant方程组和对流扩散方程,建立了感潮河网一维水流水质数值模型,并对模型进行了率定。针对实测水质数据普遍较少的问题,引入了基于污染物相对浓度的水体交换指标,发展了一种简便有效的水环境调控评判方法,计算分析了河涌连通、水闸调度、水闸建设等措施对河网水体交换的影响,提出了芳村片引清调水的优化方案。模拟结果表明,该方法可用以制定、优化调水方案并为区域水系规划和建设提供依据。     

常熟市南部河网原型调水试验与模拟分析

近年来,常熟市南部河网受工业化和人类活动的威胁,水体污染严重。为改善水环境质量,基于常熟市现有的河道输水能力及区域水环境状态,通过望虞河向长江引水,观测主要河道的分流情况。同时根据试验数据,建立符合常熟市南部河网地区的水量水质数学模型,分析不同引水方案对片区水环境的改善效果。结果表明,通过水系结构连通规则,滞水区有所减少,区域内流量分配得到优化,水体循环有所改善。     

基于水动力水质联合调控的温州市主城区平原河网引水规模研究

鉴于引调水工程可显著提高平原河网水资源水环境的承载能力,针对温州市主城区平原河网水系特点,以瓯江干流为调水水源、以区域引排工程为手段,构建其水动力水质联合调控模型,在分析引水水质及污染物入河量的基础上,同时考虑目标流速和目标水质两个因子,确定研究区所需引水规模为30m3/s,为研究区调水引流方案提供了支撑。     

改善巢湖市饮用水源地水质的调水方案比选

以改善巢湖市饮用水源地水质为目标,基于现状河道和水利工程,对比分析了长江与巢湖水质,研究了长江与巢湖水体交换规律、交换量及巢湖水位控制方案,拟定了不同线路、调水量、水位控制等多个调水方案,采用层次分析法比选了调水方案效果,并提出了实际调水应用的建议.结果表明,正向调水、7×108～13×108m3交换水量和晒滩水位控制...     

基于MIKE11的白莲泾区域水量水质模型研究

为保障世博园区水安全、研究河网水力要素的时空变化过程及感潮河网水动力变化特性,应用MIKE11水环境模型软件,构建并改善了白莲泾区域水量(水文、水动力学)水质模型,并对模型进行重新率定、验证,所得计算值与实测值吻合较好.应用模型模拟了“6.29大雨”白莲泾区域的河道水量水质,提供了最优的泵闸联动调水方案.可为制定、优化调水方案和建立水资源环境管理决策支持系统提供科学依据.     

平原河网区闸控河段入河排污口水环境影响分析及优化调度方案研究

受闸控影响,平原河网地区闸控河段水体流向不定,入河排污口排水不仅会对下游水体产生影响,也会一定程度地影响闸前乃至上游关联水体的水质。为此,选取苏南地区张家港市走马塘上某新建入河排污口为例,利用一维河网水量水质模型分别模拟拟建入河排污口尾水排放在张家港枢纽立交地涵现状运行工况和优化控制工况下对上游河网地区保护目标的水环境影响。通过对比各种方案计算结果,从避免对保护目标影响的角度出发提出了优化调度方案,为决策部门提供了技术指导。     

基于水质水量耦合模型的宁波市主城区活水方案研究

针对城市化发展给平原河网地区带来的水动力不足与水质恶化问题,以宁波市主城区——海曙区为研究区,探究引清活水对河网水环境的改善效果。利用MIKE11构建一维水量水质耦合模型,模拟不同引水规模、引水口门布局及引水时段下流速变化及污染物NH3-N和COD的改善情况,分析不同方案的活水效果。结果表明,引清活水可改善河网水环境,改善效果与引水规模、引水口门布局及引水时段均有关;综合水动力与水质的改善情况,当引水规模为27m~3/s,以洪水湾节制闸、高桥泵站、邵家渡翻水站及沿山导流河节制闸联合调度引水,对河网进行间断活水时,海曙区水环境得到较大改善。     

中国第十届花卉博览会区域生态水系修复设计综述

花博园地区属于平原河网,现状河网连通性差、动力弱、入河污染负荷强,水质提升难,河道流速缓,且会受外河水位影响,易导致涝灾.为此,采用数值模拟与工程经验相结合的方法,开展平原河网统筹解决水安全、水环境和水生态问题的水环境提升方案研究,提出了蓝绿交融截留过滤面源污染,万象水形态营造多样生境,设置可通可控水质控制区,优化水系...     

杭州南沙平原河网新增取水口取水可靠性研究

为分析杭州南沙平原河网新增龙化取水口取水的可靠性及对其他用水户的影响,根据河网调蓄原理构建了以南沙平原骨干河道为基础的概化河网,利用Mikell建立了水动力学模型.结果表明,现状和规划偏不利取水条件下河网内河道过水能力均能使取水口处河道保持足够的取水水深,取水保证率在90%以上,对附近取水口河道水位影响不大.     

考虑水动力条件及水系连通的平原河网圩区畅流活水方案

针对平原河网地区水动力条件不足等问题,以嘉兴市新塍镇为例,探究不同畅流活水方案对河道水质的改善效果。构建MIKE11水动力学水质耦合模型,分析“引水/水系连通—水质”驱动响应规律,以NH₃-N浓度为主要指标,分析不同活水方案的水质改善效果,并提出优化调控方案。结果表明,集中引水对区域水质改善影响较小,分散设置多个引水点可明显提高水质;直接对水质较差河道进行补水,污染物消减率在8%～30%之间,水质改善效果较明显;合理的水系连通工程可进一步增加畅流活水方案水质改善效果。     

MIKE11模型在河道生态修复方案优选中的应用

以横泾街道南片河网为例,基于MIKE11模型建立了水生态数学模型,首先利用水质实测资料进行了参数率定及模型检验,并研究了不同的生态修复措施组合方案下河网水质的改善效果,再结合横泾南片河网现状,选定生态湿地与木桩+自然护岸的联合方案作为优选方案。结果表明,该水生态数学模型能够为农村河道生态修复措施组合方案的优选提供定量化基础。     

平原河网区最优化汇流单位线法及其应用

针对利用现有单位线方法模拟平原河网区汇流特性难以得到较好结果的问题,在传统单位线方法的基础上,根据平原河网区的实际特点,基于河网多边形和河道水位资料,提出了适用于平原区的单位线模型。通过对典型区域的平原区单位线进行率定和缩放,获得了适用于平原河网的平原区单位线,并利用太湖流域1998年和2000年的水文资料进行建模和验证。结果表明,平原河网区最优化汇流单位线法能基本消除太湖流域的洪峰(水位)滞时误差。     

渤海湾滨海平原河网地区降雨径流模拟

渤海湾滨海平原河网地区河道纵横交错,流态多样,降雨径流过程复杂。为准确模拟其降雨径流过程,在水文特征数据矢量化的基础上,将以二维非恒定浅水运动方程为控制方程的二维水动力模型与以河道汇流关系及水文方法为基础的一维河道拟序汇流模型相耦合,建立了适用于平原河网地区的降雨径流模型。经实测数据验证,模型可靠。研究表明,该模型可模拟计算渤海湾滨海平原2015年各时刻各处产流量、水位、流速及其变化过程;计算得出各河道的入水、出水水量及主要河流的入海水量,实现了对平原河网地区的降雨径流模拟。     

平原河网城市管网排水能力影响因素模拟研究

我国平原河网城市的两级排涝模式常存在标准不衔接问题,致使强降雨发生时,管网系统的水力特性、排水能力受降雨强度和承泄水体水位的双重影响,涝水外排困难。为此,以苏州工业园区的市政排水系统与水利排涝系统为例,基于SWMM模拟多情景洪涝过程,分析得出河道水位在1.70～2.30 m之间时,研究区域积水的主要原因是现状管网系统自身能力不足,河道水位加剧了积水情况;当水位超过2.30 m并不断上涨时,管网系统排水能力骤减,河道水位逐渐成为制约管道过流能力、加重积水程度的主要因素,建议研究区域河道排涝控制最高水位宜在2.30～2.32 m左右。该结论可为城市河道水位调控以提高城市排水防涝能力提供参考。     

基于EFDC模型的人工湖生态换水优化计算

设计人工湖时,若湖体形态设计不科学或为维持湖体水环境质量而进行换水的次数不合理,将造成水资源的极大浪费。采用EFDC模拟软件对石家庄市正定湖6种设计方案条件下的湖泊流场进行了模拟计算,在不同调水方案下对正定湖水龄和颗粒物进行追踪模拟,预测了正定湖水质变化规律。结果表明,调水流量为50 m3/s时既能大幅度改善正定湖水环境质量,又能减少调水时间和节约水量,此时调水时间3～4 d方案为最优设计方案。     

水系调度对锡山区水环境改善效果分析

针对锡山区城市河网流动性差、水环境污染日益严重的问题,基于实测资料,利用MIKE11构建水动力水质耦合数学模型,综合考虑研究区内多种水利工程联合调度,以NH3-N为污染因子,模拟多种水系调度方案,分析水系调度对研究区水体流动性和水质的改善效果。结果显示,水系调度可提高研究区河道的流动性,加快水体更换;科学合理的水系调度方案可大幅降低研究区大部分考核断面的氨氮浓度,使水质达到Ⅳ类甚至更优,有效改善研究区水环境状况。     

基于多目标的杭州之江新城骨干河道交汇处岸线优化方案

为降低桥墩群对杭州之江新城骨干河道团结浦、三号浦交汇处的水流影响，构建了平原河网平面二维数学模型，研究了3个岸线优化方案对交汇处流态和雍水的改善效果，并综合阻水比、征地面积、水域面积及桥墩安全等多目标进行比较分析。结果表明，拓宽一侧河道以免桥墩位于主河槽或改道避开桥墩，均可有效降低桥墩雍水影响，3个优化方案对雍水高度的改善效果相当；方案2、3会影响桥墩安全，水域面积相对较小且征地面积大，方案1对桥墩安全影响较小，工程实施相对容易，综合优势较高，推荐方案1为最优方案。     

基于APH-EWM的宜兴城区水系连通方案定量评价

随着城市化进程加快，平原河网地区人水争地现象日益严重，水系格局与河网流态遭到破坏，城市地区洪涝灾害与水环境问题愈发突出。为定量分析水系连通效果，优化城市河网水系连通思路，以宜兴新城区为例，基于渐进优化思维设定4组方案；选用MIKE11构建区域水文水质模型，实现方案数值模拟；运用熵值法和层次分析法构建综合评价体系以定量分析方案效果，进而完善区域水系布局。结果表明，相较于现状水系，方案4对水系连通改善效果最佳，增幅9.31%;水系连通应秉持“占补平衡”理念，合理规划，拓宽或新开河道；审慎增设河道水工建筑物；构建水系环状结构。     

基于粗糙熵理论的平原河网防洪规划方案评估模型

平原河网地区城市防洪规划方案的评估是模糊多目标多准则决策问题,其影响因素众多,情况复杂多变,针对目前防洪规划方案评估方法存在的不足,分析了城市防洪规划方案影响因素,建立了评估指标体系,将粗糙集和信息熵理论相结合,构建了基于粗糙熵理论的平原河网防洪规划方案评估模型,并将其应用于苏州市防洪规划方案评估中。结果表明,基于粗糙熵的防洪规划方案评估模型在保证了稳定性的同时也具有较高的精度,能为城市防洪规划方案的评估提供指导。     

平原河网区坡面汇流分布式单位线研究

针对平原河网区无明确汇流控制断面,无法采用传统方法直接率定汇流参数的问题,综合河网多边形和地貌单位线理论,采用坡面汇流计算中不同滞留时间的水流面积按比例分配的方法,获得了以汇流速度为唯一参数的平原河网区坡面汇流分布式单位线。结合太湖流域1998、2000年的水位资料对分布式单位线进行率定和验证,结果表明分布式单位线的水位计算过程与实测过程吻合,可运用于平原河网区计算。