时间尺度对平原感潮河网水动力水质模拟精度的影响

为探究不同时间尺度边界入流条件对平原感潮河网水动力水质模型模拟精度的影响,以典型平原感潮河网地区的张家港市中部为研究区域,结合野外同步监测数据、自动高频监测数据、常规监测资料等构建了水动力水质模型进行模拟分析。结果表明:时间尺度、开始取值时刻以及调度情况均会影响模拟精度;研究区域边界入流条件、水动力模拟结果和水质模拟结果可信的最大时间尺度为1 h,水质模拟精度优于水动力模拟精度。     

基于EFDC模型的长江江苏段水流输运时间研究

水流动力过程是水体中物质迁移转化的基础和前置条件,某一段特定的水体中水流的输运速度会影响其水体交换程度和污染物自净能力。基于EFDC(环境流体动力学模型)中的水龄(WA)和拉格朗日粒子示踪模块,以周边经济较发达、污染负荷排放量较大的长江江苏段(南京至徐六泾)为研究对象,模拟在上游不同设计流量及特定下边界潮位条件下的江段水龄分布及拉格朗日粒子输移时间的规律,分析上游径流对江段水体输运的影响。研究结果表明:受下游潮汐的影响,越靠近下游水体输运越慢;水体输运时间在相对较小的径流量下受流量影响较大;拉格朗日粒子示踪的方法相较于水龄计算的方法,下游水流的输运计算结果受下游开边界条件影响较小;水流沿程的输运时间与径流量可以采用二次函数进行回归分析,水流从入口输运到达或完全通过特定站点的时间以及相应站点的水龄均可以采用幂函数进行回归计算,都有较好的效果。模型模拟的方法可以很好地反映和刻画研究区域内水体的输运特征,模拟研究可以增加对感潮河流中物质输移过程的认识,为河流中突发污染事故的预警和管理措施提供新的思路。     

引水改善平原感潮河网水质效果评估

以张家港市三大水循环体系为例,构建一维河网水动力水质数学模型,揭示了不同长江潮位与内河引水量的响应关系,不同引水量与河网水质改善效果、引水服务面积的响应关系。结果表明:随着长江高潮位的升高,内河引水量呈现线性增长趋势;当中部水系引水量达到1.4×10~7m~3时,氨氮浓度改善率达到50%以上,浓度变化指数达到0.6以上,且整体提升了1个水质类别;引水服务面积随着引水量的增大呈现线性增长趋势,而单位引水量服务面积呈现对数函数下降趋势,其中东北部水系单位引水量服务面积最大,为0.352～0.891 km~2/万m~3。     

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。     

长江感潮河段潮汐变化特征

基于2011年长江下游大通水文站的逐日流量以及南京、镇江、江阴、天生港、徐六泾、共青圩6个潮位站的逐日高潮、低潮资料,研究海洋潮汐从河口向河段上游传播过程中的潮汐特征变化规律。结果表明,各潮位站25 h滑动平均的潮位变化与流量呈现相同的变化趋势,南京和镇江两个潮位站的水位变化最为明显,江阴、天生港、徐六泾的水位变化相对较小,共青圩潮位站的潮位基本不随径流发生相应的变化趋势;各潮位站之间均有一定的相关性,且相邻两个潮位站之间的水位相关性较高;随着潮位站之间距离的增大,水位的相关性呈现出明显的下降趋势;低水位的传播延迟时间均大于高水位的传播延迟时间;随着站点与入海口距离的增大,涨潮历时出现逐渐减小、落潮历时逐渐增大的变化趋势。     

桉树人工林对林区水库黑水的影响

以桉树人工林区水库———南宁市天雹水库周边种植的桉树、马尾松两种主要树种为研究对象,分别对比其凋落叶在蒸馏水、水库表层水样、水库底层水样浸泡下的水质特征,并结合2018年春(3月)、夏(7月)、秋(11月)、冬(12月)4个季节对水库近桉树林与马尾松林径流入库区水质情况,分析桉树凋落叶对林区水库黑水的影响。结果表明:桉树浸泡液呈现黄棕色甚至黑褐色,色度显著大于马尾松浸泡液,其单宁酸与溶解性有机碳(DOC)质量浓度分别达到1.14 mg/L和46.40 mg/L,均较马尾松高,水体色度与DOC、单宁酸均呈显著正相关关系,相关系数分别为0.83和0.94;近桉树林区库区的水体的有机质和Mn质量浓度也高于近马尾松林区库区;桉树凋落叶与缺氧的水库底层水体混合后,Fe、Mn质量浓度升高,分别达到1.21 mg/L和2.09 mg/L。