多尺度海绵城市系统雨洪控制研究

雨水的开放性与流动性使城市洪涝灾害的产生具有多尺度特征,海绵城市系统中也存在多种规划建设层级与尺度,且各层级尺度下的规划建设内涵与雨洪控制目标各不相同。本文基于SWMM模型,以位于广州市的三个不同空间尺度区域(局域集水单元、城市汇水区、城区小流域)为研究对象,通过现状解析、海绵改造方案设计与模拟的方式,对不同尺度海绵系统雨洪控制措施的合理设置,以及实现城市排水治涝与海绵城市建设的综合控制目标进行系统性实例研究。研究结果表明：在小尺度海绵系统中应通过微观控制措施实现系统径流、出流要素控制,在中、大尺度海绵系统中应通过兼顾绿色与灰色基础设施、管渠与调蓄设施、源头与终端结合的控制措施,分别实现流量峰值的控制与积水情况的缓解。研究可为海绵城市的统筹规划建设及不同单一尺度区域的海绵城市规划设计与研究提供明晰的参考。     

浅水湖泊水生态数学模型研究及应用

该文针对珠三角感潮浅水湖泊水环境模拟问题,在二维水流-污染物输移耦合数学模型基础上,结合WASP(water quality analysis simulation program)水生态数学模型原理,考虑溶解氧、氨氮、硝酸盐氮、有机氮、无机磷、有机磷、碳生化需氧量和叶绿素a等8个水质变量及其相互作用的溶解氧平衡子系统、氮循环子系统、磷循环子系统和浮游植物动力学子系统,建立了浅水湖泊水生态数学模型。通过室内实验系统模拟了珠三角某典型感潮人工湖泊外江来水营养条件对蓝藻生长的影响,确定了蓝藻生长速率等关键模型参数,并模拟了湖泊不同换水方案下叶绿素a的时空分布规律,为控制湖泊水体富营养化、预防蓝藻水华爆发提供科学依据。     

含井字形河渠的分蓄洪区洪水演进数值模拟

针对分蓄洪区内存在井字形河渠的特殊地形情况,考虑水流在河渠内外区域里运动特点的不同,在现有的分蓄洪区平面二维水流数学模型的基础上,对模型进行扩展,建立了适合模拟含有井字形河渠的分蓄洪区洪水演进的新平面二维水流数学模型.运用模型对概化地形区域进行计算,计算结果表明,井字形河渠内水流流速较快,河渠内水流充满后越过堤防进入相邻区域,水流运动比较符合规律,证明了该模型在理论上和方法上都是可行的.该方法可用于模拟分蓄洪区内含有井字形河渠对洪水演进的影响,为防洪调度提供参考.     

博贺电厂海区波、流共同作用下的悬沙数值模拟

博贺电厂厂址濒临南海,受南海潮流、波浪作用,水流运动复杂。为了有效地研究和预报工程海区的潮流、泥沙运动,必须考虑潮流、波浪和泥沙的综合作用。结合目前研究成果,建立博贺港海区波浪、潮流共同作用下的平面二维泥沙数学模型,并采用实测的同步水文泥沙资料对所建模型进行了验证。在此基础上,对博贺电厂不同方案实施后海区的潮流、泥沙运动进行了模拟和研究。     

广东省社会经济-水资源复合系统协调度评价

社会经济的快速发展导致区域水资源系统与社会经济系统之间存在交互耦合、协同竞争的关系。选取广东省为研究案例,运用相对色散系数法与耦合函数法相结合的耦合协调度评价方法,研究了该区域1980—2017年社会经济与水资源系统的协调度,得出如下结论:①基于物理学"耦合"概念,通过计算社会经济系统与水资源系统之间的相对距离,准确量化了2个子系统的耦合协调程度;②整个研究期间,广东省社会经济与水资源复合系统协调度整体呈现增长趋势。前期1980—2005年社会经济与水资源复合系统处于中等协调水平,后期2005—2017年2个系统之间处于高协调水平。     

新时期珠江三角洲洪潮防御思考与建议

近年来,受全球气候变化和区域人类活动影响,洪水、风暴潮等灾害频发,威胁滨海城市水安全。在系统梳理珠江三角洲防洪（潮）现状基础上,剖析了珠江三角洲洪潮防御面临工程体系尚不完善、堤防设防标准较低、风险应对能力不足等问题,针对珠江三角洲来沙锐减、河道下切、洪水归槽、潮汐动力增强、风暴潮加剧等新形势新问题新挑战,提出针对性对策与建议,为提升珠江三角洲洪潮防御能力、保障区域水安全提供参考。     

伶仃洋滩槽演变趋势预测研究

近年来伶仃洋高强度开发和建设改变河口形态和边界,必然对滩槽冲淤和演变产生影响,其累积和长期效应是河口开发治理需高度关注的问题。采用泥沙数学模型作为技术手段,通过设计出代表珠江河口长期的径潮特征动力的水沙系列计算河床冲淤变形,在对伶仃洋水沙运动和冲淤发展进行验证的基础上,对伶仃洋河口区的滩槽演变趋势进行了预测,并分析伶仃洋近期的滩槽演变趋势。     

一、二维耦合数学模型在感潮河网洪水风险图编制中的应用

为了解决感潮河网径流、潮汐交汇,动力复杂,溃决洪水难以用经验公式准确概化的问题,建立直接以溃口为耦合断面的河网一维、保护区二维侧向耦合模型,将感潮河网与保护区一体化,避免环境因素及经验参数的不确定性带来的溃口流量估算误差。典型算例和中顺大围溃决洪水情景模拟表明：洪水自溃口集中喷射出后分散流向围内,流态受围内下垫面影响显著,溃口水位、流量随外江潮位涨落而起伏变化,由溃口流量过程线计算所得溃口水量与根据淹没区各单元的面积和水深计算的围内总水量一致。模拟成果直接反映下垫面、水头差、潮位涨落,及溃口流态对溃决洪水的综合影响,反映出本耦合模型计算溃口流量及对溃决洪水模拟的合理性、可信性,具有较好的应用前景。     

南宁过江隧道河段极限冲刷深度预测

对邕江南宁段过江隧道工程附近水文特征及近期河道演变特点进行了分析。同时,利用河工模型试验预测了不利水文条件下隧址河段河床的最大冲深。成果表明,在不利水文条件下,邕江大桥附近特别是左岸受弯道水流影响,河床冲刷较为明显;在上游水库运行及人工采砂影响下,工程河段局部冲刷更为明显,邕江大桥附近洪水后河床最低点高程约为44．75m,预测的最大冲刷深度可为过江隧道的合理埋设提供科学依据。     

北部湾海南东方电厂取、排水口泥沙数值模拟研究

海南东方电厂濒临北部湾，受波浪、潮流作用，水沙运动复杂。针对工程特殊地理位置和自然条件，建立北部湾海区波浪与潮流共同作用下的平面二维泥沙数学模型，对海南东方电厂取、排水口的泥沙问题进行了研究，研究结果可以为工程方案设计及运行维护提供依据。