基于一维水质模型的平原河网水环境容量计算

平原河网地区的水环境治理修复是一项艰巨复杂的综合系统工程,合理计算水体的水环境容量,对于确定水环境综合治理工程的规模尤为重要。以上海市闵行区某镇水生态修复三期工程项目研究区为例,通过构建一维水质模型计算了研究区各河段不同时期的水环境容量,分析了各河段水环境容量的时间变化过程,确定了平原河网水环境综合治理工程中的污染负荷削减比例,为水环境管理提供支持。     

WASP5水质模型在平原河网区的应用

以平原河网区水环境为研究对象,选择了WASP5系统作为平原河网水质模拟的基本工具,针对WASP5系统自带的DYNHYD5水动力模型功能的局限性,以及平原河网水力调控系统复杂的特征,选择了具有产汇流模拟、闸坝控制模拟及河网水流模拟等功能的三级联解平原河网水动力模型。通过利用C++语言编程,实现了三级联解平原河网水动力模型与WASP5水质模型的耦合,使之可以应用于平原河网水环境的模拟。并把研究成果运用到实际引调水工程中去,模拟引调水工程中不同实施方案下的环境效益,为引调水工程实施方案的确定提供了理论依据。     

平原河网污水治理工程中的水质模拟计算

慈溪市位于浙江北部经济发达的平原河网地区,2006年前,大量工业废水和多数未经处理的生活污水经市区和各镇区内河排入河网水系,最终排入杭州湾,对内河和海域污染较重,其市域污水治理工程一方面扩大地区管网和污水处理能力,另一方面扩大供水能力进行治理。采用一维水环境数值模型,在验证基础上模拟计算了工程进行前后内河水质CODMn的变化,为工程环境影响评价提供可靠的数值。     

基于汉口分类处理的平原河网水质模拟方法

在目前常用的平原河网水质模拟三级解法中,对所有汉口出口断面浓度均采用均匀混合假设,然而汉口处不同的水动力条件和来流水质使得均匀混合假设未必适用于所有的汉口.为修正传统方法中的这一理论不足,该文提出对不同类型的汉口进行分类,并基于不同的处理建立平原河网水质模型.较之传统的三级解法,该方法直接求解断面浓度,无需求解汉口处的浓度,可有效简化求解过程并提高精度.将模型应用于江苏昆山某河网,求解非恒定流条件下各断面的COD浓度.结果表明:在未采用均匀混合假设的汉口,出流断面浓度与传统模型的结果差异明显;该模型计算结果与实测值吻合较好,可应用于平原河网水质模拟.     

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。     

温瑞塘河河网水质模型研究

利用MIKE11软件包，建立温瑞塘河水动力水质模型，对19个水文测点与38个水质测点连续5d的实测资料的验证结果表明，计算值和实测值吻合良好，相关指标的验证精度较高，可用于类似平原河网地区，以预测水质变化趋势与工程措施的有效性。     

湖泊-河网耦合水动力水质模型研究

根据太湖地区水系复杂、湖泊众多、河道水流方向复杂多变且受到人为干扰的特征,基于一维河网水质模型,二维湖泊水质模型,采用有限控制体积法获得离散的水动力学和水质模型控制方程,通过河网与湖泊连接断面上河流的流量、水位、水质与湖泊的流速、水位和水质耦合求解,解决了河网湖泊水质模型的耦合,并将闸站控制对河流湖泊水动力水质影响过程进行了时间空间的线性化处理,以边界条件方式将闸站控制带入模型代数方程中进行统一求解,建立了适合于太湖流域的湖泊河网耦合水动力水质模型.采用太湖典型流域河网区2007年实测水文水质资料对耦合模型进行率定和验证.结果表明,模型计算值与实测资料吻合较好.该模型适用于复杂湖泊-河网区的水动力和水质变化的模拟和研究.     

三角联解法力水质模型的糙率反演及面污染源计算

采用三级联解法建立河网的水量水质模型。在水量模型中，对糙率的率定作了改进。     

MIKE 11模型在南通平原河网模拟中的应用

基于丹麦水利研究所开发的MIKE 11构建南通平原河网模型,分别利用模型中的NAM模型和HD模型对各流域进行产汇流以及河网的水动力过程进行模拟。采用了实测水文站资料对模型进行了率定、验证,并利用验证后的模型对20年一遇降雨下南通河网排水情况进行模拟。该模型可以为南通地区的排涝以及引水工程提供重要参考和指导意见。     

东南沿海平原河网区域水质水量模型研究

为探究东南沿海平原河网区域水质改善的可行方案,针对温岭市金清水系污染来源复杂的问题,开展水质水量模型研究。采取"流域分区-用户定位-排污计算"的污染负荷计算思路,建立水质水量耦合模型,以河网主要污染物氨氮为评价指标,提出重点断面的水质改善目标以及对应的污染控制方案与引水方案。结果表明:实施削减氨氮污染物入河量至1 023 t的污染控制方案与向南官河引水10 m3/s的引水方案组合可使各重点断面平均水质达到V类水标准;实施削减氨氮污染物入河量至728 t的污染控制方案与向南官河引水20 m~3/s的引水方案组合可使各重点断面平均水质达到Ⅳ类水标准。研究成果为温岭市金清水系面向众多污染源的精细化、精准化污染治理提供参考,为类似区域的水质改善提供借鉴。     

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。     

平原地区城市河网水环境改善的补水调度策略研究——以天津市中心城区河网为例

针对平原地区城市河网中存在的补水效果差、水质不达标等水环境问题,采取问题解析-方法优化的思路开展河网水环境改善的补水调度策略研究,提出了融合现状模拟和成因分析、补水调度策略验证、补水调度实施方案的研究思路。以天津市中心城区环城河网进行实例应用,基于现状问题解析揭示了河网水质不达标原因,按照保持现有工程措施及增设工程措施的顺序提出了适用的推荐补水调度策略,并基于推荐补水调度策略提出了年度整体实施方案及实际实施方案,其中年度整体实施方案对应的年度补水调度总需水量为3.19亿m3。研究表明本文提出的补水调度策略研究方法可利用有限的补水资源有效地改善水环境,可在其他平原地区城市河网中进行推广。     

基于GIS的平原河网非恒定流计算模型

运用矩阵标识法求解节点水位方程,并结合地理信息系统(GIS)技术建立的平原河网非恒定流计算模型,具有节省河网基础资料的前处理和提高计算工作效率的特点．     

Development and application of a eutrophication water quality model for river networks

The Preissmann implicit scheme was used to discretize the one-dimensional Saint-Venant equations, the river-junction-fiver method was applied to resolve the hydrodynamic and water quality model for river networks, and the key issues on the model were expatiated particularly in this article. This water quality module was designed to compute time dependent concentrations of a series of constituents, which are primarily governed by the processes of advection, dispersion and chemical reactions. Based on the theory of Water Quality Analysis Simulation Program （WASP） water quality model, emphasis was given to the simulation of the biogeochemical transformations that determine the fate of nutrients, in particular, the simulation of the aquatic cycles of nitrogen and phosphorus compounds. This model also includes procedures for the determination of growth and death of phytoplankton. This hydrodynamic and water quality model was applied to calculate two river networks. As illustrated by the numerical examples, the calculated water level and discharge agree with the measured data and the simulated trends and magnitudes of water quality constituents are generally in good agreement with field observations. It is concluded that the presented model is useful in the pollutant control and in the determination of pollutant-related problems for river networks.     

基于神经网络参数优化的岩体边坡稳定性评价

高陡岩体边坡的稳定性是一个内部存在多种相互联系、相互影响因素的复杂系统,而BP人工神经网络属于非线性动态系统,较适合用于评价高陡岩体边坡稳定性。分析了BP网络模型参数对高陡岩体边坡稳定性评价精度的影响,并提出了对模型参数进行优化,以提高预测精度的若干办法。用一工程实例对参数优化后的BP神经网络在高陡岩体边坡稳定性评价中的应用效果进行了检验。研究表明,用经参数优化的BP人工神经网络模型预测高陡岩体边坡稳定性是可行的,预测结果虽然与实际状态存在一定的误差,但仍可以相对准确地反映边坡稳定状况。     

基于混合回归模型的沿海平原河网洪水位预报研究

本文针对沿海平原河网水文情势复杂、洪水位预报困难的特点,以温瑞平原为研究对象构建混合回归模型,采取物理成因与数理统计相结合的思路,探究适用于沿海平原地区的洪水位预报新途径.利用产汇流模型计算求得各水文分区洪水过程,形成预报因子库,并在此基础上构建混合回归模型,通过耦合多元逐步回归模型与门限回归模型进行洪水位预报研究.研...     

平原河网地区水资源配置仿真模拟模型研究

从平原河网地区水资源配置要求出发,建立以平原产汇流模型、水资源配置模型和河网水流动力模型组成的平原河网地区水资源配置仿真模拟模型,以时甚至分为计算时段,达到仿真模拟平原产汇流、供排水、水体在河网中流动及各种水利工程的调度运行的目的。