太湖流域平原水网城市生态补水措施研究

太湖流域独特的平原河网特性决定了其水环境治理和水生态保护的复杂性,为探究生态补水对平原水网中心城区河道流速和水质改善效果,以苏州市古城区为例,基于MIKE模型构建生态补水模型,并模拟3种不同生态补水方案对研究片区水动力和水质的改善程度。结果表明：通过新增补水水源、提升补水水量、增设生态堰坝等生态措施,可优化中心城区多源补水格局,完善补水体系,提升活水保证率,古城区重点河道断面水质均得到有效改善,且大部分提升至Ⅲ类及以上水平,可为改善平原水网中心城区河道水动力创造有利条件。     

基于补水配置情景的河流水质及环境容量研究——以汾河干流为例

汾河流域是山西省的政治文化中心和重要农业产区,也是全国的主要能源基地分布区域,该流域目前面临严重的水生态问题,而生态补水是改善水生态质量的一项重要举措。为定量评价生态补水对流域水质与水环境容量的影响,本文构建了汾河水质水量联合模拟平台,以污染源负荷和生态补水配置情景为基础,考虑2种不同补水方案,评价了汾河干流30个主要断面的水质状况与水环境容量。结果表明,现状水资源条件下汾河COD和氨氮容量分别为2.67万和0.14万t/a;生态补水方案可有效改善水质,低生态补水方案补水2.5亿m3,由于考虑了生态需水,对水环境容量影响不大;高补水方案补水3.9亿m3,可相应提高汾河干流COD8%和氨氮12%的水环境容量。     

十三陵水库水环境影响因素分析及管理建议

阐述了十三陵水库流域降雨与水库补水、水质、防渗措施以及当前水库水政执法和工程管理措施等现状,分析了水库水环境存在的主要问题和影响因素,提出了采取工程手段加大天然来水入库水量、通过补水改善水质、实施滩地整治、加强对库区内经营户管理以及与地方政府协作管理水库等措施,为进一步提升水库水环境创造条件。     

基于生态补水的水环境改善效果评价体系

在分析生态补水对水环境影响的基础上,从水文、水力、水质角度提出改善效果评价体系,具体的评价指标包括生态补水量系数、重要节点补水效率、换水周期变化率、区域水质改善度;以常熟市生态补水试验为例,分析评估了生态补水对水环境的改善效果。结果表明,该指标体系能够为优化生态补水方案提供定量化基础,同时指导不同连通调水模拟方案间的优选分析。     

某人工湖泊二维水动力及水体更新时间数值模拟与分析

以成都东部新区某人工湖为研究对象,基于MIKE21软件的二维水动力模块和对流扩散模块,对湖泊内水动力特征及换水能力进行数值模拟研究,为湖泊规划设计和水环境管理提供一定的科学参考。通过规划和实测数据建立该湖水动力和对流扩散模型,结合水体更新时间计算方法分析了天然状态和持续补水状态下的换水能力情况。结果表明：天然状态该湖水体更新时间长,湖区东部更为明显,水质一旦恶化很难靠自净能力恢复;持续补水状态下有利于水体更新,但补水水质不稳定的情况下对湖区东部影响大,且湖体存在小范围末端区域水体更新时间在半年以上,该区域水质很难通过清水补给改善。     

基于水质评价综合模糊优化法对广州市猎德涌引清调度工程水质改善效果的研究

随着水生态文明的大力推进,城市河涌的水环境和水景观问题受到了全社会的普遍关注,本文以广州市猎德涌补水工程为例,利用水质评价综合模糊优化法对其水质改善效果进行客观定量评价。通过对比分析不同补水工况对水质改善效果的影响,发现补水工况下水质明显优于未补水工况,补水流量越大水质越优。     

再生水补给条件下河流水质及河岸渗滤水质演变试验

由于人类活动影响加剧,永定河呈现水量锐减以及水环境持续恶化的趋势,生态环境遭到严重破坏。在此背景下,永定河生态重建工程亟待开展,生态补水方式急需确定。为探究多水源生态补水方式对河流水质及河岸渗滤水质演变的影响,开展模拟试验,探究流速、温度和土壤渗滤对再生水补水水质的影响。研究结果表明:流速增加有利于污染物降解;与高温相比,低温条件下的污染物降解能力明显优于高温,表明低温在一定程度上有利于再生水补水水质的改善;河岸渗滤水某些水质指标有一定程度的好转,但由于河底沉积物的聚集吸附作用使得通过土壤的水体轻微富营养化。最终结果表明,流速对于再生水补水水质指标影响最大。     

基于补水配置情景的河流水质及环境容量研究

黄河最重要的子流域之一汾河流域是山西省的政治文化中心和重要农业产区,也是全国的主要能源基地,汾河流域目前面临严重的缺水与水生态问题,而生态补水是一项重要举措。为定量评价生态补水对流域水质与水环境容量的影响,本文构建了汾河水质水量联合模拟平台（FRSYS）,由5个子模型构成,以污染源调查计算和生态补水配置情景为基础,考虑了两种不同补水方案条件下,对汾河干流30个主要断面的水质状况与水环境容量进行了定量评价。结果表明,汾河流域年排放污染物COD和氨氮分别为5.34和0.96万吨/年,太原及其下游断面未能达到目标要求,太原、临汾断面的水质较差;现状水资源条件下汾河COD和氨氮的容量分别为2.67和0.14万吨/年,生态补水方案可有效改善水质状况,低生态补水方案补水2.5亿m3,对水环境容量影响不大,高补水方案补水3.9亿m3,可相应提高汾河干流COD和氨氮8%和12%的水环境容量。     

诸暨高湖生态补水方案研究

高湖是浙江浦阳江流域重要的蓄滞洪区，改造后将形成面积359.28万m²、容积606.8万m³的中型城市湖泊。但建成后的高湖湖区清水量不足，在生态系统构建初期有必要采取补水活水方式来保持高湖水质。生态补水方案根据不同水源水量、水质的特点，提出由浦阳东江和开化江联合补水，石壁水库、陈蔡水库作为应急水源；并充分利用水源的水位和水质情况，提出自流与加压、预处理与直引多种组合补水方式；生态补水采用环湖管网的方式配送到沿湖8个补水点，实现定点精准补水。通过多水源、多工况的生态补水方案，可有效减少死水区，提升湖区水质，并节约了大量的运营能耗和净水费用。高湖水质在运行初期可保证大部分区域水质达到Ⅳ类及以上。     

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。     

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。     

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。     

乌梁素海退水对黄河水质影响分析

乌梁素海每年向黄河退水约4000万m3,由于其退水是在2~3个月内集中下泄,且水质较差,因此对黄河水质造成一定影响。利用数学模型对乌梁素海按照现行调度方案退水时对黄河水质造成的影响进行了分析,结果表明:①为保证黄河水质安全,在乌梁素海现状水质条件下,必须对现行退水调度方案进行调整;②只有加大乌梁素海污染源及湖区治理力度,改善乌梁素海水质,才能从根本上解决问题。     

台州市核心区生态补水最佳流量研究

为改善台州城区水生态环境,确定对台州城区生态补水的规模,应用MIKE 11水环境模型软件建立河网水量水质耦合模型,研究河网水动力变化对水质改善的影响,对模型进行率定、验证,并预测8种不同工况条件引水后的水质状况,以水环境质量改善后降低的污水处理费用作为经济效益指标,以泵站运行费用作为成本指标,计算引水流量与工程净效益之间的定量关系,最后分析得到最佳引水流量,旨在为确定、优化台州市区生态补水流量、治理城市水污染问题提供决策依据。     

深圳河湾水系生态需水的污水资源化

以深圳河湾水系为例,探讨以污水资源化再生水满足城市水系生态需水的方法。该方法统一考虑河流的水量水质需求,计算不同截污率和补水水质条件下河流的生态需水量;根据生态用水的供需平衡情况,确定污水资源化规模与水质要求。在此基础上,设计污水资源化的处理工艺以及再生水厂等的分布;并通过数学模型预测补水方案对水环境改善的效果。本研究为面向城市水系生态补水的污水资源化工程规划提供了科学的方法。     

牛栏江-滇池补水工程改善滇池水环境效果预测

以适宜滇池水流水质输移扩散特点的滇池水环境数值模拟技术为手段,综合分析了牛栏江补水对滇池水体交换性能、湖区湖流形态和水流流速的影响,模拟预测了滇池补水前后入湖污染物滞湖量的变化,对比分析了补水入湖线路对湖区水质的影响差异,预测了2020年不同治污情景下滇池可能出现的水质状况。该研究成果可为滇池流域水污染综合治理和牛栏江-滇池补水工程设计及运行管理提供科学依据。     

城市小流域水环境综合治理方案分析

城市小流域水环境受外界污染往往形成黑臭水体,水环境问题日益突出,对小流域水环境综合治理显得尤为重要,消除水体黑臭,改善水环境质量。文章以深圳市新圳河(南山段)为例,分析水体黑臭的原因及存在的问题,提出水环境综合治理方案路线,结果表明防洪工程、生态补水、水质改善工程、正本清源等工程综合治理方案后,水质整体消除水体黑臭,达到工程预期整治目标。     

基于MIKE21的小南海湖补水方案效果分析

人类开发活动导致湖泊污染严重,生态功能严重退化,研究补水改善湖泊水质对于维持湖泊生态系统健康意义重大。针对小南海湖COD、TN浓度较高的水环境现状,应用MIKE 21软件建立小南海湖二维水动力水质模型,分析5个补水方案对湖泊水环境质量改善的效果。结果表明,截断倒虹管污水入湖后,湖泊水位下降0.7 m,必须同步实施补水工程;湖泊补水8个月后,湖泊水质开始明显改善;单从新河引水时,小南海湖心COD浓度降至29 mg/L,TN浓度降至19 mg/L,改善效果显著,从松西河补水对湖泊水质的改善效果较新河补水差,因此,考虑水质改善效果,建议从新河引水补给小南海湖。     

水环境修复技术在沧州湿地的应用

针对沧州湿地水资源短缺、面积萎缩、水质恶化、生物多样性下降及淤积严重等问题,采用调水补水、雨洪资源补水、生物调控等技术措施对沧州湿地进行水环境修复,并分析其修复效果。结果表明,沧州湿地生态环境得到了改善,所采取的水环境修复技术是有效的。     

基于水质目标的人工生态湖运行方式研究

为研究如何长期保持人工生态湖水体清洁,以象湖为研究对象,应用MIKE 21水环境数值模拟软件,构建了象湖二维水动力和水质模型。通过对象湖生态工程进行模型概化,对湖区流场和水质进行研究,模拟计算了不同补水方式、换水方案下湖区流场变化及湖体水质演化过程,结果表明:在自然风条件下,湖区换水周期从西到东逐渐增加,在湖区东部,换水周期相近;在1 m~3/s的换水流量下,湖区西部换水周期小于22 d,湖区东部换水周期为22～27 d;在6—9月换水6次,即在夏秋季高温天气时保持1 m~3/s的换水流量可满足水质控制目标,若配套采用环湖湿地,夏秋季进行4次换水可达到水质管理目标。