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。     

基于EFDC模型的人工湖水质保障最佳运行方式研究

以石家庄市正定湖为例,基于EFDC水环境数学模型确定引水规模,分析风场因素对人工湖调水置换效果的影响,并根据不同风向、风速的风场叠加后湖区水龄模拟结果,探明最有利于调水的外部环境条件：正定湖最佳引水风向为偏北风,风速为5m／s时,实现80％水体交换需要2～3d。     

基于EFDC模型的长江下游码头溢油风险预测

为了更有效地预测溢油事故,建立了基于EFDC(environmental fluid dynamlics code)模型的长江下游南京段码头溢油事故影响的预测模型。研究结果表明:构建的二维水动力模型能够较为准确地反映研究区域风场、流场、复杂地形条件综合影响下长江溢油扩展和迁移运动的整体规律,油膜在研究区域降解较慢,溢油发生在落急时刻和西风风向时,油膜更早向下游扩散,对下游保护区的污染更严重。     

基于EFDC模型的感潮河网地区闸门调度研究

水动力调控是治理黑臭水体、建立良好水环境和水生态的重要措施。对于感潮河网地区,做好闸门泵站调控的水动力调控达到活水循环是水环境问题治理的关键。研究了福州感潮河网地区水系水质维持的水动力调度模拟。基于EFDC构建福州复杂河网水系水动力水质模型,模拟研究区内不同水质目标及引水条件下的闸泵调度对河道水质变化影响。根据模型模拟结果得出结论：采用潮差引水可以降低运维成本,但是无法使水质恢复维持在优秀水平;采用泵站引水可以快速恢复河道水质,使用不同位置泵站对河道内水质产生影响不同,应根据实际的运维目标进行调整;同时开启水系南侧闸门及泵站易导致河网中心区域水体流向反复,引发水体震荡,不利于河道水质恢复维系,在运维调度中应避免同时开启。研究结论可以为感潮河网地区水质维系和水动力调控实施提供方法借鉴。关键字:     

基于EFDC和WASP耦合模型的水库水质数值模拟研究

从工作实践中可以发现,仅依靠单一模型对水库水质数值模拟存在难以模拟真实水流形态的问题,导致模拟拟合度较差,研究基于EFDC和WASP耦合模型设计一种水库水质数值模拟方法。在笛卡尔坐标系下建立水库坐标,确定EFDC水动力模型配置。划分网格结构,利用WASP计算水质模型的相关参数,默认污染物在水平和垂直方向无浓度梯度变化,网格单元浓度使用中心浓度表示。将EFDC的输出变量与WASP进行耦合,建立等效网格空间,两种模型的输出通过“.hyd”文件形式进行耦合,包括流量、速度和扩散参数等水体组分信息,利用COSMIC程序进行求解。仿真实验结果表明,TP浓度模拟值与实际监测值的变化情况比较贴合,其平均相对误差不超过20%,符合预期设定并具有较高的模拟拟合度。     

基于EFDC模型的明湖水库水质数值模拟及预测

基于EFDC模型,以支鱼港补水闸和大尖退水闸实测流量、水质、水位为计算边界,模拟并探讨了明湖水库库区水体在静置期和交换期的水质情况。结果表明:库容较大时,库区水体水环境容量较高,水质浓度的增加幅度较小;COD浓度随水体静置时间增加的幅度较NH3-N低;在水体静置期,库区水体停留时间以27~30 d为宜;明湖水库运行期间,通过支鱼港补水闸、大尖闸与大冲闸联合调度运行,相机换水可有效保证库区水质安全。     

基于EFDC模型的南方某水库富营养化三维数值模拟

针对目前南方某水库存在“水华”风险问题,利用2010年实测水文、水质数据,基于EFDC富营养化模块,构建了南方某水库三维富营养化模型,并利用2011—2012年和2016年实测数据进行了模型参数率定和验证。结果显示水温和总磷模拟效果最好,模拟值与实测值高度吻合,年均总误差分别为0. 5%和-1. 4%; COD次之,模拟值与实测值基本吻合,年均总误差为-4. 4%;总氮和叶绿素模拟值与实测值有一定偏差,但仍能很好模拟变化趋势,氨氮和溶解氧稍差。该模型可为该水库后续开展水质和水生态预测预警提供技术支持。     

基于EFDC模型的感潮江段溢油事故风险预测

为了在溢油事故发生后能够立即采取有效措施控制和减轻油污染,降低事故危害,采用环境流体动力学模型(EFDC)对长江下游靖江段某码头进行溢油事故风险影响预测。通过EFDC准确地模拟出该江段的二维流场,在流场、风场以及复杂地形等综合条件下,采用拉格朗日质点追踪法计算油品入江后油膜漂移轨迹以及到达、离开下游保护区的时间。结果表明:油膜沿水流方向逐渐被拉伸,覆盖面积逐渐增大,且受长江地形条件影响;在感潮江段,潮流场对油膜漂移行为的影响占主导作用,同时风场也会影响油膜的漂移行为。受涨落潮的影响,油膜向下游来回震荡漂移;溢油事故发生时刻的流场不同,油膜往下游漂移的速度也不同,当溢油事故发生在落潮时,油膜往下游漂移速度更快;不利风向时风速越大,油膜往下游漂移的速度越快。     

基于EFDC模型的尾水回用于城市景观水体优化计算

以昆山市内蓬朗污水处理厂深度处理后的尾水回用于城市景观水体夏驾河为例,以环境流体动力学模型(environmental fluid dynamic code,EFDC)构建的夏驾河三维非稳态水量模型为基础,考虑经济、社会、环境等多方面的效益,构建目标函数,研究6种设计情景下尾水回用的综合效益,确定污水处理厂尾水回用的最佳运行方案。结果表明,从经济、社会、环境效益最大化的角度出发,昆山市夏架河尾水回用最优方案为:出水口选为距太仓塘4.5 km处,排水方向为吴淞江,回用流量为3.4万m3/d。尾水回用于景观水体可以有效改善水体交换,蓬朗污水处理厂尾水入河位置及回用量流量直接影响夏驾河换水周期以及夏驾河水质的好坏。     

基于SMS水质模型的蘑菇湖水环境容量分析

蘑菇湖水库是典型的西北干旱区山前洪积扇平原水库,水质长期处于严重污染状态,在污染源调查和污染负荷估算的基础上,基于SMS水质模型对不同规划年份的蘑菇湖水库水质进行模拟,通过得出的各类污染物浓度场分布特征及演变趋势,分析水库水环境容量,并针对性地提出了污染负荷削减总量的防治方案。结果表明,目前蘑菇湖水环境持续恶化为劣Ⅴ类水体,为保障未来年份蘑菇湖水库水质的提升和改善,必须削减流域内污染物的排放量。污染物浓度场模拟结果显示,控制南部的上游入库口污染物排入是蘑菇湖水库主要污染负荷削减的关键。根据削减后污染物浓度场分布预测,可以看出水质的明显改善,说明污染控制方案有效。     

基于EFDC的闽江干流下游DO变化研究

建立了闽江下游河道水口坝下—金刚腿段二维EFDC水环境数学模型,利用水文水质同步监测资料对模型进行率定,模型计算了不同条件下闽江下游河道DO浓度变化规律。结果表明:增加北港分流比,削减闽侯城镇生活、畜禽养殖污染物的排放量和使福州市区排入北港的内河(光明港、白马河)水质达到Ⅴ类水标准内,能够增加北港水体的DO,相反减小水口水库下泄流量则会导致DO降低。为确保闽江干流下游DO持续稳定达标,应采取增加北港分流比、增加枯水期水口水库下泄流量、削减区域污染物排放量、减小枯水期闽江下游调水量等措施。     

关于梧桐湖水系连通工程设计方案的研究

鉴于随着梧桐湖新城建设的实施,区内港渠、湖泊水质、水环境将恶化,通过对梧桐湖水系连通工程实例的研究,从工程的安全性、生态性和经济性出发,充分考虑水环境现状、生态环境现状和污染源排放预测,采取相应的工程处理措施,以实现梧桐湖新城的防洪、排涝、水系建设、水质改良与水网连通的目标,可为类似工程提供借鉴。     

基于EFDC的西南地区某水库水温结构模拟研究

为预测西南地区某水库的水温分布规律,本文以EFDC模型为基础,参考二滩水库、三峡水库和阿海水库等算例的模型参数取值,建立了该水库二维水温模型,对该水库典型平水年水温分布进行预测,分析了该水库水温分层及下泄水温的变化规律。模拟结果表明:(1)典型平水年夏季该水库会出现水温垂向分层现象,其中6月份垂向温差最大达到10℃;(2)水库表层水体温度呈现出季节性的变化规律,日间变化也十分明显,底层水体温度比较稳定,仅随季节更替稍有变化;(3)水库取水口底板高程620 m时,下泄水温与天然水温比较,下降幅度小于0.5℃。     

基于EFDC示踪模拟的人工湖调水规模分析

城市景观人工湖规划设计时,需在湖体水质恶化到一定程度引入新的水体进行调水置换,以确保湖区水环境质量,合理确定的引水条件将有效节约引水资源量。以石家庄市正定湖为例,基于EFDC水环境数学模型,分析了不同调水方案下湖区示踪粒子追踪模拟情况,根据示踪粒子追踪模拟结果,确定了湖区最优调水规模,并探明了湖区潜在的重污染区域和富营养化高发区,为切实保障湖区水环境质量提供了技术参考。     

基于模型优化的流域监测方案研究

海绵城市建设需同步构建针对水质水量的监测方案。以滴水湖流域为例,构建了基于模型优化的监测方案。该方案分成汇水分区、典型项目和典型设施等3个层面,结合流域水质水量模型的构建分析,在满足监测要求的同时减少监测点数量,有效降低经济成本和设备维护难度。     

单竹窝水电站1号机组技术改造方案

分析梅县单竹窝水电站的机组转轮、导水机构、主轴密封及受油器存在的问题,提出有针对性的技术改造方案,对相关电厂的设备改造具有一定的借鉴意义。     

基于多闸站联动的镇江金山湖水系水质水量联合调度方案研究

正结合镇江金山湖水系特点,建立河湖互连流场模型,为水利调度提供理论依据,金山湖河湖互联多闸站联合调度方案为镇江市金山湖水质保持与改善起到重要作用。构建了金山湖河湖互联多闸站联合调度的水质水动力模型。分析了金山湖水文、水质变化规律,利用模拟软件构建金山湖水动力水质模型;根据实测值对其进行校验,实现在不同引换水条件下,对金山湖水质的预测分析,形成金山湖水系统空间集成调度技术体系;在不同调度方案下,研究金山湖水动力特性、污染物输移、污染物浓度及     

河湖水系生态连通布局方案优选技术平台研究

河湖水系生态连通是维系流域健康的重要举措之一。河道之间能否有效连通及功能的发挥程度与河湖水系的连通方案紧密相关。为准确高效地确定最优设计方案,以水系连通的理论定义为基础,研发了河湖水系连通“三层三库三模块”规划布局方案优选平台(RLCPP),以优选河湖水系连通的具体路径。数据平台以数据库、模型库、案例库“三库”作为支撑层,与功能层、交互层统一结合,并利用水系提取、图模型构建等关键技术,综合集成了水系连通规划方案优选分析、水量-水质-生态耦合分析模型集成及河湖水系生态连通案例库管理三大功能模块。平台可为河网水系连通规划制定及连通方案优化提供技术支撑。