西、北江三角洲主要河道枯季水量分配比初步探讨

根椐2005年珠江调水压成实测水文资料,对西北江三角洲各主要河道及各入海口门净泄量占马口、三水净泄总量的百分比进行计算,分析各河道及各口门的水量分配比在不同水动力条件下的变化趋势;在上游来水增加时,西四口门的分配比减小,东四口门的分配比相应增大,有“西消东长”的规律。     

珠江口东四口门径流动力变化及其原因分析

据近几十年来珠江河口水文资料统计分析了东四口门的径流变化特征并分析其变化原因,研究表明:20世纪80年代以来,东四口门径流动力呈阶段性变化,1999年前,流域来水加大,同时,受高强度采砂影响,网河区河床形态发生异变,河相关系随之变化,网河区顶端的思贤滘及主要汊道分流比发生重大调整,令东四口门下泄径流增大。1999年以后,流域来水量减小,受大规模的水库建设等因素影响,东四口门承接的入海水量显著减少,径流动力减弱,但因网河汊道河相关系的改变引起网河内径流分配调整,虎门、蕉门径流动力减弱,而洪奇沥、横门径流动力持续增大。     

望虞河西岸主要入河支流污染物通量研究

利用经率定验证的望虞河西岸平原河网地区河流水量、水质计算模型,根据1995年(丰水年)、1988年(平水年)、1971年(枯水年)的水文资料,以及2006年太湖流域各主要河流纳污量资料,计算了各典型年不同季节入望虞河主要河流的入河水量和水质浓度,由此计算出望虞河西岸平原河网区各主要入河河流污染物入河量,并结合河网中水的流向,得出入河河流污染物通量的综合影响结果:张家港入望虞河污染物通量最大,所以张家港的污染治理是整个望虞河西岸污染治理的关键部分。     

洪奇沥口门整治探讨

前言珠江八口门出海分为东西两片,西片是磨刀门、鸡啼门、虎跳门和崖门;东片是虎门、蕉门、洪奇沥和横门。东四门向伶仃洋宣泄珠江60％的洪水、50％的年径流,年平均排泄泥沙3,000多万吨,平均每     

珠江三角洲河网与河口区CBOD及TN和TP通量的模拟

基于一维河网与三维河口耦合水质模型,以1998年6月(丰水期)、1999年1月(枯水期)为案例计算分析珠江三角洲河网与河口区的碳质生化需氧量(CBOD)、总氮(TN)和总磷(TP)通量。结果表明,河网和河口区的污染物通量呈现明显的季节变化。在丰水期,河网区污染物的外源输入主要由上游输入的污染物通量(上游通量)贡献;经八大口门输入河口区的污染物通量(入河口通量)是河口区污染物的主要来源。在枯水期,河网区污染物的外源输入主要由河网污染负荷贡献;入河口通量是河口区TN、TP的主要来源,而河口区的CBOD主要来自河口污染负荷。丰水期的污染物上游通量、入河口通量分别是枯水期的8.0~20.2、15.1~21.5倍,同时,丰水期输入南海的污染物通量(入海通量)是枯水期的6.4~9.1倍。污染物主要经东四口门输入河口区,就各口门而言,虎门、磨刀门和蕉门是最主要的输入口门。总体上,河网和河口区对于CBOD、TN、TP均表现出"汇"的作用。     

海平面上升对珠江河口东四口门盐水入侵的影响

利用三维水动力模型EFDC对珠江河口及其邻近海域的水动力过程进行模拟,并利用实测数据验证模型的可靠性。模型模拟结果表明,海平面上升会加剧珠江河口东四口门的盐水入侵,且不同口门对海平面上升的敏感度不同。海平面上升1.0 m时,虎门、蕉门、洪奇沥、横门盐水入侵长度将分别增加21.37、9.64、9.75、4.82 km左右。通过把东四口门上游区域各主要支流在不同海平面上升幅度下的平均盐水入侵长度和对应海平面上升幅度进行线性回归,得到了可靠的线性回归直线。该回归关系可为应对未来海平面上升引起的盐水入侵加剧、水厂选址和取水点选择等问题提供科学依据。     

磨刀门、横门整治工程对河口水动力条件和生态环境的影响

珠江河口在近30年进行了大量的整治工程,不同工程对河口的影响散见于文献之中。为方便研究人员了解已有整治工程的情况并开展下一步研究,该文以东四口门中的横门和西四口门中的磨刀门为例,简要叙述了磨刀门、横门的整治工程对河口水动力条件和生态环境的影响,以及磨刀门和横门在整治工程后的河床演变。     

不同风向对珠江东四口门盐水入侵的影响

采用MIKE3构建珠江东四口门三维水动力数值模型,对枯水期各风向下珠江口的水动力进行模拟,分析北风、东北风和东风对河口涨落潮流速、盐度分布、潮通量的影响。结果表明:表层和底层水体的涨落潮流速变化在风的作用下是相反的。北风促进虎门垂向环流的发展,使小潮期垂向净环流出现频次增加且环流强度增大,导致口门内盐水入侵距离增大,垂向平均盐度增大,东北风的影响与北风相似但幅度较小,东风则相反。北风、东北风使东四口门涨潮量减少,东风使涨潮量增加,落潮量的变化则不仅与风向相关,还与河道走向、垂向环流有关,因此4个口门的落潮量对风的响应有所不同。风的持续作用对虎门盐水入侵影响较大,对其他三口门影响相对较小。     

珠江河口治理

针对珠江流域存在的河口淤积、河口区水道冲淤严重、浅海区淤积和水质污染等问题，根据地理环境和水沙条件，分为三部分即东部的伶仃洋及东四口门、中部的磨刀门和西部的黄茅海及啼门开展了不治理规划工作。经过近２０年系统的规划妆显成效，取得了增强河口防洪、防潮能力，改善航运条件，滩余资源综合利用，加强珠江河口整治和资源开发等效益。为了进一步实施珠江河口防洪、防潮能力，改善划、充分发挥河口的综合功能，近期的工作主     

珠江河口口门区滩槽演变及对泄洪的影响研究

受流域来水来沙和高强度的人类活动的影响,珠江河口口门滩槽演变规律复杂,对泄洪安全的影响有待深入研究。本文阐明了珠江河口滩槽近期演变总体特征,揭示了河口拦门沙演变动力机制,评估了不同类别大型涉水工程对泄洪的影响和贡献率,提出了珠江河口径潮控制敏感区的划分方法,量化了涉水工程防洪影响关键控制指标。研究发现:(1)在来沙大幅减少背景下,珠江河口滩涂存在侵蚀后退的可能,滩槽近期演变总体上有利于口门泄洪;(2)季风成沿岸流和洪水径流是塑造磨刀门拦门沙东、西汊发育的主动力,洪水与波浪共同作用是形成拦门沙内、外坡冲刷,拦门沙顶淤高的主要成因;(3)涉水工程对河口洪潮水位、分流比、净泄洪量、纳潮量等影响的群体效应,伶仃洋东四口门桥梁工程群对潮位影响贡献率大于围垦工程,而在西四口门围垦工程对潮位影响更大;(4)引入径潮动力比概念,提出珠江河口径潮控制分区,识别了防洪敏感河段,建立基于单宽流量概念的工程阻水效应判断方法,划分防洪影响敏感水域;(5)综合分析提出了各敏感河段或水域的涉水工程的允许壅水高度,基于口门均衡断面的河相关系,提出涉水工程引起的潮量减幅应控制在1%~2%以内。     

耦合高效高精度水动力模型的多组分污染物输移及衰减反应模型

为更好地模拟水污染事件中多组分污染物输移及衰减反应过程,全面耦合了基于图形处理器(GPU)加速技术的二维水动力模型与多组分污染物输移及衰减反应模型,通过改进模型源代码并在污染物输移控制方程中嵌入衰减项与反应项,建立了一个可应用于大区域复杂地形河道洪水演进全过程及多组分污染物输移和衰减反应的高性能耦合模型,同时引入GPU技术提升计算效率。将耦合模型应用于理想地形静水和两个复杂地形河道入流与溃坝算例的水质模拟,结果表明:多组分污染物输移及衰减反应过程在理想算例中的数值解与解析解基本吻合,在入流与溃坝算例中的模拟结果符合实际物理过程,模型运行速度快且计算效率高,可高效地模拟各类突发水污染事件并进行预警和评估。     

流体中污染物扩散的分形模拟

为了模拟流体中污染物的传播,用分数布朗运动(fBm)产生非费克(non-Fickian)的扩散。提出用fBm粒子追踪模型通过粒子云来模拟污染物传播的具体方法,实例比较了传统的布朗粒子追踪模型和fBm粒子追踪模型。结果表明:fBm粒子追踪模型粒子云的传播速度和范围有明显的增加;Hurst指数的变化可改变一个流动区域受污染物影响的程度,而这种现象是不能靠常规的布朗运动来实现的;fBm粒子追踪法适用于沿海地区污染物传播的模拟。     

龙南油田水环境中石油类污染物迁移数学模拟

油田开发建设工程水环境影响评价的评价因子包括多项，而石油类污染物往往是油田开发建设工程环境影响的典型污染物，也是最重要的污染物。分析了大庆市龙南油田开发建设工程对水环境的污染来源及污染途径．针对本油田工程工艺分析的特点，建立了石油类污染物在水环境中迁移、转化的教学模型并利用解析方法和数值方法进行了模拟，从而为油田开发建设工程环境影响评价提供了重要依据。     

吴江市水功能区纳污能力及限制排污总量研究

依据《江苏省水功能区划》,结合吴江市水资源质量及污染现状,采用一维非稳态模型确定水质参数,计算吴江市水功能区纳污能力,核定限排总量,与吴江市现状污染物入河量对比,确定污染物削减量,为吴江市水污染防治与污染减排工作提供方法和依据。结果表明:吴江市水功能区水域纳污能力CODCr和氨氮分别为17 344和1 672 t/a,为入河量的56%和57%,CODCr和氨氮的平均削减率分别为54%和56%,该结果与污染物入河量、水质超标率结果基本吻合,说明纳污能力与限排总量计算结果合理。     

河道汛期行洪冲污研究

海河水质呈恶化趋势,尤其是汛期排入的雨污水是海河有机污染的主要来源,利用汛期洪水冲污是改善河道水质的手段之一。依据连续性方程、动量方程、自由表面方程、状态方程和水质输运方程,采用有限差分法,建立海河河道水质模型,模拟海河汛期行洪后,污染物的输移扩散及降解转化过程,研究泄流量与冲污的关系。通过计算海河河道汛期行洪时氨氮、高锰酸盐指数浓度随时间变化情况表明,在不同泄流量下,污染物输移扩散及降解转化速率不同,流量大时,能更快的把污染物送入海河口。     

Application of a Three-dimensional Wind Driven Circulation Model to Assess the Locations of New Drinking Water Intakes in Lake Ontario

A 3D transport model is used to perform a comparative analysis of several potential drinking water intakes located along the northwest shore of Lake Ontario between Toronto and Oshawa. The model is specifically used to assess each intake under both long- and short-term transport of a potential pollutant release from the Pickering Nuclear Generating Station and potential and actual pollutant releases from local land sources respectively. A model based on a 500 m grid resolution is calibrated using data collected in the aftermath of the 1992 tritium spill at the Pickering Nuclear Generation Station and subsequently used to simulate long-term transport. A model based on a 100 m grid resolution is verified using drogue studies and used to simulate short-term transport events. Both models are used to assess pollutant levels at each of nine potential intake locations under different wind scenarios and pollutant releases. Field data for the study included water quality and flow measurements from local sewers and rivers, and estimates of pollutant levels from the local waste water treatment plants. This paper describes the model setup for both the long-term and short-term transport models, calibration using field data, long-term transport modeling, short-term transport modeling, and the comprehensive analysis approach used to evaluate the nine potential intake locations proposed. Results indicated that four intakes in particular outperformed other intake locations by maintaining bottom pollutant levels within governmental standards and warning times that exceeded 20 hours.     

潮汐河口污染带影响因素研究

介绍潮汐河口污染物混合问题的研究现状,建立了应用贴体坐标和有限体积法求解二维水流水质方程的数学模型,并在此基础上,着重研究了潮汐河口水域水力要素及污染物排放特性与污染带范围的变化规律,得到了该水域水深、比降、纵向及横向混合系数,污染物排放量,污染物排放开始时间及污染物降解系数等因素与污染带范围的定量关系,并对各影响因素进行了灵敏度分析。     

正弦余弦算法-投影寻踪水污染物总量分配模型

基于水资源禀赋条件、效率原则和尊重现状的原则,构建水污染物总量分配指标体系和水污染物分配投影寻踪(PP)模型。针对PP模型最佳投影方向难以确定的不足,利用正弦余弦算法(SCA)搜寻PP模型最佳投影方向,构建SCA-PP模型对云南省文山州壮族苗族自治州8县(市)水污染物控制总量进行分配。并通过6个典型测试函数对SCA算法进行仿真验证,仿真结果与蚁群优化(ACO)算法、模拟退火算法(SA)、文化算法(CA)、布谷鸟搜索(CS)算法和人工蜂群(ABC)算法进行对比。结果表明:(1)SCA算法寻优效果明显优于ACO、SA、CA、CS和ABC算法,具有模型简单、调节参数少、收敛速度快、寻优精度高、全局寻优能力强以及收敛稳定性与收敛可靠性好等特点。(2)SCA-PP模型水污染物控制总量分配结果符合区域经济社会发展和水污物染削减客观要求。模型及方法具有一定的可操作性和有效性,可为水污染物分配提供新的途径和方法。     

河流泥沙与污染物相互作用数学模型

本文分析了水流-泥沙-污染物系统中主要物理化学过程对水体污染物的影响,以此为基础推导了描述吸附态、溶解态污染物迁移转化的基本方程。对于河床水体之间泥沙交换产生的环境变化,建立了泥沙冲淤对污染物影响的表达式,对于吸附解吸作用则采用以实验为基础的泥沙吸附动力学模式。根据三峡地区实测水沙、水质数据对模型进行了验证,研究结果表明,模型能够模拟泥沙冲淤过程中污染物的交换,并且可以反映泥沙吸附作用对水环境的动态影响,可以应用于河流及水库泥沙污染物相互作用的模拟和分析。