感潮河网水动力模型在城市水环境治理中的应用

以广州市海珠区河网水系为例,建立了城市感潮河网水动力学和水质模型。利用换水率、换水周期等指标研究了该感潮河网地区提高城市水环境诸多措施的改善效果。     

感潮河网地区水安全保障系统方案

针对感潮河网地区内涝灾害频发的现象,以上海临港主城区为例,在对区域现状进行内涝风险评估和积水原因分析的基础上,从源头削减、排水路径优化、河道控制水位优化、水面率提高、排涝泵站设置、竖向控制以及管理的角度,提出构建区域源头减排、排水管渠、排涝除险、应急管理的水安全保障系统方案。模拟结果表明,该方案实施后可有效消除区域积水和内涝风险。     

平原感潮河网地区防汛减灾能力评价指标体系研究——以上海市为例

平原感潮河网地区极易遭受流域洪水、区域暴雨、台风、高潮等多重袭击影响,防汛情况复杂,通过开展防汛减灾能力评价可以科学反映地区抵御水灾的能力。以上海市为例,建立了上海市防汛减灾能力评价指标体系,共分3个层级、2个一级指标、7个二级指标、27个三级指标,以期对其他相关地区防汛减灾能力评价体系的建立提供借鉴。     

感潮河段洪潮补偿调度模型及其应用研究

基于洪水波运动规律及潮水周期性变化规律,建立了感潮河段洪潮补偿调度模型,并将模型应用于深圳市布吉河流域的防洪调度中。与常规调度方式相比,洪潮补偿调度方式在不影响下游防洪安全的情况下,能根据潮水周期性变化规律动态调整河道实际泄洪流量,以充分利用河道泄洪能力;减少洪灾风险。因此,洪潮补偿调度泄流决策比常规调度固定泄流决策更灵活,调度更合理,值得进一步研究和应用。     

平原感潮河网城市通江口门施工度汛方案研究

为了增加城市的防洪能力,现有的部分通江口门闸站工程需要进行改扩建,施工期间区域排水条件将会发生变化,亟需制订科学度汛方案以确保城市的防洪排涝安全.为此,以张家港市通江口门太字圩港闸站改建为例开展施工度汛方案研究,根据研究区的水文水力特性及防洪布局,提出连通水系、增设泵站及开挖导流明渠等施工度汛措施,拟定不同工程组合方案...     

平原感潮河网水质模型研究

针对平原感潮河网水质状况的待点，利用一维对流扩散方程、水质过程方程建立了河网水质模型；利用GIS对1999年全市点源和面源污染负荷进行合理的分配和计算；进行主要水质参数的灵敏度分析；利用1999年6月～9月的实测水质资料进行了率定，结果表明计算值同实测值吻合较好。     

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:     

水资源调度对感潮河段盐度影响的模拟分析

水库运行后,由于其兴利调节作用,使下游河道的径流量发生改变,从而对感潮河段的盐度造成影响。因此,在结合相关地质及水文资料基础上,建立感潮河网一维水流—盐度耦合模型,对浙江某大型水库运行后,下游感潮河段的盐度变化进行研究。研究结果表明,水库运行后,盐水入侵的基本性质不会发生本质性的变化,水库的调节作用在一定时段和程度上对盐水入侵起到有利影响。     

感潮河网水环境容量计算应用

基于一维水动力、水质模型,以顺德区水系为例,建立了感潮河网水环境容量计算模型。在结合当前环境管理的要求下,根据不同的约束条件,分别计算了顺德区水系的天然环境容量和可利用环境容量。结果表明,该方法对于河网水环境容量计算是简便而有效的,并对感潮河网水环境容量计算提出了改善的方向。     

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。     

平原感潮河网水动力模型研究

利用一维Saint—Venant方程组、河网汊点连续方程及边界条件建立了河网水动力学模型；采用Abbott六点隐式差分格式离散控制方程组；求解河网时，将河段方程自相消元，得到以汊点水位为基本未知量的汊点方程组；采用汊点优化编码来降低汊点方程组系数矩阵的带宽以提高计算精度和节省计算耗时。对上海市平原感潮河网进行了合理概化，利用1999年6月～9月的实测水文资料进行了率定，结果表明计算值同实测值吻合较好。     

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。     

平原感潮河网地区河道洪水对村镇内涝的影响

随着平原感潮河网地区城市化快速发展,下垫面变化落后导致河道泄洪能力不足,河道洪水水位明显上涨,村镇内涝灾害日益频繁,已明显制约当地经济发展。在分析平原感潮河网地区村镇内涝影响因素基础上,以典型村镇为例,通过数值模拟方法分析该地区河道洪水对村镇内涝影响。结果显示50 a一遇与100 a一遇河道洪水分别导致村镇排涝水量减少25.17%,55.24%,排涝水量减少对村镇内部河流洪水过程的影响明显。降雨量增大加剧了排涝水量减少对村镇内涝淹没面积扩大的影响。河道洪水可导致村镇内涝淹没面积扩大22%,加剧了村镇内涝灾情。此研究成果可为该地区村镇内涝风险管理提供参考。     

感潮河群闸系统调度技术探讨

感潮河水闸工程由于流量大、库容小,按常规的调度方法,库水位往往随着闸下潮水涨落变化而产生大幅度波动,闸门启闭设备运行频繁,不利于实现调度自动化。本文在实践中探索出一种实用的半经验方法,并取得较理想的实际应用效果。     

感潮河网地区引水增流改善水环境实践探讨

通过天沙河引水增流工程实例,探讨感潮河网地区利用潮汐涨落引水增流改善水环境的可行性.建立一维水动力数学模型,利用实测典型大潮、小潮潮位过程,对感潮河网地区的水力特性进行数值模拟,分析计算该河段自流引、排水的可能性及效果.工程实践表明,在河网地区利用潮汐涨落的水文特性,引水增流改善水环境是可行的.     

梯级泵站排水方案在滨海感潮河网地区的应用研究

为解决滨海感潮河网地区快速排水的问题,文章研究内容创新性引入高速水路——梯级泵站排水设计理念,有效克服了滨海平原地区自流排水易受外海潮位顶托和河道输水流速低、排水慢等问题;同时通过以点代线,节省了土地资源、缩小了工程规模、降低了实施难度、加快了工程建设周期。     

感潮河网区水量调控的调水总量计算

针对过去感潮河网调水总量计算缺乏实用的经验公式以及数学模型计算代价高、时效性差等问题,将感潮河网调水总量的计算转换为内河平均水位的计算,提出采用具有强大非线性映射能力的BP人工神经网络理论识别调水后内河平均水位与潮形、初始内河平均水位、闸门开启时的外河水位、调水方案等影响因素之间的复杂函数关系。人工神经网络的训练样本由河网非恒定流数学模型提供。在上海市浦东新区河网的应用结果表明,所建立的感潮河网水量调控的调水总量非线性计算模型计算简单、快速、准确,有利于感潮河网水量调控方案的正确评估和科学决策,对其他水利工程水量调控问题也具有较好的借鉴意义。