常州市运北主城区畅流活水方案设计与现场验证

为改善常州市运北主城区水环境,采用数学模型计算和现场试验验证相结合的方法,开展畅流活水水环境提升方案研究。依据常州市区域地形和水系情况,确定主城区引水水源、引排格局和引水水量,结合现状工程条件,提出“利用长江优质水源、打造两条清水通道、新建四座活动溢流堰、形成三级水位差”的畅流活水方案。基于Infoworks ICM构建常州市主城区水动力数学模型,模拟澡港河入口水位3.80~4.00 m多种方案下,运北主城区内部河道流量分配情况,确定最佳入城水位,并结合现场试验验证了活水效果。结果表明,常州市运北主城区畅流活水方案实施后大部分河道流量显著增加,流速达7 cm/s以上,多项水质指标达到Ⅲ类及以上水平。研究成果可为其他平原河网地区水环境提升提供借鉴。     

昆山主城及周边区域活水畅流改善水环境方案研究

以昆山主城及周边区域为研究对象,在合理确定水质改善目标的基础上,依托流域、区域水文水力资料,宏观确定引排格局、引水水源和水量,结合已有规划和现状工况设计活水畅流方案情景,并通过MIKE11水动力水质数学模型进行微观模拟验证和决策分析,提出活水畅流工程建设布局及调度方案,旨在对其他平原河网地区开展引调水改善城市水环境提供借鉴。     

常州市运北片主城区畅流活水工程运行效果评估

为评估常州市运北片主城区畅流活水工程的运行效果,在常州市开展了两次畅流活水现场试验,研究了主城区河网水动力提升情况及水环境的改善效果,并计算分析了不同季节条件下水动力提升对水质指标改善的贡献值。分析结果表明,工程运行后大幅提升了主城区河道水动力条件,显著改善了城区水环境。研究成果可为其他平原河网区城市水环境治理提供一定的理论依据及工程应用参考价值     

基于同步原型观测的水质改善效果敏感性分析与应用

将无锡运东大包围调水试验过程划分为背景期、调度期和恢复期3个阶段,通过长系列河网水动力-水质多要素同步原型观测,获得河网干支流水动力特性,掌握不同控制断面水质指标的变化规律,并分析水动力过程对不同水质指标改善的敏感性。在此基础上,基于引水流量、汊道分流比、河网流速、水位以及水质改善幅度控制阈值,论证白屈港-严埭港-转水河-环城河-古运河沿线主引水通道的可行性与存在的问题,构建区域精细化河网水动力模型,在模型率定验证基础上模拟了高水位单通道自引泵排、低水位单通道泵引泵排、双通道自引泵排运行方案,比选了不同生态补水方案的水动力与水质效果,为无锡运东大包围畅流活水方案制定提供了研究方法与数据支持。     

不同控源截污水平下平原圩区活水效果研究

平原圩区河网普遍存在水动力不足、自净能力弱的特点,水环境问题突出。控源截污和畅流活水是平原圩区河网常用的水环境治理措施,但大规模控源截污技术条件困难,实施周期较长;畅流活水虽见效快,但持续时间短,因此需两者配合进行。以无锡市锡山区云林街道为研究区,建立水量水质耦合模型,探究不同截污水平下活水调度对区域水环境的影响。结果表明：不同活水调度方式对区域河道水环境影响不同,部分调度方式甚至会使河道水质恶化;控源截污能有效提升全断面水质;当控源截污和畅流活水两种措施结合时,改善效果超过单一手段,且能改善因调度而导致的水质恶化现象。研究成果可为研究区及其他平原圩区河网有效全面地治理水环境问题提供科学依据。     

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:     

太湖流域滨湖城市多水源引水方案优化研究

引调水是目前许多城市改善河道水环境的重要手段,不同引水水源、流量对河道水质、水动力有较大影响,因此需要定量分析不同引水方案对河道水质、水动力的改善程度。以太湖流域无锡滨湖城市河网为研究对象,以太湖流域一维河网水量水质耦合模型为基础,将梅梁湖和五里湖作为引水水源,在不同引水流量条件下定量分析区域水动力和总磷(TP)浓度改善情况。结果表明,梅梁湖引水方案增加引水流量,可以有效提示水体流动性;五里湖引水时,可有效削减主要河道总磷(TP)浓度。考虑梅梁湖水量充足、水质较差,五里湖水质较好但水量不足,提出了双水源(梅梁湖-五里湖)联合调度方案。     

武澄锡低片畅流活水方案研究

近年来,太湖流域武澄锡虞区在城市化迅速发展的背景下,河网整体水动力条件差、污染累积。因此,利用一维河网水动力模型,以武澄锡低片区为研究区域,针对此区域河水动力条件弱、水体自净能力差等问题,以畅流活水提升骨干河网水动力条件为主要目标,模拟5种不同引水结构、不同水源地的调水方式,探究不同水源地引水对研究区的影响。结果表明,在引水规模基本一致时,分布式活水方案的综合改善效果明显好于单一工程集中活水。     

大通湖区水系连通工程改善水环境的效果评估

大通湖是洞庭湖区的重要组成部分,近年其水质状况呈现恶化态势,正通过实施水系连通工程,以期改善其水环境。基于MIKE21构建大通湖区水系连通工程的二维水动力-水质数学模型,选取总氮和总磷作为水质指标,模拟不同连通调度方案下大通湖的氮磷浓度变化,采用滞水区面积比例、浓度变化指数、换水率和水质浓度改善率,评估6个连通方案下大通湖水环境的改善效果。结果表明:通过实施引水调度方案能够有效改善大通湖水环境,当引水前期流量取30 m~3/s,出口水位控制在25.48 m时和引水后期流量保持为30 m~3/s不变,出口水位调整至25.88 m时,大通湖水环境改善效果最佳。本研究可为实施水系连通工程,改善类似湖泊水环境和提高引水调度效率提供参考。     

进博会区域河网水环境提升与效果评估

首届中国国际进口博览会于2018年11月在上海市国家会展中心举办,区域河网动力弱、入河污染负荷强,周边河道小涞港于2017年刚脱离黑臭,亟需提升区域水环境。采用数值模拟与现场试验运行相结合的方法,开展水环境提升方案研究。针对进博会及周边区域水质差、水体浑浊、水动力弱等问题,采用控源截污、生态修复、活水畅流等措施,新建3座装配式溢流堰,形成三级水位和活水循环的水网动力格局,促进了进博会区域循环净水-生态修复的良性循环。运行监测结果表明,核心区小涞港透明度大于1.5 m,重点区大于1.2 m,主要水质指标由Ⅴ～劣Ⅴ类提升至Ⅱ～Ⅲ类。运行评估结果表明,控源截污对水质提升起主要作用,贡献占比73%;活水畅流与生态修复对水质提升贡献占比分别为15%和12%。     

夏季引流条件下苏州古城区河网水质变化研究

为探寻城市河网水动力提升对水环境改善的影响,评估引水调流效益,以苏州古城区河网为例,在夏季丰水期条件下通过对不同流量引水条件下数条河流水动力及水质的监测和分析,探讨水动力作用对河网水体的水质改善效果。结果表明,在汛期允许最佳引流条件下,苏州齐门河、平门河及学士河的污染物通量分别下降了15.2%,16.5%和13.2%,其中古城区北部河网水环境改善情况明显高于南部河网。引水调流方案能够有效增强古城河网流动性,而河网水体中COD和溶解氧含量在不同水动力条件下的变化较为敏感,可以作为古城区河网典型水质指标参数,反映水动力调控的影响效果。     

水量调度对平原河网能量影响分析

平原河网水动力条件相对较差,水质问题较为突出,为改善平原河网地区水环境状况,选取江苏省无锡市滨湖河网2018年洪季和枯季19个断面水文水质监测数据,基于MIKE21滨湖河网水动力-水质模型及Python能量计算模型,探究能量耗散规律以及能量、水质间的关系,并确定最佳调水流量区间。结果表明：滨湖河网水质浓度与河流能量显著负相关;一定调水流量的增加使得河流总能量随之上升,能量到达阈值后,随调水流量的上升,河流总能量呈降低趋势;在能量目标层面上优选引调水方案,能有效协调引调水过程中存在的异质性因素,确定逐日最佳调水流量区间及河网总能量最佳区间,提供流量优化调控方案,保障平原河网水动力与水环境条件。     

引江调水对阳澄淀泖区水环境改善效果分析

引江调水是有效改善区域水环境的措施之一。根据苏州市沿江口门水利工程2017年5月9～18日的调水实测数据,分析了阳澄淀泖区引水前后主要污染物浓度的变化及引水量与水质综合污染指数的关系,发现引江调水能加快区域内河网水体流动,并使得通江河道及阳澄湖以西区域水环境得到明显改善,特别是氨氮指标能提高1～2个水质类别,综合污染指数亦有所降低。根据分析结果,明确了调水对阳澄淀泖区不同区域的水质改善程度,这将有利于调水方案的优化和区域的水环境管理。     

调水引流改善平原河网水环境质量模拟

为科学定量地评估引调水工程对平原河网地区城市内河水质的改善效果,以张家港市中部水系为例,运用MIKE11构建了河网水动力水质耦合模型,模拟了沿江水利枢纽和内河节制闸不同的调度方式对城市内河水质的影响,利用水质浓度改善率探究了水利调度改善城市内河水质的程度。结果表明:增加沿江水利枢纽引水天数对改善城市内河水质有显著作用,但随着引水天数的增加,NH_3-N浓度改善率日均提升幅度逐渐降低;内河节制闸调度工况对改善城市内河水质起到一定的促进作用,实际调水引流工作中可作为一种辅助措施。     

浙东河网水质改善措施研究——以上虞、余姚、慈溪河网为例

浙东地区位于长江三角洲经济区的杭州湾南岸，而且其中的萧绍宁平原河网水质普遍较差。浙东引水工程是解决萧绍宁平原及舟山市水资源短缺问题的系统水利工程，曹娥江至慈溪引水工程是浙东引水专项工程，该工程不仅可向上虞、余姚、慈溪提供优质的曹娥江径流，还可明显改善引水工程沿程河网的水环境。在建立河网水质数学模型的基础上，以改善该区河网水质为目的，根据环境远期目标，推荐最佳方案。     

高度城镇化地区河网水系生态调控方案

为探究长三角高度城镇化地区河网水系生态调控方案,以秦淮河流域下游地区水系为例,采用生态功能设定法,计算了各河段生态水位和生态流量.通过构建一维水量水质模型,在枯水年非汛期水量调控及截污措施协同驱动下,对水位、流量及污染物浓度的时空分布特征进行多情景数值模拟,并对生态水量保障率及水质改善效果进行评估.结果表明,水位调控措...     

不同来流量条件下藕池河东支水动力调整

自1950 年以来,随着下荆江裁弯、葛洲坝截流和三峡水库等水利工程的相继建设,荆江河段藕池口分流比逐年减少,而且近期出现长时段的断流问题。为认识汛期流量变化对水动力沿程调整的影响,基于实测地形数据和水文资料建立二维水动力数学模型,可为藕池河段河道整治、疏浚和水系连通工程实践提供参考。结果表明:中、低来流量条件下河道最大流速出现在梅田湖河段;中、高来流量下由于藕池河中支分流能力增加,黄金闸下游水流流速明显减少,最小流速集中在黄金闸—殷家洲河段。受逆坡作用影响下殷家洲河段水流动力轴线自上游开始逐渐偏向右岸,最大流速出现在梅田湖进口靠近河道左岸的口门处,右汊分流比受流量级和过流断面面积控制。     

水动力水质模型在温黄平原河网入河污染负荷削减中的应用

为了探究入河污染负荷削减对河网水环境改善的效果,针对台州市提出的河网水质改善需求,以浙南温黄平原河网为例,设定河网主要污染物氨氮为评价指标,建立能反映出河网水动力水质时空变化规律的模型,通过对入河污染物削减率和配水水源的调节,进行方案模拟计算。结果表明:在长潭水库和灵江联合配水、入河污染负荷削减率达到55%时,水质改善效果最好;温黄平原整体河网平均水质达到较好的Ⅳ类水。提高入河污染物削减率虽然能够大幅度的强化内部河网的治污体系,但控制污染物排放、调水引流、加强区域内截污治污多措并举才能从根本上有利于河网水环境改善。本模型的应用研究可为台州及其他类似城市的河网水污染治理和控制提供参考,为建立有效可行的城市河网水污染防治安全体系提供技术支撑。