WASP5水质模型在平原河网区的应用

以平原河网区水环境为研究对象,选择了WASP5系统作为平原河网水质模拟的基本工具,针对WASP5系统自带的DYNHYD5水动力模型功能的局限性,以及平原河网水力调控系统复杂的特征,选择了具有产汇流模拟、闸坝控制模拟及河网水流模拟等功能的三级联解平原河网水动力模型。通过利用C++语言编程,实现了三级联解平原河网水动力模型与WASP5水质模型的耦合,使之可以应用于平原河网水环境的模拟。并把研究成果运用到实际引调水工程中去,模拟引调水工程中不同实施方案下的环境效益,为引调水工程实施方案的确定提供了理论依据。     

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。     

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。     

引调水改善河流水质的效果分析

平原河网地区水流流向复杂,影响引调水改善河网水质效果的因素众多。以浙江省杭嘉湖平原地区的上塘河流域为例,运用MIKE11水动力与水质模型并综合考虑上塘河引调水水量、历时及引水模式,研究了河网引调水改善水质的效果,并提出以引调水效率作为确定最佳引调水方案的依据。研究表明,阶段性引调水的效率优于连续性引调水,能在减少实际引调水历时与水量的同时,达到与连续性引调水相近的改善水质效果,从而在取得相近社会效益的同时,获得更佳的经济效益。     

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。     

引配水对京杭运河杭州段水质的改善预测

根据平原河网的水动力和水质特点,建立了运河水系河网水质模型,并利用2007年该运河水系河网的实测水位及水质资料对模型进行验证。进行了杭州市主城区引配水方案下的水动力计算,并对设计水动力条件下的运河水质进行预测。结果表明,杭州市主城区引配水方案实施后,运河干流及主要支流水质将有较大改善。     

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。     

查干莫顿水电站调水流量分析

查干莫顿水电站采用跨河流调水开发方式,调水流量主要涉及调水河流特性、区域生态要求以及工程规模等多个因素,调水流量的确定主要取决于调水河流可调出的水量和工程本身的技术、经济条件。通过分析调水河流的来水特性、生态环境特点及需水要求,首先确定乌吐劲河的可调水量,再分析年平均调水量和调水流量保证程度,得出适宜调水流量,并在此基础上拟定3组方案,通过经济比较最终选定查干莫顿水电站调水流量。     

连云港市区水环境改善的河网联合调控

以连云港市为例,通过构建一维水动力—水质耦合模型,对连云港市区河网联合调控典型情景进行了模拟,分析了市区主要污染物氨氮在不同初始浓度和引水流量条件下,在河道中输移扩散规律,由此提出了面向水环境改善的连云港市区河网联合调控优化方案建议.为连云港市实现"高质发展、后发先至"提供水环境保障和技术支持.     

水量调度对内秦淮河水质改善的效应评估

为了分析论证内秦淮河现状引调水的效果和存在问题,采用MIKE11模型对河网进行概化,建立了一维河网数学模型。以枯水期为例,选取6个控制断面的氨氮浓度为水质评价指标,运用验证后的模型对内秦淮河现状引调水的效果进行模拟与计算。结果表明:现状条件下,内秦淮河水体污染较严重,水源地水质和引水流量达不到引水冲污的要求,需改善水源地水质,加大引水流量;每条引调水线路均存在引水盲区,引水冲污应采取4条线路联合引调水的方式。     

典型约束型河网规划

以常熟市尚湖镇虞西片区的典型约束型河网为研究对象,采用河网水动力模型对约束型河网的结构连通性和河流水资源调配进行了规划研究。结果表明,控制条件下,采用空间结构连通和河网水流计算相结合的方法能充分满足尚湖镇虞西河网水资源分配需求,优化局部河系功能;通过多方案的河网水资源配置,望虞河多口门引水和锡北运河套闸联合调度方案能充分增强河网流动性,保证各水系功能区内水资源需求平衡和潜在的生态环境需水。该方法还能为水系调整提供合理的河道工程规模和设计参数,为保护约束型河网提供技术支持。     

基于水动力河网模型的引江泵站规模论证研究

以江苏省南通市引江供水区为例,建立了水动力河网模型,论证了新建泵站的必要性和泵站规模。研究结果表明:仅靠目前五大引水闸自流引江不能满足规划用水的要求;泵站规模越大,抽水量越大,但泵站规模大于180 m~3/s时,内河最低水位的抬高会导致水闸自流引江时间、引水量相应减小,而自引、抽引总水量增加并不明显。从增加供水量、抬高河网水位和影响水闸自流引江量多个方面进行综合考虑和分析,认为新建规模为150 m~3/s的九圩港泵站经济、合理且可行,满足规划用水要求。计算结果较好地反映了滨海感潮河网地区长江潮位、水闸自引、泵站抽引以及河网输水能力与内河水位之间的复杂关系,可为类似区域供水工程的设计提供技术参考。     

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。     

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。     

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。