基于闸泵联控的感潮河网区水动力水质调控

通过Mike11建立基于闸泵联控的水动力水质调控模型,设定水动力水质调控多目标函数并选取灰色多目标优选算法进行效果评选。以珠江三角洲中顺大围为例,用调控模型分析其在现状调度情况下的水动力水质特征,发现研究区的水动力及水质与相邻外江的水动力呈正相关,与相邻外江的距离呈负相关,河网水动力及水质整体较差。鉴于此,结合调度原则制定的5个闸泵联控方案均能较好地改善研究区的水动力水质条件,经过灰色多目标优选算法筛选出最优方案。提出基于闸泵联控的感潮河网区水动力水质调控模型能较好地展示不同闸泵联控方案下水动力水质改善的综合效果,可供类似感潮河网区水动力水质调控借鉴。     

基于水系联通的珠三角典型联围闸泵群调度方案研究

为实现三角洲河网闸泵群优化调度,保障河网区水系连通、改善河网水环境,以中顺大围为例,基于闸泵影响下的河网水系1D-3D水量-水质耦合模型,研究对比了水闸全开、独立引排水、单向流3种闸泵群调度模式。结果表明,单向流调度模式下水环境改善效果明显优于另外2种调度模式。在单向流调度模式的基础上,进行兼顾外江压咸与区域水环境改善的闸泵调度研究,得出在满足外江压咸期生态流量的条件下中顺大围的水环境改善调度方案。研究方法和成果用于制定闸泵群联合调度方案,并为区域水系规划和建设提供依据。     

扬州市中心城区河网闸泵联合调度优化研究与应用

建立扬州市中心城区河网水动力-水环境模型,模拟换水条件下河网水流运动,根据实测资料并结合模型演算,得出在生态流速控制阈值范围内的适宜年引水量阈值、逐月月引水流量阈值和区域水网的换水周期;针对水功能区水质改善和生态需水满足度提升,优化研究现有闸泵联合调度方式,提出闸泵运行精准调度方案和调控效益分析成果,为区域生态需水保障和水资源配置调度提供可靠的依据。     

基于flushing time的春季水库优化调度可行性研究

针对三峡水库支流库湾春季水华问题,通过建立三维水动力模型,探讨了利用调峰调度和潮汐式调度促进干支流水体交换的可行性。研究表明,当4月水库实施调峰调度时,整个库湾水体的flushing time较常规调度有所缩短,尤其是库湾上游至中上游区域;当5月水库开始实施潮汐式调度时,水体体积较大的库湾下游区域的flushing time较常规调度方案有所缩短。可见,两种水库优化调度方案对增大干支流水体交换均具有可行性。当水库实施调峰调度和潮汐式调度联合调度时,整个库湾水体的平均flushing time较常规调度方案有不同程度的缩短,表明该联合调度方案更能促进干支流水体的交换。研究成果可为支流库湾水环境问题的防治提供借鉴。     

基于MIKE 21的圩区河网水动力调控方法研究

【目的】我国南方平原地区地势低缓，河网结构复杂，为快速解决该地区因河网水动力不足而引起的水环境问题，急需研究河网水体运行状况调控方案。【方法】以太湖流域南浔区沈庄漾“溇港圩田”河网作为研究对象，构建Mike 21 FM二维河网水动力模型，结合研究区河网改造后的水利工程布置和调度规则，提出定位增压的7种水动力调控方案，模拟分析河网在不同方案下流场分布规律，探究圩区河网水动力提升和流场改善的优化调度方法。【结果】模拟结果表明：活水和引排水方案虽能有效改善河网水动力，但对于中心水塘的水动力驱动效果不佳。在开启西南侧河道水泵和西部泵闸的情况下，河网内大部分区域的流速基本能维持在0.05 m/s左右，部分河道的流速能达到0.3 m/s以上，并且对中心水塘水体驱动效果最好。【结论】综合分析表明：所设计的7种调控方案均能有效地提升河网水动力，在开启西南侧河道1台水泵和西部泵闸时，流场分布最均匀且水动力整体提升效果最佳。研究结果可为南方平原河网的水利工程水动力调控提供参考。     

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:     

城市湿地公园生态补水调度方案对比分析

为充分利用湿地的净化功能,以某城市湿地公园为例,构建了二维水动力模型并引入水龄计算模块,取网格尺寸3～5m,对湖区进行了精细化概化,并对不同工程分布方案下湖区水动力状况及水体交换特性的计算结果进行了对比分析。结果表明:方案2和方案3中湖区水体流动性及水动力状况空间分布相对较优,仅在中部湖区和多塘净化3区的中部局部水域存在滞水区;为进一步改善这些局部区域的水动力状况,建议在水体相对滞缓的水域布设推流曝气设备,加强水体流动和水体交换能力。通过数学模型计算,结合其他因素可确定具体的调度方案,为湖区水系连通及生态补水提供决策支撑。     

深圳前海水廊道水体交换物理模型试验研究

深圳前海水廊道的建设目的是将前海规划区打造成一个亲水城区,使前海水系变成一个便于调度的整体水系。但是水廊道内水体交换弱,且不断有来自陆域的污染物汇入,大铲湾码头的建设使前海成为一个半封闭式港池,更进一步减弱了水体交换能力。为研究前海湾最佳水环境保护方案,通过现场资料分析与水质物理模型对深圳前海水廊道水动力条件、水体污染物浓度变化进行了研究。研究结果表明,水廊道水容量有限、流动性差、水交换或污染稀释能力比前海的水体差,而环状水廊道水体交换能力较指状廊道而言又更差,靠自身稀释降解污染物非常困难,通过注水方案可加快水廊道内水体交换扩散,对环状水廊道水质改善尤其明显。     

基于MIKE21 FM模型的退圩还湖工程湖区洪水特征分析

退圩还湖工程的实施对湖泊水动力特征以及湖泊的水生态环境有极大的改善,并在多地得到很好的实行。以江苏省平旺湖为研究对象,通过MIKE21 FM模型构建了平旺湖二维水动力模型,对比分析了20 a一遇洪水条件下退圩还湖工程实施前后湖区河道的槽蓄能力以及湖区洪水特征值的变化。结果表明:退圩还湖工程对湖底的地形进行了重塑,湖泊的调蓄能力得到增强;退圩还湖后湖区的水体在周边闸泵的控制调度下呈南北往复流动,水体流动更加迅速,湖泊的水动力条件得到改善;退圩还湖后湖泊的淹没水深、蓄洪量都有所减小,退圩还湖工程带来的防洪效益明显。     

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     

平原河网地区生态调水实例研究——以温瑞塘河瑞安段为例

生态调水是通过水资源的合理调配,通过增加水体流动性、利用水质较好的水体提高较差水体的水质,同时增加水体流动性,进而改善调水区域水环境的一种措施。在区域控污、截污的前提下,如具备水源条件,生态调水值得优先选择。以温瑞塘河瑞安段为例,采用一维非定常水动力模型,对不同调水流量、水闸不同运行方式及不同截污率组合条件下的水质改善效果进行了模拟分析,并提出了生态调水控制方案。     

城市景观湖泊水体交换的数值模拟研究

通过水流数学模型模拟城市湖泊流场分布是评估水体交换能力的重要依据。利用二维水动力数学模型研究了惠州西湖的水动力优化调控方案,探明了惠州西湖各状条件下水动力较差的区域,评估了引水对于惠州西湖湖水动力的改善程度,并对比了不同方案的的引水效果,进而提出了较好的引水方案。其成果可为惠州西湖和其他城市湖泊水质改善工程提供参考和借鉴。     

珠海市前山河流域水闸调度试验分析

闸坝是重要的水利工程,通过闸坝控制蓄泄水量可以实现水质水量联合调度,改善流域生态与环境。广昌水闸、洪湾水闸和石角咀水闸是控制前山河(珠海段)排入磨刀口的水闸,常规用于挡水和排水。现对前山河进行水闸调度试验,由广昌水闸控制引水,洪湾、石角咀水闸控制排水,根据外江径流条件和潮汐活动情况,掌握控制水闸启闭最佳时机,在保障区域防洪排涝安全的基础上,让外江水量最大限度由广昌水闸通过广昌涌,经沙心涌进入前山河,改善前山河水系水质后排入磨刀口。该试验结果表明,通过调度前山河流域的广昌涌水质有一定的改善,但由于水动力不足,沙心涌和前山河水质改善效果不明显。     

香溪河库湾春季营养盐空间差异性成因分析

三峡蓄水后,香溪河库湾春季水体中营养盐分布呈明显的空间差异性,具体表现为总氮含量大致呈从上游到河口逐步升高的趋势,而总磷含量呈从上游到河口逐步降低趋势.为明确库湾水动力条件对库湾营养盐空间分布的影响,本文采用三维数学模型模拟了三峡蓄水后香溪河水动力场的分布,利用示踪方法分析了三峡蓄水初期香溪河库湾水动力场对春季营养盐时空分布的影响.结果表明,春季库湾近河口区域水体表现出明显的分层分向流动特征,长江干流水体与库湾水体间的交换作用显著,相应磷营养盐也随水流带出库湾,干流水体对香溪河库湾磷营养盐有明显的稀释作用,特殊的水动力条件是库湾营养盐空间分布差异性主要成因.研究可为三峡水库正常调度运行后香溪河库湾富营养化的控制和治理提供方法,也可为相似库湾营养盐的分布特征研究提供参考.     

基于区域水环境治理的泵闸调度优化

由于历史的原因,铁路、高等级公路的建设阻断了水系的通畅,同时随着城市化进程的加快,使上海嘉定蕰南中部地区的水生态环境不容乐观。为了改善该区域的水环境,嘉定区水务局于2013年进行了蕰南中部地区原型调水试验,试验结果没有达到预期目标。为了解决原型调水试验中出现的泵闸配置不合理的问题,提出了经济合理的泵闸调度运行方案,通过建立水动力计算模型以及一维非恒定流方程组来模拟河流或河口的水流状态,并对比原型调水试验,模拟多种工况下的泵闸调度;同时,采用历史水文资料对模拟调度结果进行验证,最终模拟出了水动力最大化的调度方案。研究成果不仅可为政府决策部门对嘉定蕰南中部地区这一独立区域的后续水利控制工程建设提供参考,还可以为常态化的水资源调度方式提供依据,具有较广泛的意义。     

水闸规模对河道水动力水环境的影响研究

水闸规模与所处河道宽度的差异一定程度上会阻碍水流流通,造成水体置换周期延长,极易诱发水体富营养化,故确定水闸建设规模对河道水动力水环境的影响对维护水安全具有重要意义。以上海市青浦区跃进圩区内的闸坝为研究对象,采用一维水动力水质模型模拟预测了不同闸宽条件下跃进片各断面最大流量、总进水量等水动力变化特征以及COD、NH3-N、TP等营养物质的浓度变化,探讨了圩区水闸闸孔宽度与河道断面匹配关系,分析了闸孔宽度变化对水量水质的影响。模拟结果表明：闸门宽度的增加将直接引起过闸的最大流量线性增大,而总进水量与水质改善情况更大程度地受限于闸门河宽比。在现有引排水量及闸泵调度规则下,跃进片区的临界闸门河宽比约为2/5。     

基于有序流动的平原河网区水环境联合调度探讨

平原河网地区是城市发达,人口密集的地区,同时又具有水系复杂,水流无规律等特色,合理调控水利工程,促使河湖水体有序流动,对于改善区域水生态环境意义重大。目前,国内外关于水环境调度尚处在探索阶段,以杭嘉湖区作为典型研究区,通过对该区域水体有序流动格局和目标参数分析,采用太湖流域河网水量水质数学模型,研究区域水利工程不同的调度方案对于水体流动性及河网水环境的改善作用。结果表明,通过合理调控杭嘉湖区闸泵水利工程,妥善处理杭嘉湖区三向引水格局,以东导流和太湖为主要引水水源,结合南排工程运行,辅以从太浦河进行引水,可以保持适当的水位差,促进水体流动,对水环境改善起到了一定作用。     

基于AHP-熵权法的望虞河西岸圩区活水调度方案多目标优选

以望虞河西岸的甘露圩和荡北圩为研究区,构建水动力-水质模型,选取恰当的水动力、水质和经济成本指标构建活水调度多目标评价指标体系,采用层次分析法和熵权法主客观相结合确定指标权重,决策单圩活水调度最优方案,并与圩区联合调度方案比较活水调度效果。结果表明:利用多目标评价指标体系可有效确定活水调度最优方案;甘露圩最优调度方案为陈家角闸和甘露港闸共同引水,徐家浜闸站以6 m³/s流量抽排;荡北圩最优调度方案为黄塘河闸和五星河北闸引水,珠桥河闸站和五星河闸站共以9 m³/s流量抽排;与单圩活水调度相比,两圩联合调度后畅流活水效果更优。     

淮河干流污染团应急处置水质水量联合调度

针对淮河干流污染团事件应急处置的需求,对污染团事件的水质水量联合调度措施进行研究。构建淮河干 流中游段的水动力水质模型,分析加大蚌埠闸流量、加大引江济淮流量、两者同时加大、背景调度（无引江济淮工 程）和常规调度（有引江济淮工程,但不加大流量）5 种调度方式对淮河干流污染团的应急处置效果。结果表明：从 污染团离开研究区域时间、峰值长度、峰值质量浓度等角度看,不同调度方式对污染团的处置效果有所不同;加 大蚌埠闸流量、加大引江济淮流量和两者同时加大对污染团的处置效果均比背景调度和常规调度更优。研究结 果可为淮河干流突发水污染事件应急处置提供参考。     

利用水动力条件防治水体富营养化

水动力条件对水体内藻类生长速率有不可忽略的重要影响。根据不同的流动水域，可在充分利用自然状态下水域的水动力条件的基础上，采用工程措施改善水动力特性，利用水利设施的多目标优化调度改善水环境，以加快水体更换速度，从而防治水体富营养化。