基于EFDC和WASP耦合模型的水库水质数值模拟研究

从工作实践中可以发现,仅依靠单一模型对水库水质数值模拟存在难以模拟真实水流形态的问题,导致模拟拟合度较差,研究基于EFDC和WASP耦合模型设计一种水库水质数值模拟方法。在笛卡尔坐标系下建立水库坐标,确定EFDC水动力模型配置。划分网格结构,利用WASP计算水质模型的相关参数,默认污染物在水平和垂直方向无浓度梯度变化,网格单元浓度使用中心浓度表示。将EFDC的输出变量与WASP进行耦合,建立等效网格空间,两种模型的输出通过“.hyd”文件形式进行耦合,包括流量、速度和扩散参数等水体组分信息,利用COSMIC程序进行求解。仿真实验结果表明,TP浓度模拟值与实际监测值的变化情况比较贴合,其平均相对误差不超过20%,符合预期设定并具有较高的模拟拟合度。     

景观水体水质模拟应用研究

针对景观水体的特点,以北京大兴滨河森林公园景观湖为研究对象,通过耦合EFDC水动力模型和WASP水质模型,建立适用于模拟景观水体富营养化的二维水动力—水质模型,并进行了模型的参数率定及适用性研究。研究结果可为景观水体的水质维护管理提供技术支持。     

膜料防渗人工湖水质模拟试验研究

为防止西安世博园人工湖运营管理不当可能发生水质富营养化问题,选用EFDC水动力学模型和WASP水质模型对世博园79 hm2膜料防渗人工湖进行了变水质、变流量等4种情景下的模拟试验研究。研究表明:仅用于人工湖生态需水量而不考虑湖体循环用水量的最小直接补水时,水流速度缓慢,120 d即出现营养物质累积、湖体水质开始富营养化。循环直接补水控制在1 m3/s流量时,并不能有效地改变湖内水力条件不良"死区"的污染物累积现象。最小达标补水比最小直接补水效果明显,循环达标补水效果更好。研究认为,世博园人工湖水系经济安全运行最长时间为120 d,与此同时必须构建湖内水生态系统,提高湖体自净能力。     

深圳河湾水污染治理研究

本文通过对深圳河湾水污染规划方案以及近些年来流域内水污染治理规划方案实施情况的梳理研究,总结水污染治理所取得的成效,分析目前深圳河湾还面临的问题,并明确今后深圳河水污染治理的对策措施,以供国内其他河流水污染治理借鉴参考。     

WASP水质模型及其研究进展

WASP(The water quality analysis simulation program,水质分析模拟程序)是EPA推荐使用的水质模型软件,使用较为广泛,能够模拟河流、湖泊、水库、河口等多种水体的稳态和非稳态的水质过程。介绍了WASP的组成模块(DYNHYD、EUTRO、TOXI)、基本原理及EUTRO中8个指标之间的相互转化,最后介绍了该模型在国内外的应用和发展前景、方向。     

河湾水电站消力池T型墩体型优化数值模拟研究

T型墩-消力池联合消能工属于一种新型消能结构,具有广阔的应用空间.文章以辽宁省河湾水电站泄水建筑物为例,利用数值模拟的方法模拟计算研究T型墩的体型设计对消能效果的影响.根据研究结果,提出在工程设计中设置消力板,采用前墩梯形、后墩弧形的T型墩墩型及支腿长度为12 m的具体建议.     

基于WASP7.2河流水质模型的应角研究

WASP(The Water Quality Analysis Simulation Program)水质模型软件作为美国国家环保局推出的经过时间考验的水质模型软件,在国外的应用取得了很好的效果。WASP应用于北京市内长河的水质模拟,选用COD、总磷、总氮、叶绿素作为水质模拟指标。模型计算结果表明:模拟值和实测值的误差较小,曲线的变化趋势接近,基本符合模型模拟的要求。     

WASP6水质模型应用于汉江襄樊段水质模拟研究

WASP6是美国国家环保局开发的最新的Windows版水质模拟软件。应用WASP6对汉江襄樊段现状水质进行了模拟研究,研究的水质指标包括:BOD5、NH3-N、DO,并用2001年实测值对水质模型模拟结果进行校验。研究结果表明:BOD5、NH3-N、DO模拟的平均相对误差分别为10.7%、11.0%和5.6%。WASP6应用于汉江的水质模拟能够取得较满意的结果。     

浅谈地下水水质数值模型

与地下水水量模型相比,地下水水质模型发展较晚,其机理更为复杂,需要从微观角度来考虑。本文简单阐述了建立地下水水质模型应用的一般过程、其中应该注意的问题及方程的表达,以及水质模型中用数值法解对流-弥散方程中遇到的问题以及常见的解法。     

生态调节坝对御临河水动力水质影响的模拟研究

御临河生态调节坝在减少三峡库区调度产生的消落区面积的同时,也改变了御临河内的水动力特性和水环境质量,调节坝对御临河水动力水质影响的量化是一个值得研究的问题。基于SWMM和EFDC模型,构建了御临河流域的水文、水动力和水质模型,通过对建坝前后的模拟分析对比,探求了生态调节坝对御临河水动力水质的影响。结果表明:调节坝运行后,御临河流速会受到较大滞缓,且下游段(舒家至调节坝)受影响比上游段(梅溪至舒家)更大;由于流速滞缓作用,枯水期水体会形成较明显的水质分段现象,但在丰水期该现象得到一定改善;建坝后水质指标浓度均有不同程度升高,下游流经建设用地段各水质指标浓度最高,库首段水质建坝前后变化幅度最大。模拟结果可以显示调节坝对御临河水动力和水质的影响,为三峡库区其他支流修建水利枢纽设施对其造成的影响评价提供一定参考。     

Numerical simulation of water quality in Yangtze Estuary

In order to monitor water quality in the Yangtze Estuary, water samples were collected and field observation of current and velocity stratification was carried out using a shipboard acoustic Doppler current profiler (ADCP). Results of two representative variables, the temporal and spatial variation of new point source sewage discharge as manifested by chemical oxygen demand (COD) and the initial water quality distribution as manifested by dissolved oxygen (DO), were obtained by application of the Environmental Fluid Dynamics Code (EFDC) with solutions for hydrodynamics during tides. The numerical results were compared with field data, and the field data provided verification of numerical application: this numerical model is an effective tool for water quality simulation. For point source discharge, COD concentration was simulated with an initial value in the river of zero. The simulated increments and distribution of COD in the water show acceptable agreement with field data. The concentration of DO is much higher in the North Branch than in the South Branch due to consumption of oxygen in the South Branch resulting from discharge of sewage from Shanghai. The DO concentration is greater in the surface layer than in the bottom layer. The DO concentration is low in areas with a depth of less than 20 m, and high in areas between the 20-m and 30-m isobaths. It is concluded that the numerical model is valuable in simulation of water quality in the case of specific point source pollutant discharge. The EFDC model is also of satisfactory accuracy in water quality simulation of the Yangtze Estuary.     

深圳湾水质时空分布特征及污染源解析

基于深圳湾、珠江口、水质净化厂尾水、面源与截排溢流水体等水质数据,系统分析深圳湾水质时空分布特征及其污染物来源。结果表明:深圳湾现状水质不达标,关键污染因子为无机氮(DIN)和活性磷酸盐(DIP);雨季水质普遍劣于旱季,内湾水质明显劣于外湾。污染物入湾途径包括:6个入湾河口(后海河、大沙河、小沙河、凤塘河、新洲河、深圳河)、1个污水排放口(福田水质净化厂尾水排放口)、34个雨水排放口和深圳湾湾口。经过旱季污水收集、尾水提标改造等水环境治理措施后,深圳湾主要污染源为面源与截排溢流污染,其入湾氮、磷营养盐浓度可达地表水V类标准,是深圳湾现状水质的5～15倍,雨季面源与截排溢流水体的氮、磷入湾总负荷达到76.2 t和283.8 t,将对已无氮磷营养盐剩余容量的深圳湾水质造成严重冲击。     

深圳河湾水系水质改善引调水工程

深圳河湾污染现状是当城市污水处理率达到95%时,河道依然存在着黑臭现象。利用统计数据建立了3套动态数学模型,进行不同污水处理率下和不同引调水水源的环境需水量计算,确定了合理的污水处理率目标。对深圳河湾水系的珠江口引水和大鹏湾引水方案进行研究:从生态环境角度,首选方案是珠江口引海水加滨海水库水;从工程经济角度,首选方案是大鹏湾引水。     

WASP水质模型检验及参数敏感度分析

WASP是美国国家环保署(EPA)推荐使用的水质模拟软件,本文利用Brandywine河实测结果,验证了WASP模型的水质模拟效果,模拟结果与实测符合较好,证实了WASP模型是一种有效、实用、可靠的水质模型。为了提高模拟效果,分析了模型主要参数的敏感度,发现水温对溶解氧影响最大、BOD衰减系数影响次之。灵敏度分析对模型参数选取和误差分析有指导意义。     

基于GIS 的流域水质模拟及可视化应用研究

为探讨基于地理信息系统(GIS)的流域水质模拟方法,以宁波市皎口水库流域为例,应用Arc GIS的水文分析模块和空间分辨率为5 m的数字高程模型(DEM)生成研究区流域水系及各级汇水边界,并将流域水系划分为168个水质模拟单元。根据调查统计及实验方法获得流域污染负荷、径流量、河道水力参数、水质参数和边界浓度,并建立相应的地理信息数据库及水文水环境属性数据库。通过集成水质模型(WASP)与GIS的空间分析功能,对流域水质时空变化特征进行模拟,并利用Arc GIS实现水质模拟结果的可视化表达和统计分析。结果显示:6个监测点的高锰酸盐指数、氨氮、总氮及总磷的模拟浓度与实测值的平均相对偏差分别为10.4%、18.7%、17.4%和19.9%,水库闸前监测点高锰酸盐指数逐日模拟值与实测值的平均相对偏差为7.5%,氨氮为13.3%,总氮为8.6%,总磷为18.6%,模拟浓度与实际监测值的总体趋势相符。研究表明,基于GIS的水质模拟方法能够应用于流域尺度水质时空分布规律的研究,利用GIS对模拟结果进行空间表达及统计分析为皎口水库流域水环境保护与污染控制决策提供了科学依据。     

闽江下游河床演变水质影响数值模拟

本文在对闽江下游河道现状充分调查的基础上,建立了闽江下游(水口坝下～闽江口)二维水动力、水质数值模型,并利用各水文站、测流断面的水位、流量观测结果对模型进行验证.然后,应用该模型定量化研究河床演变下闽江下游各排污口污染带对主要取水口的影响程度,并提出对策措施.     

异常大风对胶州湾水交换影响的数值研究

该文基于水体平均存留时间的概念,数值模拟不同风场条件下胶州湾的水交换能力。结果显示:在无风状态下,整个胶州湾的水体平均存留时间为79 d,在夏季统计风场、冬季统计风场、SE风向异常大风和NNW风向异常大风条件下,整个胶州湾的水体平均存留时间相对于无风状态分别减少了15.2%、21.5%、3.8%和2.5%。异常大风持续作用一天,对胶州湾东北、西南海域的水体平均存留时间影响可达10%左右。     

风在水库网箱养鱼水质影响中的数值模拟

根据天然水库的地形条件,结合某水库网箱养鱼带周围的水质监测,构建了有风条件下水库流场数值计算模型.在此基础上,对不同风速下该水库网箱带对周边水域水质浓度变化进行模拟.计算结果表明,同等条件下,自然风速小于7.5 m/s时,与无风时差异甚小;自然风速等于8.5 m/s时,粪大肠菌群、DO和BOD5有效横向衰减系数分别增大0.0016,0.0017和0.0032,影响范围分别扩大22.62%,19.50%和18.67%.进一步证实了风成流的形成对水库生态环境的影响.