自然排水区域内涝模拟技术研究

平原河网地区降雨过程中地面汇集、蓄滞,最终排出到河道是一个复杂的过程,不仅受地形的影响、还受外河水位影响,单纯的一维水动力模型或二维水动力模型无法模拟地面积水与河道水位的同步、实时变化。为了准确模拟降雨过程中自流排水区域地面汇流和河道水位的变化过程、优化区域河道布局规模和调度方式,本文综合一、二维水动力数学模型的优点,将河道与地面进行侧向耦合计算,地面低洼区域与河道进行正向耦合计算,模拟不同工况条件下区域内涝分布情况。结果表明：一、二维水动力数学模型侧向耦合和正向耦合技术可以模拟自然排水区域内涝实时分布情况,并可对不同河道规模和调度方式下区域内涝风险进行判别,为区域城市河网水系布局规划提供技术支撑。     

南京河西水系引江冲污改善水环境方案研究

针对城市河道的水环境污染日益严重的问题,采用引水冲污方式,可提高河道的水环境净化能力,有效改善城市水环境。以南京市河西水系水质现状为例,建立了一维河网水量水质模型,根据从长江引水的线路、方式及规模,利用所建立的模型,分析了南京市河西水系各河流引水冲污改善水环境的效果。分析结果表明,引水冲污能使城市河道污染浓度快速下降,有效改善城市河道水环境。     

基于MIKEⅡ的平原河网洪水演进水动力研究

随着计算机技术的不断发展,水动力学模型在水文预报等领域逐渐推广应用。采用一维非恒定流水动力学模型,应用MIKEⅡ计算软件建立水动力学数学模型,对整个瑞平水系区域河道现状水力条件进行分析,利用区域内水文站实测数据进行模型的参数率定和验证,模拟流量、水位值与实测数据相比,误差在0.5%～1.4%左右,吻合度较高。利用建好的水动力模型,对瑞平水系主要河道内的流量及水位的变化情况进行了模拟计算,结果表明,昆阳镇现状防洪排涝标准基本达到50年一遇规划标准;万全、榆垟、宋埠各镇区现状防洪排涝标准基本达到20年一遇规划标准;平原农田区现状防洪排涝标准也基本达到10年一遇的规划标准。     

基于水动力模型的洪水风险分析研究

根据福安市的暴雨洪水特性和地形地貌特征,构建福安市洪水实时分析计算模型.其中采用一维水动力计算河道洪水,二维水动力模拟洪水在城市面域内的演进,采用耦合模型将河道与城市面域联立,实现河道洪水和城市内涝的水量交换.率定后的模型计算结果可为制定超标准洪水防御对策提供科学可靠的决策依据.     

太浦河一维、二维水流数值模拟比较研究

相对于太浦河洪水风险图编制的研究范围,太浦河是一条狭长的河道,河道内如采用二维水动力模型数值计算将影响洪水风险系统调用数据的效率和可视化的效果,可考虑河道内采用一维水动力模型计算.为了验证一维水动力模型是否能应用于太浦河洪水风险编制中的太浦河河道洪水演算,运用一维、二维水动力模型对太浦河河道分别进行了恒定情况和非恒定情况的洪水演算.一维、二维水流数值模型的计算结果表明:水位与断面平均流速吻合性较好.因此得出结论:用一维水动力模型在计算太浦河河道内洪水演算具有与二维水动力数学模型相当的精度,并能大大提高洪水风险系统调用数据的效率,并提高了可视化的效果.     

江山市新城区防洪水位的数值计算

江山港是江山市境内的主要河流。随着社会经济的进一步发展，江山市将开拓江山港两岸的新城区，由此提出新城区防洪规划的要求。首次利用一维非恒定流水动力模拟系统MIKE11建立了江山港这类山溪性河流的水动力模型。在江山港遭遇50年一遇的洪水时，采取水库调洪、河道切滩、河道疏浚工程措施下，利用该水动力模型，计算了新城区沿程洪水位，为江山市新城区防洪规划中的防洪工程设计提供科学依据。     

基于MIKE的吉林市城区洪水分析模型

分别应用MIKE11、MIKE21和MIKE URBAN构建松花江干流和支流一维河道水动力模型、吉林市城区二维水动力学模型和一维管网模型,采用MIKE FLOOD将一维模型和二维模型进行动态耦合,构建耦合洪水分析模型。经过对一维河道模型和城市管网模型的参数率定与验证,证明了该洪水分析模型的合理有效性。基于该洪水分析模型的二、三维洪水风险图和管理系统,可为吉林省防汛抗旱指挥工作提供科学有效的技术支持。     

城市水文模型原理

城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。     

厦门马銮湾新城生态水系建设及补水方案优化研究

马銮湾新城是厦门计划打造的国际化生态海湾新城,对水系及生态环境提出了更高的要求。从生态修复和活水保质角度,根据新城水生态水环境规划目标,提出马銮湾新城水系的建设方案及补水方案,同时采用MIKE21模型对方案进行优化评估,最终确定新城水系的工程建设内容。结果表明,本次确定的方案可满足马銮湾水系的生态建设要求,采用模型对规划水系进行水动力评估和方案优化,并对水动力较弱的区段采用工程及非工程措施相结合的方式,可指导马銮湾新城的水系开发建设,也可为其他城市水系的生态修复、活水保质方案提供借鉴。     

城市水文模型原理刘家宏

城市水文过程因强烈的人类活动影响而发生了深刻变化,科学精细地模拟城市区域的产汇流过程是解析城市水问题机理的科学基础。在系统剖析城市水文模型原理的基础上,将城市复杂下垫面根据其透水特性划分为不透水单元、透水单元、半透水单元、伪透水单元、强透水单元、水域单元等六类基本单元,并构建了不同类型城市水文响应单元的水文特性曲线,基于圣维南方程组和Navier-Stokes方程提出了城市管网与河湖水系水动力学模拟的技术方案。在耦合城市水文响应单元的降水—截留—蒸发—入渗—产流模块、地表汇流模块、管网汇流模块、水系一维水动力学模块等基础上,以水循环过程为主线,将水文模型的径流输出作为城区一维管网、河道水动力模型的输入边界,实现水文模型与一维管网、河道水力学模型的集成。将单元水文模型通过城市管网和河湖水系等连接方式集成到城市水文模型系统中,弥补了现有城市雨洪模拟在水文学机理上的不足,可为城市排水防涝和海绵城市建设提供科学基础。     

构建绍兴市曹娥江流域水动力模型的探讨

为研究绍兴市平原河道中水流的运动特征,在分析绍兴市平原河网一维水动力模型的基础上,探讨构建曹娥江流域水动力模型的可行性,着重讨论现有水文模型与水动力模型之间的相关性及局限性。结果表明,一维水动力模型用于模拟曹娥江流域的山区、平原河道具有较好的可操作性,能较好地反映整个绍兴市曹娥江流域水动力过程。     

城市水生态环境建设思考与研究——以宣城市城市水系规划为例

随着经济社会的快速发展和城市化、工业化的迅速推进,一方面城市对水安全、水资源、水环境的依赖性和要求愈来愈高;另一方面在城市建设过程中,由于不断的侵占、排放污染物,使城市水系的生态环境问题十分突出。城市水系中河道、湖泊、滩地等被占用现象仍十分普遍,水污染状况也日益加重,带来的河道水质恶化和生态环境退化问题十分严峻。因此,宣城市城市水系规划在完善水系布局、强化各级河道工程、充分发挥水系防洪排涝功能的同时,也着重考虑和研究了维护河湖健康生命、提高城市水生态环境承载能力和保障水资源的可持续利用。在对水生态环境现状的科学剖析基础上,通过水环境生态建设方案,以期改善水质、恢复生态和美化环境,充分发挥"水"的生态环境价值。     

北方平原区城市水动力与水环境综合调控研究

针对北方平原区城市由于地势平坦、水源不足造成的水生态环境问题,提出以提升河流水动力条件和入河污染负荷削减为基础的水环境治理思路,实现水系水质的整体提升。以滨州市滨城区为例,在水系连通的基础上,通过合理设置泵站加强河道水体流动,提升水系水动力条件,以MIKE11水动力水质模型为技术支撑,模拟不同情景下水系的水动力水质条件,从水动力、水质和经济可行性3方面对模拟结果进行评价,得到最优水动力情景,并据此情景的水质模拟结果倒推水质全面达标的污染负荷削减方案。结果表明:水位7.0 m、流速0.10 m/s为最优水动力情景,在该情景下,将污水处理厂出水标准全部提升至Ⅴ类水时,河道水质能全面达到Ⅳ类水标准。     

二维水动力数值模型在天然河道弯道处水流横向水位差模拟计算中的应用

天然河道弯道处水流过程复杂。洪水风险研究中,一般先对河道建立一维水动力数值模型,再与岸上陆地二维水动力数值模型相耦合。由于山区河道弯道处的横向水位差较大,一维水动力模型无法反映两岸水位差,需对整个项目区建立整体二维水动力数值模型。该文以富屯溪顺昌县城区段天然河道为例,分析天然河道弯道水流特性,借助二维水动力数值模型模拟弯道水流,计算不同弯段、不同洪峰流量下的横向水位差,分析弯道横向水位差的影响因素。     

流域水文—区域排水模型支持下滨水城市洪涝风险评估

通过结合传统洪水过程计算模型、一维河道水动力模型、二维水动力模型、管网模型耦合的方法,对滨水城市贺州进行洪水、内涝及淹没模拟,探索城区面临上游水库、区间河洪、本地山洪以及城市排水相对复杂的边界条件时,依托流域水文-区域排水模型进行方案比选的适用性,可为类似地区城市洪涝安全保障提供借鉴.     

南宁市城区水系规划问题的探讨

自2007年至今,南宁市已完成了城市水系整治控制规划,可利江、心圩江下游河道整治与控制规划,五象新区水系控制规划等。通过对南宁市河流水系状况的分析,探讨了南宁市水系规划中水安全、水功能定位、水质目标、水量,以及水系与城市建设关系等方面问题,提出解决问题的方案和对策。     

浙江省沿海平原河道综合整治规划研究

以瑞平平原河道综合治理规划为例,从防洪排涝、水质改善与生态修复、营造水景观与传承水文化等方面对沿海平原河道综合整治规划进行了分析。结果表明:开展沿海平原防洪排涝规划,需要研究暴雨、洪水、高潮位、潮型、洪潮组合、波浪、河网正常水位、起调水位、水动力学模型、排涝调度等问题;水质规划一般根据《地表水环境质量标准》,结合水质现状和水质改善的可行性,提出各阶段水质目标和主要污染物含量限值,逐步达到最终的水质目标;水景观和水文化规划应根据《城市水系规划规范》和《城市水系规划导则》进行,以实现将河道建设成为集水利、休闲、旅游、生态和文化功能于一体的靓丽风景线的目标。     

新形势下城市水系现状调查分析

在我国大力推进生态文明建设的新形势下,急需开展城市水系现状调查分析,揭示水系治理存在的主要问题。本研究深入调查了海口市水系现状,揭示了新形势下海口市水系治理存在的主要问题,主要包括:1)城市水面率偏低;2)水系连通性差;3)部分河流排水功能退化;4)河道硬质化破坏生态功能;5)河道污染严重致使水环境质量下降;6)水系管理体制不健全;7)水景观和水文化规划建设工作滞后。本研究对开展新形势下城市水系规划建设等具有重要的参考意义。     

稔平半岛供水工程鲤鱼岭取水口对西枝江中下游的影响

规划的稔平半岛供水工程对改善稔平半岛水资源短缺、加速稔平半岛的开发建设有着重要意义、该文以供水工程西枝江鲤鱼岭取水口为研究对象,采用DHI公司的MIKE软件建立包含取水口在内的西枝江一维河道水动力模型及取水口附近河道区域的二维水动力模型,分析其对西枝江中下游的影响,从而为工程进一步开展的可行性提供理论依据.     

环城河网水系连通工程研究

水系连通是解决区域水环境问题的一个重要措施,而调水量确定是水系连通工程的关键问题之一。提出多功能区河道自净需水量计算公式,并将其运用于海口市中心城区水系连通工程河道水功能区水质所要求的最小需水量计算中,应用MIKE11水动力水质模型进行模拟。结果表明,计算流量是满足河道水功能区要求水环境质量标准的最小自净需水量,可作为海口市中心城区水系连通工程的调水流量。秀英沟、龙昆沟及美舍河的自净需水量分别为2.9 m~3/s、2.3 m~3/s和3.0 m~3/s;TP为计算河道自净需水量的控制性要素;满足该水量条件下,秀英沟、龙昆沟和美舍河水质可达Ⅳ类、Ⅴ类、Ⅴ类要求。