感潮河网水动力模型在城市水环境治理中的应用

以广州市海珠区河网水系为例,建立了城市感潮河网水动力学和水质模型。利用换水率、换水周期等指标研究了该感潮河网地区提高城市水环境诸多措施的改善效果。     

横琴岛中心沟规划水系水体交换效果模拟研究

横琴岛中心沟规划水系为珠江三角洲感潮河网水系,水系内存在多个相互连通的环路,水动力条件差异较大。部分区域水体交换能力较差,容易导致局部的污染蓄积。为了掌握水系在外江潮汐影响条件下水动力水质变化规律,采用DELFT SOBEK软件对水闸联合调度条件下的中心沟规划水系进行了水动力水质数值模拟,获得了非稳态浓度推移过程和水体半交换周期等指标,为水系规划提供了技术支撑。     

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。     

珠江河口复杂河网的水资源调度方案评价EI北大核心CSCD

为评价珠江河口河网的水资源调度方案,以横琴中心沟水系为研究区域,针对原调度方案存在的调水规模问题,结合横琴中心沟水系、外江潮汐和水环境特征优化了调度方案,并提出以水体交换能力为评价指标,对原调度方案和优化方案进行了评价。结果表明:原调度方案水体交换能力不足,优化方案调水幅度增加后,半交换周期普遍缩短,水交换率提高,可以满足规划水质目标。     

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:     

感潮河湖水系连通水环境改善效果评价

河湖水系连通作为解决水环境问题的一个重要措施,其实施对于改善感潮河网地区水环境具有重要作用。为评价感潮河湖水系连通工程实施后水环境的改善效果,提出了一套评价指标体系及评价方法,包括结构性评价指标体系、水动力评价指标体系、水质评价指标体系等3个方面,分别定量评价河湖水系连通对于河网水系结构、河网水动力和水质的改善效果,以及河网水环境的综合改善效果。通过实地调查与测验资料,利用所建立的指标体系对广州市海珠区感潮河网水系连通工程实施后的水环境改善情况进行了评价,验证了该方法的可行性和实用性。     

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。     

感潮河网地区引水增流改善水环境实践探讨

通过天沙河引水增流工程实例,探讨感潮河网地区利用潮汐涨落引水增流改善水环境的可行性.建立一维水动力数学模型,利用实测典型大潮、小潮潮位过程,对感潮河网地区的水力特性进行数值模拟,分析计算该河段自流引、排水的可能性及效果.工程实践表明,在河网地区利用潮汐涨落的水文特性,引水增流改善水环境是可行的.     

感潮河网水环境容量计算应用

基于一维水动力、水质模型,以顺德区水系为例,建立了感潮河网水环境容量计算模型。在结合当前环境管理的要求下,根据不同的约束条件,分别计算了顺德区水系的天然环境容量和可利用环境容量。结果表明,该方法对于河网水环境容量计算是简便而有效的,并对感潮河网水环境容量计算提出了改善的方向。     

改进图论法在河湖水系连通规划中的应用研究

通过分析感潮河网地区的河网水系特点、水动力条件和水环境现状,以基于“水流阻力”的图论连通度理论和“最短路”思想的水系连通性诊断和优化方法初步拟定连通方案,并采用一维水动力水质数学模型进一步细化方案。结果表明：通过图论初步拟定的最小阻力连通方案为结构连通性最优方案,数学模型细化方案后解决了由于水闸调度方式引起的连而不通的问题。该方法可快速诊断河湖水系的结构连通性,丰富了河湖连通诊断手段,可为珠三角感潮河网地区水系连通规划提供一定的参考。     

感潮河网水资源调度试验研究

以广州市海珠区新癵围河网为研究区域，针对其平原感潮河网特点和独特的地理位置，充分利用珠江潮汐动力和较干净水资源，采用水资源调度方法来改善该区域水环境。分析调水期间各水力要素以及水质指标的变化情况，结果表明：充分利用珠江潮汐规律，采用涨潮引水、落潮排水方案，能使河网内主要河道水体定向有序地流动，进而提高水体的流动性，加快水体更新速度，可以在一定程度上改善河涌水质。该研究对珠江三角洲地区城市河道整治具 有较为重要的指导意义。     

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。     

受污染感潮河道综合治理技术浅析

根据对珠江三角洲地区感潮河流的治理实践经验,简单地采用一种技术不能达到良好的治理效果,需要多种治理技术的创新集成,才能达到理想治理效果。介绍了在河流截污的情况下,实行底泥环保清淤、水动力控导、生态修复等多种治理技术的创新集成,为改善水环境,修复水生态,提供更为实用的新技术和新方法。     

Mike11在平原感潮河网区闸泵群联合调度的排涝计算应用

为了合理确定平原感潮河网区闸泵群联合调度下的泵站规模,采用Mike11构建一维河网水动力模型进行排涝计算。结果表明模型计算可合理确定各泵站的设计排水流量,设计洪水位满足区域排涝要求,研究方法可为平原感潮河网区的排涝计算提供借鉴。     

感潮河网区风暴潮洪水风险模拟研究——以中顺大围为例

感潮河网区资源丰富且动力复杂,面临着流域洪水和潮水、风暴潮的多重灾害风险。以珠江三角洲感潮河网区的中顺大围保护区为例,探讨了径流洪水与风暴潮洪水的历史遭遇概率,通过两套不同尺度的一、二维联解模型(河网一维与河口近海区二维联解、河网一维与保护区二维联解)模拟了不同情景下风暴潮洪水与径流洪水在三角洲网河区河道遭遇和演进,以及通过保护区薄弱堤段溃决后在保护区内宣泄传播的过程。较成功地模拟再现了河口的复杂洪灾系统,可应用于其他区域风暴潮洪水模拟,也为风暴潮洪水风险分析提供了参考。     

改善张家港地区水环境引水方案的对比研究

基于张家港地区独特的地理位置,简述引水改善该地区水环境的必要条件、水动力条件及引水后合理调配水量的有利条件,拟定了4种调水方案.利用感潮河网数学模型,对4种方案调水后主要监测断面的CODCr进行预测,分析了各个监测断面调水后的水质变化趋势.从环境和经济的角度出发,提出在消减各类污染源的同时,充分利用长江水潮差大的特点自流引水冲污是综合整治张家港地区水环境的最佳方案.     

基于MIKE21的水系连通设计方案优化

随着城市生态文明建设要求的不断提高,合理的城市水系形态及引换水设计成为水生态文明建设的重要环节。以郑州市蝶湖水系为例,应用MIKE21软件,建立了二维水动力模型,对不同水系连通、流量调控方案进行模拟分析。文章确定了最优的连通渠道布置方案为在中心渠北侧开挖城东渠,蝶湖大坝与城东渠闸门过流量均为0.20 m3/s,换水用时短,水体交换均匀无死水区。通过模拟优化方案,对改善水质、减少换水时长、调控水量均有积极意义,为进一步模拟水质演变过程提供了基础支撑。     

时间尺度对平原感潮河网水动力水质模拟精度的影响

为探究不同时间尺度边界入流条件对平原感潮河网水动力水质模型模拟精度的影响,以典型平原感潮河网地区的张家港市中部为研究区域,结合野外同步监测数据、自动高频监测数据、常规监测资料等构建了水动力水质模型进行模拟分析。结果表明:时间尺度、开始取值时刻以及调度情况均会影响模拟精度;研究区域边界入流条件、水动力模拟结果和水质模拟结果可信的最大时间尺度为1 h,水质模拟精度优于水动力模拟精度。     

广州市荔枝湾感潮河网引清调水方案研究

为改善广州市荔枝湾河网水质,研究城市内河涌与外江之间的水体交换规律,基于Saint Venant方程组和对流扩散方程,建立了感潮河网一维水流水质数值模型。针对实测水质数据普遍比较缺乏的实际情况,引入了基于污染物相对浓度的水体交换指标,发展了一种简便有效的水环境调控评判方法,计算和分析了河涌连通、水闸、泵站建设和调度等措施对河网水体交换的影响,提出了引清调水的优化方案。研究方法和成果可用以制定、优化调水方案并为区域水系规划和建设提供依据。     

佛山水道水流水质模型研究与应用

根据感潮网河区的水力、水质特性,利用一维感潮河网区水流水质数学模型,加入顺逆调节因子,将顺、逆流向的离散方程统一到同一方程中,研究分析佛山水道各种引水方案对佛山水系水流的影响和对佛山水道水环境改善的效果,为佛山水道引水工程的进一步设计提供依据。模型通过相应的同步潮流观测水位资料进行了率定,精度符合要求。