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。     

基于同步原型观测的水质改善效果敏感性分析与应用

将无锡运东大包围调水试验过程划分为背景期、调度期和恢复期3个阶段,通过长系列河网水动力-水质多要素同步原型观测,获得河网干支流水动力特性,掌握不同控制断面水质指标的变化规律,并分析水动力过程对不同水质指标改善的敏感性。在此基础上,基于引水流量、汊道分流比、河网流速、水位以及水质改善幅度控制阈值,论证白屈港-严埭港-转水河-环城河-古运河沿线主引水通道的可行性与存在的问题,构建区域精细化河网水动力模型,在模型率定验证基础上模拟了高水位单通道自引泵排、低水位单通道泵引泵排、双通道自引泵排运行方案,比选了不同生态补水方案的水动力与水质效果,为无锡运东大包围畅流活水方案制定提供了研究方法与数据支持。     

闸泵系统联合调度的水动力学模型研究及应用

为了实现对河网地区闸泵系统的联合调度模拟,概化了平原河网,对河道中的闸泵根据水力特征进行了内边界处理,利用Saint-Venant方程组建立了平原河网水动力学模型。以连云港市临洪地区为例,根据边界来水情况,进行了平原河网地区涝水、洪水、潮水的闸泵联合调度模拟。     

城区河道优化调度控制系统研究与应用

为解决城区水污染和排涝等问题,提出基于水质模型和改进的SWMM模型,制定城区河网优化调度预案,利用河道泵闸进行调水换水,实现水质改善和城市防汛减灾的方法,并在泰兴城区河道进行应用。实践证明,城区河道泵闸优化调度对水质改善和防洪排涝具有积极作用。     

基于适宜生态水位的通州区平原河网引排水研究

平原河网地区水系连通,闸泵工程众多,工程调度中存在引水缺指导依据、引水时机欠科学等问题。考虑河道水位与生态需水的逐月变化,提出了基于河道适宜生态水位区间指导闸泵工程引、排水调度的计算方法。以南通市通州区为例,将年内水位划分为3个水位管理期,确定河道适宜生态水位区间并进行修正,以适宜生态水位作为控制目标,对工程现状引排水量进行调整。研究结果表明:（1）高水位时期（7—10月）,适宜生态水位区间为1.77~1.99 m;过渡时期（4—6月及11月）,适宜生态水位区间为1.54~1.95 m;低水位时期（12月—次年3月）,适宜生态水位区间为1.46~1.77 m;（2）在满足适宜生态水位区间的基础上,6月中旬及下旬需增加引水287.56 万m3、399.56万m3,其余时段均应减少引水量,共减少引水量6 064.11 万m3,7—9月需减少引水量最大。适宜生态水位思路能够客观反映河网水位年内实际变化,便于水利部门管理,给出的基于适宜生态水位约束下工程需调整的引、排水量,可为平原河网地区引排水工程调度提供参考。     

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。     

连云港市区水环境调度模型研究

根据连云港市区水环境现状，利用电厂闸从水质较好的蔷披河引水冲洗市区河网水系。建立了逆风隐式差分格式的水质模型，与河网水量模型相耦合，形成水量水质量调度模型，对连云港市区河网水环境改善以及河系中各闸门开启调度做了分析研究。     

基于浙东引水的慈溪平原河网水质改善研究

慈溪市作为浙东引水工程引曹北线的末端受水区，生态引水量逐年提升，引配水效果显著，河网水质改善明显。在建立河网一维水动力和水质模型模拟预测的基础上，针对河网内部引水布水调度系统，推荐分阶段分时期优化调度方案，为后续优化慈溪平原河网相关工程调度、最大化发挥浙东引水的环境效益提供技术参考。     

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:     

崇明生态岛东风西沙水源地水质安全保障方案研究

为保障崇明生态岛东风西沙水源地建成后水质供水安全,从生态自净、面源拦截、水库调度等三个方面,分别采用文献调研分析、现场试验和数值模型等技术手段进行深入研究,量化提出了具体的农业面源污染生态拦截(包括生态排水沟和滨岸植物缓冲带)、水库闸泵工程调度(包括不同水情工情下闸泵调度方式、水闸开启高度、库区水位控制、水库换水周期等)以及水库立体水生态系统(挺水植物-沉水植物-鱼类-底栖动物)构建等综合方案措施。     

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。     

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。     

平原河网区生态流量阈值研究——以江汉平原典型河流为例

生态流量是维系江河湖泊水生态系统的重要保障,而平原河网区水系错综复杂,传统生态流量计算方法适用性较差,开展平原河网区的河流生态流量阈值研究具有重要意义。以湖北省江汉平原典型河流为研究对象,从基本生态、特殊生境以及水环境保护等方面开展平原河网区的生态流量阈值研究,以多样化、动态化的需水过程定义生态流量阈值,结果与实际相符,研究成果可为平原河网区生态流量阈值的确定及应用提供借鉴。     

引水调度对东沙湖生态水文要素的影响

为了科学评估引水调度的生态水文效应,以大东湖水网中的东沙湖为典型研究对象,从控制水体富营养化的角度,选取最大流速、平均流速、流速＞0.01 m/s的水面比例、水龄、换水率共5个指标作为关键生态水文要素,通过构建的东沙湖水动力模型,模拟得到引水调度前、后共计6种工况下,东沙湖流速、水龄的空间分布情况,统计得到各工况下的关键生态水文要素值。对比结果表明:引水调度后,东沙湖最大流速、平均流速、流速＞0.01 m/s水面比例、换水率等生态水文要素均明显增加,水龄明显降低。研究成果表明引水调度能有效影响东沙湖生态水文条件,可为开展湖泊生态调度提供参考依据。     

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。     

太湖流域望虞河沿线地区水生态调度需求及对策

望虞河沿线地区对提升河网水动力条件、恢复河道自然引排条件、保障良好人居环境的需求日益迫切。目前,望虞河沿线地区在非防洪排涝期和非引江济太期间,并没有明确的引排方案。文章介绍了区域生态调度实践,分析了现状生态引水中存在的问题,并研究了区域生态引水供需平衡分析,围绕新时期水利调度工作思路的转变,提出了相关工作建议。     

平原感潮河网闸群防洪体系优化调度模型研究

针对平原感潮河网的水文水力特性、闸群结构型式及运行调度方式复杂多变等特点,基于一维非恒定流河网水动力学方程,提出了改进的双向迭代内边界控制法求解含有闸、堰的汊点方程,并建立了河网闸群防洪体系优化调度模型。模型经天津市永定新河闸群调度实测资料验证,计算结果与实测资料吻合良好;并应用于该闸群防洪体系的优化调度计算,可根据管理部门提供的各闸调度原则、水文拍报条件以及调度目标确定闸门的启闭时间及方式,为河网闸群综合管理提供有效的决策支持。     

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。     

台州主城区河道生态需水计算与水量调度

为保障台州市主城区河道的生态服务功能,在分析该地区河道特点的基础上,构建了一种适用于该地区的生态需水计算方法,该方法综合考虑了流速、水位和水质3个方面的要求,并利用MIKE11水动力水质模型,定量确定了能够达到生态流速、生态水位和水质目标的河道水量调度方法。计算结果表明,主城区河网的生态流速为0.1 m/s,生态水位阈值范围为1.8~2.24 m,在充分发挥再生水清洁水源的基础上辅以河道补水,台州主城区河网在丰水年、平水年、枯水年均能够同时满足水位、流速及水质的目标要求,可为城市河网合理调配水资源维持河湖生态健康提供决策依据。