分汊型河道水流运动特性和污染物输移规律研究进展

对分汊型河道的水流运动特性和污染物输移扩散规律的相关研究进行综述,分别从分汊型河道中分汊口、交汇口、整个分汊河道的水流特性及分汊型河道中的污染物输移特性等4个方面进行总结。介绍分汊口和交汇口处的水流从其能量损失、水位变化、水流分离等一维、二维过流特征到三维流动结构和紊动特性的研究过程;从野外现场试验、室内物理模型试验和数学模型模拟等角度出发阐述了整个分汊河道的水流特性;认为污染物在分汊河道中的输运规律研究主要集中在数值模拟上,并进行了回顾和分析;提出分汊河道水流水质输移特性研究中一些有待深入探究的问题,尤其亟待加强不同排放方式、不同污染物密度和不同分汊形态下污染物输移机制的试验研究。     

河流横向混合系数的研究进展

横向混合系数是河流中污染物横向混合特性的重要体现与反映。本文针对不同河道情况下横向混合系数的确定方法进行了分析。首先归纳不同河道的无量纲横向混合系数的量值分布及代表性公式,顺直室内水槽试验的无量纲横向混合系数值在0.1~0.26范围内,天然河道量值分布较为离散,基本大于室内水槽的数值,并对不同代表性公式的适用条件和范围进行阐述;之后总结了利用示踪试验数据计算横向混合系数的各种参数计算方法,矩法和直线图解法简便易操作,线性回归法可分析非惰性污染物,加速遗传算法、人工神经网络等优化算法提高了计算精度并降低了人为主观性;接着详细介绍了弯曲河道中利用横向速度公式带入三重积分来计算横向混合系数的理论方法,Odgaard和Rozovskii的断面横向速度表达式与横向混合系数存在较好的响应关系,量化了二次流对弯曲河道横向混合系数的影响;同时对含植物、有冰层覆盖明渠以及不规则河岸等其他情况下的横向混合系数的探索进行了总结,最后提出了天然河流中横向混合系数研究中有待进一步探讨的问题。     

高度城镇化地区河网水系生态调控方案

为探究长三角高度城镇化地区河网水系生态调控方案,以秦淮河流域下游地区水系为例,采用生态功能设定法,计算了各河段生态水位和生态流量.通过构建一维水量水质模型,在枯水年非汛期水量调控及截污措施协同驱动下,对水位、流量及污染物浓度的时空分布特征进行多情景数值模拟,并对生态水量保障率及水质改善效果进行评估.结果表明,水位调控措...     

平原河网地区河流水生态评价指标体系构建及应用

本文基于平原河网地区水系生态环境特征,剖析河网河流水生态评估因子内涵,构建了包含河流自然形态结构、水体质量状况、水文水动力状况、水生生物状况4个一级指标和25个二级指标在内的平原河网地区河流水生态评价指标体系,并以层次分析法确定各层级指标的权重,依据柯西分布函数确定隶属度,建立水生态状况的模糊综合评估模型,选取太湖流域望虞河进行实例应用。     

存在密度差异的污染物在分汊河道中输移特性试验研究

针对自然界特定且时常遇到的分汊型河道,建立物理模型试验系统,以氯化钠溶液为示踪剂,进行密度大于环境水体的污染物在分汊河道中输移扩散机理的试验研究。首先测量了不同横向位置点源排放下污染物的输移过程。试验结果表明不同的上游流量、支汊宽度比和排放位置对污染物的断面浓度分布有显著影响。当上游流量由大变小时,分汊口前主河道中污染浓度发生分叉现象,对于河道中心排放条件下,污染云团在断面中心处由单一高浓度核心区分裂为两个高浓度区;在左侧岸边排放下,大流量时只存在单一的高浓度核心区,并沿着左侧边壁运动,而小流量时浓度分叉后左侧高浓度区在边壁的反射作用下与右侧的合并,偏离左岸向河道中心输移。然后计算了不同工况下污染物进入支汊的分污比,分析表明中心排放下支汊分污比与支汊宽度比、分流比呈正相关,与上游来流呈负相关;岸边排放时支汊分污比与分流比、支汊宽度比和上游来流量均呈正相关。最后,建立了不同排放位置下污染物分污比与上游来流量、分流比的函数关系式,为掌握污染物在分汊河道中的输移特性提供了科学依据。     

高度人工化城市河流生态水位和生态流量计算方法

针对高度人工化城市河流生态水位和生态流量确定方法不成熟的问题,通过分析高度人工化城市河流特征和生态功能,解析了生态水位和生态流量的内涵,从维持河流连通性、水生生物生境、水质保障、城市景观娱乐功能等维度,提出了一种考虑河流形态、河道水生生物、水质和景观娱乐为要点的实用计算方法。以南京市秦淮河为案例,计算得到了秦淮河上段、秦淮河下段、外秦淮河和秦淮新河4个河段的生态水位分别为6.8 m、6.7 m、6.3 m和6.7 m,生态流量分别为20.8 m~3/s、25.8 m~3/s、26.5 m~3/s和19.1 m~3/s;计算结果介于Tennant标准的"好"和"非常好"之间,表明计算方法合理可信。