基于水动力模型的平原河网引补水研究

对于平原河网而言,由于河道无长期径流补给,河道流动性一般较差。为提升河道流动性,保障河道自净能力,引水补水是必要手段之一。以南京市河西北部地区为例,通过构建区域河网一维水动力学模型,分析河道新增补水点位的流量分配,并对河道补水效果进行模拟。通过改变河道引补水模式,保障各条河道流量流速。     

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。     

青岛高新区生态水系补水方案

在对区域内自然环境现状进行调查的基础上,结合生态环境需水量以及周边水源在水质、水量方面的对比,展开了对青岛高新区远期生态水系补水方案的研究。通过方案比选,提出了该区远期生态水系补水的推荐方案：在优先利用高新区汇水面积范围内雨水径流的基础上,利用上马污水处理厂和出口加工区污水处理厂的再生水作为补水水源的方案。同时,为防止污水处理厂出现出水水质不稳定的情况,将大沽河南庄橡胶坝水源作为应急补水方案。     

广州市北部水系三涌补水方案的实施与应用评价

系统地介绍了广州市沙河涌、猎德涌、车陂涌采用管道补水改善城市水环境的实际案例,总结了设计中应重点考虑的关键因素,并对工程运行后的实施效果进行了全面的分析评价。     

台州市核心区生态补水最佳流量研究

为改善台州城区水生态环境,确定对台州城区生态补水的规模,应用MIKE 11水环境模型软件建立河网水量水质耦合模型,研究河网水动力变化对水质改善的影响,对模型进行率定、验证,并预测8种不同工况条件引水后的水质状况,以水环境质量改善后降低的污水处理费用作为经济效益指标,以泵站运行费用作为成本指标,计算引水流量与工程净效益之间的定量关系,最后分析得到最佳引水流量,旨在为确定、优化台州市区生态补水流量、治理城市水污染问题提供决策依据。     

城市高度建成区河道生态补水治理方案研究

为探究城市高度建成区河道水质改善方法,以深圳市宝安区铁排河为研究对象,基于各河段的特征差异,计算不同河段的生态环境需水量、水库最小下泄生态流量及再生水和雨水的潜力资源,在保障水量及水质的前提下,提出相应的生态补水措施。研究表明:在以铁岗水库最小下泄水量为基础的前提下,铁排河各河段的降雨不能满足生态环境需水量,只能作为间歇补水,固戍污水处理厂的再生水可作为常态性水源;城市高度建成区的河段雨水补水宜采用人工调蓄及物化处理,在可利用空间较大的河段可采用生态调蓄净化雨水,以此削减入河污染浓度。生态砾石床、生态浮岛及水下森林的构建均能改善水环境生态系统,保障生态功能的稳定。     

非点源污染概化方式对城市水系补水模拟的影响

为了探索非点源污染概化方式对城市水系补水模拟结果的影响,建立了南昌市昌北水系一维水动力水质模型,采用集中式与分布式两种汇入方式概化了研究范围内入河的非点源污染,模拟分析了两种汇入方式下补水前后的水系水质,利用控制断面水质达标率、水质改善率和水质变化指数反映水质改善效果的三个指标表征补水对的水系水质影响。计算结果表明,当采用控制断面水质达标率相同作为补水标准时,分布式汇入方式下所需的补水量比集中式所需的补水量多约27.7%;而当采用相同补水量条件时,在控制断面处分布式汇入方式水质改善率和水质变化指数两个指标均优于集中式汇入方式。由于集中式汇入方式对非点源污染负荷的概化不能体现非点源污染的空间分布特点,因此两种汇入方式反映出的补水对水系水质的影响存在较大差异。研究结果表明,在水系补水模拟条件下,采用分布式汇入方式概化非点源污染更符合实际情况。     

试论引岳济淀工程在白洋淀生态补水中的作用

引岳济淀生态应急补水工程,利用现有河渠,把漳卫、子牙、大清3条东西流向、中、上游互不相干的河道串联起来,通过科学调度,使干涸的白洋淀恢复了原有功能,实现了水资源的优化配置,促进了人与自然和谐,经济、社会、生态意义重大,效益显著。     

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。     

对引岳济淀生态应急补水的思考

通过引岳济淀生态应急补水工程的介绍,分析了其产生的效益和意义,提出了只有坚持人与自然和谐相处、创造良好的水生态环境才能走可持续发展水利之路的观点。     

基于神经网络参数优化的岩体边坡稳定性评价

高陡岩体边坡的稳定性是一个内部存在多种相互联系、相互影响因素的复杂系统,而BP人工神经网络属于非线性动态系统,较适合用于评价高陡岩体边坡稳定性。分析了BP网络模型参数对高陡岩体边坡稳定性评价精度的影响,并提出了对模型参数进行优化,以提高预测精度的若干办法。用一工程实例对参数优化后的BP神经网络在高陡岩体边坡稳定性评价中的应用效果进行了检验。研究表明,用经参数优化的BP人工神经网络模型预测高陡岩体边坡稳定性是可行的,预测结果虽然与实际状态存在一定的误差,但仍可以相对准确地反映边坡稳定状况。     

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。     

七浦塘引水对阳澄湖河网水环境影响的模拟研究

为准确地衡量七浦塘引水工程的运行方式对阳澄湖及周边河网产生的影响,基于太湖水量水质模型设计了7种数值实验,从引水量和雨型两个角度对七浦塘引水对阳澄湖及周边河网造成的影响进行了评估,并定义了河网总体水质达标率作为评估标准。结果表明:七浦塘引水使得水量向阳澄湖北线和南线河道集中,在改善阳澄湖西湖水质的同时恶化了中东湖的水质;七浦闸引水量在20~40 m3/s之间时对提高河网水质总体达标率最为有利;引水对河网水质的影响具有显著的空间差异性;在不同雨情条件下,七浦塘引水调度均可在一定程度上改善河网和湖体的水质。     

南通市引江调水对河网水环境改善效果的模拟

为客观评估南通市引江调水对河网水环境的改善效果,针对该地区进行了河网概化,建立了河网水量水质模型。利用该模型进行了各分区的调水水量分配计算,分析了不同轮次调水对河网COD、NH3-N浓度的改善效果。计算结果表明：通州分区和如皋分区在第2轮引水后水质得到明显改善,如东和海安分区在第4轮引水后水质得到明显改善。研究证实引江调水是一种改善水环境的行之有效方法,为南通市调水方案实施提供了科决策依据。     

水量调度对平原河网能量影响分析

平原河网水动力条件相对较差,水质问题较为突出,为改善平原河网地区水环境状况,选取江苏省无锡市滨湖河网2018年洪季和枯季19个断面水文水质监测数据,基于MIKE21滨湖河网水动力-水质模型及Python能量计算模型,探究能量耗散规律以及能量、水质间的关系,并确定最佳调水流量区间。结果表明：滨湖河网水质浓度与河流能量显著负相关;一定调水流量的增加使得河流总能量随之上升,能量到达阈值后,随调水流量的上升,河流总能量呈降低趋势;在能量目标层面上优选引调水方案,能有效协调引调水过程中存在的异质性因素,确定逐日最佳调水流量区间及河网总能量最佳区间,提供流量优化调控方案,保障平原河网水动力与水环境条件。     

引水改善平原感潮河网水质效果评估

以张家港市三大水循环体系为例,构建一维河网水动力水质数学模型,揭示了不同长江潮位与内河引水量的响应关系,不同引水量与河网水质改善效果、引水服务面积的响应关系。结果表明:随着长江高潮位的升高,内河引水量呈现线性增长趋势;当中部水系引水量达到1.4×10~7m~3时,氨氮浓度改善率达到50%以上,浓度变化指数达到0.6以上,且整体提升了1个水质类别;引水服务面积随着引水量的增大呈现线性增长趋势,而单位引水量服务面积呈现对数函数下降趋势,其中东北部水系单位引水量服务面积最大,为0.352～0.891 km~2/万m~3。     

调水对巢湖市河道水质的改善效果及对浮游藻类的影响

以巢湖市封闭河道为研究对象,采用水动力模型和生态动力学模型方法,结合野外围隔试验,探讨了调水对河道水质改善和水华抑制的作用效果,并通过调水试验对模拟结果进行了验证。计算出最优的调水周期,提出了合理的涵闸工程改造与科学的引排结合的措施。结果表明:调水能够使河道的水动力条件得到显著提高,平均流速均大于0.10 m/s,高于浮游植物生长临界流速,换水频率在21 d以内。通过一次调水试验表明模型的计算结果比较合理,科学合理的调水能达到抑制有害蓝藻水华在夏季暴发的目的。     

宁蒙河段水沙变化数值模拟及灌区引水对河道水沙变化的影响

利用非恒定水动力学水流泥沙方程,建立了黄河下河沿～头道拐河段一维水沙输移数学模型,分别采用1997-2002年和2003-2006年的黄河水文、泥沙等资料对模型进行了率定和验证;运用该模型模拟计算了1997-2006年宁蒙灌区引水对河道水沙变化的影响,分析认为:宁蒙灌区每引水1亿m3,头道拐断面相应径流减少量0.69亿m3,每净引水1亿m3头道拐断面径流则减少1.02亿m3;相应输沙减少量分别为40.9万t和60.7万t;河道淤积变化量1 432万t。汛期引水对河道输沙变化的影响大于对径流变化的影响,汛期引水引起的头道拐断面径流减少量占引水期径流减少总量的50%,而相应的输沙减少量则占输沙减少总量的73%。     

崇明岛河网引清调水试验研究

利用崇明岛河网两次调水试验的水文水质同步监测资料,分析崇明岛调水试验水量水质的变化。结果表明:长江口南支水质基本稳定达到Ⅱ类水质标准,可作为崇明岛调水的优质引水水源,调水后内河河网水质均得到不同程度的改善,其中主要河道水质一般可改善一个类别,从空间分布看,南横引河和竖向骨干河道水质改善较好,北横引河水质改善较差。