基于水量水质联合调控系统的宁波市三江平原河网引配水研究

引配水工程可显著提高平原河网水资源水环境的承载能力。针对宁波市区三江平原河网水系特点,以姚江干流为配水水源、以区域引排工程为手段,构建其水量水质联合调控模型系统,在计算引曹南线工程实施前后姚江干流向河网可配水水量的基础上,考虑河网的水动力及水环境改善效果,优化三江平原河网引配水格局,进而为宁波市区三江平原实施河网引水工程、优化配水调度提供技术支撑。     

考虑水质及水动力条件的滨江圩区最优活水方案

为探究考虑水质及水动力条件的滨江圩区最优活水方案,以滨江圩区南京团结圩为例,利用MIKE构建一维河网水动力水质耦合模型,在合理确定水动力及水质改善目标的基础上,依据活水水源、活水水量、活水点、达标活水历时、活水调度方式的变化设计活水方案,分析各方案模拟结果比选最优活水方案。结果表明,同时调引长江水和高旺河水的最优引水规模是东侧各泵站均引水水量25m3/s,南侧各泵站均引水水量10m3/s,最优排水规模是北侧和西侧同时排水,排水规模分别为15、20m3/s,最优调度方式是边引边排。研究成果可为区域河网优化调度提供参考。     

基于水动力水质联合调控的温州市主城区平原河网引水规模研究

鉴于引调水工程可显著提高平原河网水资源水环境的承载能力,针对温州市主城区平原河网水系特点,以瓯江干流为调水水源、以区域引排工程为手段,构建其水动力水质联合调控模型,在分析引水水质及污染物入河量的基础上,同时考虑目标流速和目标水质两个因子,确定研究区所需引水规模为30m3/s,为研究区调水引流方案提供了支撑。     

运东大包围畅流活水方案研究

针对近年来城市化过程中太湖流域水体流动性差、水质恶化的问题,以无锡市运东大包围为研究区,基于研究区实测资料,选用MIKE11数学模型构建研究区河网水量水质耦合模型,以水利工程的优化调度为手段,拟定不同来水条件及引水规模下的活水方案,分析了不同方案对研究区水动力条件及水质的改善效果。结果表明,畅流活水方案可改善运东大包围内水动力条件和水质状况,改善效果与外部来水条件及引水规模有关;通过白屈港线路引长江水入运东大包围,并适当增大引水规模,可达到水动力和水质改善目标。     

基于水质水量耦合模型的宁波市主城区活水方案研究

针对城市化发展给平原河网地区带来的水动力不足与水质恶化问题,以宁波市主城区——海曙区为研究区,探究引清活水对河网水环境的改善效果。利用MIKE11构建一维水量水质耦合模型,模拟不同引水规模、引水口门布局及引水时段下流速变化及污染物NH3-N和COD的改善情况,分析不同方案的活水效果。结果表明,引清活水可改善河网水环境,改善效果与引水规模、引水口门布局及引水时段均有关;综合水动力与水质的改善情况,当引水规模为27m~3/s,以洪水湾节制闸、高桥泵站、邵家渡翻水站及沿山导流河节制闸联合调度引水,对河网进行间断活水时,海曙区水环境得到较大改善。     

上海市青松水利片引清调水方案研究

为改善上海市青松水利控制片淀浦河以北地区河网水质,在分析现状引清调度的基础上构建了青松大控制片河网水动力水质模型,研究了水资源引清调度方案。模拟计算结果表明,设计方案对河网水质均有不同程度改善。在现状工况条件下提出了改善水质的最优方案。     

基于水动力模拟的鄱阳湖白鹤栖息地适宜性空间模糊评价

为研究鄱阳湖白鹤栖息地分布,建立了基于水动力模拟的鄱阳湖白鹤栖息地适宜性空间模糊评价模型。模型的水动力部分采用Godunov格式的有限体积法求解非结构网格下的二维浅水方程组,模型的空间模糊评价部分以各水动力计算网格作为研究单元,选择水深、食物资源可利用性及人类活动强度作为鄱阳湖越冬白鹤栖息地适宜性评价模型的评价因子,从细观尺度对白鹤栖息地适宜性进行评价。并采用两个典型年份的白鹤数量调查结果对模型预测结果进行验证,然后利用评价模型对鄱阳湖水利枢纽工程兴建前后的越冬白鹤栖息地适宜性变化展开研究。结果表明,在丰水年枯水期白鹤栖息地适宜性略有下降,枯水年枯水期白鹤栖息地适宜性则略有改善,从已考虑的各评价因子来看,在鄱阳湖水利枢纽工程拟采用的调度方案对白鹤栖息地适宜性的影响较为有限,基本能够满足白鹤栖息地的保护要求。     

基于MIKE11模型的秦淮河流域洪水调度方案

针对秦淮河流域河网复杂、水工建筑物密集、受人为因素干扰较多的特点,采用MIKE11软件通过水文计算单元划分、河网拓扑结构搭建、水工建筑物设置等工作构建秦淮河流域一维水文水动力耦合模型,利用实测洪水资料进行了模型参数的率定检验,并通过模型复核了秦淮河现状防洪能力,针对秦淮河流域现状防洪能力不足的问题,研究了外秦淮河、秦淮新河等河道清淤、秦淮东河工程实施、新增调蓄湖泊、圩区限排等工程及非工程措施的防洪效果。结果表明,通过多种措施并举可有效降低秦淮河设计洪水位,提升流域防洪能力,为秦淮河流域防洪治理工作提供借鉴。     

流溪河水量调度的水流传播时间分析

为保障流溪河水量调度的需要,构建了广州片区一维河网水动力模型,并对其精度进行了验证分析。结果表明,模型精度较高,可用于流溪河水量调度的水流传播数值模拟计算。为较准确地确定溪流河水流传播时间,通过投放物理浮标跟踪等技术分析了水流从人和坝坝下到达海心沙的时间,利用建立的水动力模型对物理浮标跟踪结果进行了验证,同时采用该模型模拟计算了下泄流量分别为250、350m3/s和物理浮标测流条件下水流从人和坝坝下到达海心沙的传播时间。     

复杂河网水利工程水量水质联合调度研究

以北村水系为例,采用平面二维有限元水动力模型 RMA2 和水质模型RMA4,模拟分析了潮位影响、引水工程及水库泄水单因素水利工程水资源调度条件下河网水量水质时空变化规律,提出了3种闸、站、库联合调度方案,建立了水量水质联合调度评价指标综合评价方案.结果表明,落潮时引潮排水相结合方案为北村水系水利工程联合运行最优方案.     

广州市芳村片感潮河网水体交换规律数值分析

为改善广州市芳村片河网水质质量并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,并对模型进行了率定。针对实测水质数据普遍较少的问题,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,计算分析了河涌连通、水闸调度、水闸建设等措施对河网水体交换的影响,提出了芳村片引清调水的优化方案。模拟结果表明,该方法可用以制定、优化调水方案并为区域水系规划和建设提供依据。     

感潮河道水位资料延展的智能算法

为了解决感潮河网地区水动力模型水位边界资料较短的问题,基于圣维南方程组定解问题分析,利用BP神经网络建立了缺资料地区短系列水位资料的智能延展模型。模型以邻近水文站水位作为输入,以缺资料地区水位作为输出,利用Levenberg-Marquardt算法对缺资料地区短系列水位资料进行学习,利用邻近水文站提供的长系列水位资料对缺资料区短系列水位资料进行延展。以某三叉感潮河道为例进行计算,结果表明,延展值与实际值的线性相关系数为0.944,相关性较好,达到工程应用的精度。该模型能够充分利用已有资料,获得足够的建立水动力模型所需的资料,以解决感潮河网地区建模边界资料较短的问题。     

渤海湾滨海平原河网地区降雨径流模拟

渤海湾滨海平原河网地区河道纵横交错,流态多样,降雨径流过程复杂。为准确模拟其降雨径流过程,在水文特征数据矢量化的基础上,将以二维非恒定浅水运动方程为控制方程的二维水动力模型与以河道汇流关系及水文方法为基础的一维河道拟序汇流模型相耦合,建立了适用于平原河网地区的降雨径流模型。经实测数据验证,模型可靠。研究表明,该模型可模拟计算渤海湾滨海平原2015年各时刻各处产流量、水位、流速及其变化过程;计算得出各河道的入水、出水水量及主要河流的入海水量,实现了对平原河网地区的降雨径流模拟。     

MIKE11模型在河道生态修复方案优选中的应用

以横泾街道南片河网为例,基于MIKE11模型建立了水生态数学模型,首先利用水质实测资料进行了参数率定及模型检验,并研究了不同的生态修复措施组合方案下河网水质的改善效果,再结合横泾南片河网现状,选定生态湿地与木桩+自然护岸的联合方案作为优选方案。结果表明,该水生态数学模型能够为农村河道生态修复措施组合方案的优选提供定量化基础。     

MIKE11模型在泗洪县城城区河网引水冲污工程中的应用

为构建和谐的泗洪县城区河网水系生态系统,有必要研究改善水系水环境的可行性技术方案。以泗洪县城区水系为例,利用MIKE11模型中的HD和AD模块构建了一维水动力模型及水质模型,分析了各种引水冲污工程措施调控对水系水量水质的影响,并利用水动力学模块对泗洪水文站实测水位、水质资料进行了率定,结果表明计算值与实测值吻合较好。     

泰州市古马干河河流健康状况评估

平原河网区的河流由于水动力较弱,河流系统的水环境和水生态方面往往存在较多问题,河流健康评价对河流的保护和管理有重要意义。从河流的属性和功能出发,以河流健康为总目标,以自然属性健康和社会服务状况为控制对象,建立了由12个指标和24个变量构成的平原河网区河流健康评价体系,并应用此评价方案从自然水文、水质、生态及社会服务等方面评估了泰州市古马干河的健康状况。结果表明,古马干河的健康等级处于亚健康状态。研究成果可为河流健康管理提供参考。     

山地丘陵及平原河网区农村生活污水处理模式

不同地区的农村水污染程度和特点不同,因而选择适宜的污水处理模式至关重要。根据山地丘陵区及平原河网区的地形特点和农村生活污水的排放特征,结合台州市农村污水处理现状,推荐山地丘陵区采用厌氧池—垂直流人工湿地、厌氧池—跌水充氧接触氧化—潜流人工湿地、单户式厌氧一体化处理器—分户式湿地等生活污水处理模式,平原河网区采用生态塘、地埋式微动力氧化沟技术、净化池等生活污水处理模式,并为台州市山地丘陵区下园村和平原河网区五联村设计了适宜的污水处理模式。