基于Delft3D污染物扩散模拟的城市湖泊 景观水体三维形态循证设计

针对长三角地区城市浅水湖泊面临景观水体污染物易于富集、难于扩散、水质较难保障的现实困境,阐述了以学科融合为基础的水体污染物扩散模拟与循证设计,提出地形作为水体形态的骨架对水动力条件的形成、湖泊水环境的改善起到关键性作用。以常熟市琴湖为例,基于湖岸线、湖底地形、岛屿、堤坝等要素,提出2种平面形态和6种三维形态,通过Delft3D模型模拟的方法,分析比较不同三维形态下的流场特征,并输入实测数据得到20天后湖泊水深平均流速与污染物总氮(TN)扩散模拟结果。研究发现:1)湖泊岸线与湖底地形变化通过流场影响污染物扩散;2)曲折度较大的岸线应尽量安排在水流的主方向上;3)岛屿设计应体量适宜、与岸线距离合适;4)长堤割裂湖体形态时,建议堤坝下部设置连通管道。研究有助于筛选对水质保持有利的设计方案,也可为城市湖泊景观水体的循证设计提供一定的技术支撑与参考。