太湖流域阳澄淀泖区河网有序流动调度方案研究

针对太湖流域阳澄淀泖区独特的地形地貌和水文特点,在分析河网水体流动及调度现状的基础上,研究提出了基于河网有序流动的调度目标参数和调度方案。以太湖流域河网水量水质耦合模型为技术手段,对调度方案进行模拟计算,从水位、流速、流向、水质4个方面定量分析了优化调度方案实施后的效果,并与拟定的调度目标进行可达性分析,制定了有利于该区域河网有序流动的调度方案。研究成果可为完善流域综合调度提供技术参考。     

引江调水对阳澄淀泖区水环境改善效果分析

引江调水是有效改善区域水环境的措施之一。根据苏州市沿江口门水利工程2017年5月9～18日的调水实测数据,分析了阳澄淀泖区引水前后主要污染物浓度的变化及引水量与水质综合污染指数的关系,发现引江调水能加快区域内河网水体流动,并使得通江河道及阳澄湖以西区域水环境得到明显改善,特别是氨氮指标能提高1～2个水质类别,综合污染指数亦有所降低。根据分析结果,明确了调水对阳澄淀泖区不同区域的水质改善程度,这将有利于调水方案的优化和区域的水环境管理。     

阳澄淀泖区圩区排涝对区域防洪的影响分析

阳澄淀泖区属于典型的平原河网地区,河湖密布,地势低洼。为了抵御洪水,区域内建成大小联圩366个,约占总面积的50%。圩区建设是平原河网低洼地区的重要防洪排涝措施,但随着圩区规模的扩大、防洪排涝标准的不断提高,使得骨干河道洪水位上升,对区域防洪产生重要影响。以实测资料和圩区现状调查为基础,构建了能反映现状河网、圩区分布、圩区调度的数学模型,定量分析了圩区排涝对区域防洪影响。所建立的数学模型及对圩区排涝对区域防洪的影响分析可为阳澄淀泖区的洪水计算、防洪规划、圩区建设提供理论依据。     

阳澄淀泖区动态洪水风险图的编制及其管理系统的开发

基于大量的实测和调研资料,建立了能反映阳澄淀泖区现状河网、圩区分布及水工建筑物调度的水动力模型,经率定和验证后能够用于该区域的洪水模拟。基于Web技术、GIS技术和数据库技术,研发了嵌套水动力模型的动态洪水风险图管理系统。针对任意降雨、边界条件、水工建筑物参数及调度参数,系统能快速调用模型进行模拟计算并生成动态洪水风险图。与在线预报数据结合,可实现洪水预报预警,为洪水风险图在防洪减灾、洪水管理、洪水预报等方面提供技术支撑和应用借鉴。     

阳澄淀泖区水体有序流动对水环境影响分析

随着太湖流域人类活动的加剧,污染物排放量的增加,水环境问题日益突出。文章选择阳澄淀泖区作为太湖流域的典型代表区,通过区域水利工程调度促进水体有序流动,从改善区域水环境效果分析初步提出改善区域水环境的设想和建议。     

太湖下游河网区水质变化特征与引水调控效果

为探究复杂水文水动力条件及污染来源区域的引水调控效果,选取太湖下游河网区29个断面2007—2018年NH_3-N和COD_(Mn)逐月监测数据,采用单因子评价法、综合污染指数法、聚类分析法、Pearson相关分析法以及单因素方差法进行分析。结果表明,研究区水质情况在时间上可分为两个阶段,2015年为水质整体转好的拐点;空间上可分为6类断面,距离引水口较近的断面改善效果较好,引水改善范围逐年扩大;不同水质指标对引水量的响应情况不同,NH_3-N在距离引水口较近的断面与引水量呈显著负相关关系,而COD_(Mn)与引水量呈显著负相关关系的断面更多;不同引水量对水质指标的影响存在空间差异,综合得出引水量为2.0亿～2.5亿m~3时对水质的改善效果最优。     

基于一维水质模型的平原河网水环境容量计算

平原河网地区的水环境治理修复是一项艰巨复杂的综合系统工程,合理计算水体的水环境容量,对于确定水环境综合治理工程的规模尤为重要。以上海市闵行区某镇水生态修复三期工程项目研究区为例,通过构建一维水质模型计算了研究区各河段不同时期的水环境容量,分析了各河段水环境容量的时间变化过程,确定了平原河网水环境综合治理工程中的污染负荷削减比例,为水环境管理提供支持。     

嘉兴市平原河网潮区界位变化分析

嘉兴水系属平原河网,水流缓慢,潮汐的变化导致河道水体流态时常发生改变.由于多重因素影响,近十多年来嘉兴市河网的水位及潮汐上溯情况发生了明显的变化.通过对嘉兴市域有关水文站的水位、潮位分析,基本确定目前潮区界在不同水情和不同天文潮汛期的摆动区域位置特征.     

基于汉口分类处理的平原河网水质模拟方法

在目前常用的平原河网水质模拟三级解法中,对所有汉口出口断面浓度均采用均匀混合假设,然而汉口处不同的水动力条件和来流水质使得均匀混合假设未必适用于所有的汉口.为修正传统方法中的这一理论不足,该文提出对不同类型的汉口进行分类,并基于不同的处理建立平原河网水质模型.较之传统的三级解法,该方法直接求解断面浓度,无需求解汉口处的浓度,可有效简化求解过程并提高精度.将模型应用于江苏昆山某河网,求解非恒定流条件下各断面的COD浓度.结果表明:在未采用均匀混合假设的汉口,出流断面浓度与传统模型的结果差异明显;该模型计算结果与实测值吻合较好,可应用于平原河网水质模拟.     

平原河网区活水畅流对水动力和水质的改善效果

青浦区青松片为典型感潮平原河网区,水动力弱、水流往复。采用数值模拟和现场试验相结合的方法,诊断了现状"西引东排、南引北排"活水方案存在的问题,西引东排流量仅10～20 m~3/s,北排依靠泵排,对河网水动力提升影响范围有限,多数河段为滞留水体。基于吴淞江水位高、拦路港—黄浦江潮差大等水动力特点,提出"北引东排、西南自然引排"活水畅流优化方案。结果表明,优化方案水动力显著提升,主干和中小河道流速分别提升27.5%和18.5%;优化方案引排流量显著提升,西大盈港、东大盈港、油墩港、新通波塘北引吴淞江流量达40 m~3/s;水质显著提升,主干河道水质由Ⅴ至劣Ⅴ类提升至Ⅳ类。     

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。     

平原地区城市河网水环境改善的补水调度策略研究——以天津市中心城区河网为例

针对平原地区城市河网中存在的补水效果差、水质不达标等水环境问题,采取问题解析-方法优化的思路开展河网水环境改善的补水调度策略研究,提出了融合现状模拟和成因分析、补水调度策略验证、补水调度实施方案的研究思路。以天津市中心城区环城河网进行实例应用,基于现状问题解析揭示了河网水质不达标原因,按照保持现有工程措施及增设工程措施的顺序提出了适用的推荐补水调度策略,并基于推荐补水调度策略提出了年度整体实施方案及实际实施方案,其中年度整体实施方案对应的年度补水调度总需水量为3.19亿m3。研究表明本文提出的补水调度策略研究方法可利用有限的补水资源有效地改善水环境,可在其他平原地区城市河网中进行推广。     

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。     

太湖流域平原河网区水系连通性评价

河湖水系连通是流域及区域防洪、供水和水生态安全的重要基础。现有的基于水流阻力与图论的水系连通性评价方法并不适用于连通性受闸门工程调度影响较大的平原河网区,为此提出了改进的水系连通性评价方法,不仅考虑河网中不同类型河道的实际输水能力,还考虑了闸门启闭的开启度。以太湖流域平原河网区为例,运用太湖流域水量水质模型中的概化河网绘制河网图,结合模型计算出各河道水位及闸门开启度,构建出加权邻边矩阵,并利用MATLAB编程算出每个节点连通性,进行了平原河网区典型年时河网水系连通性评价。总体评价结论为太湖流域平原区总体水系连通性较高,但各水利分区的连通性有一定差异,其中阳澄淀泖区和太湖区水系连通性较高。评价结论符合太湖流域平原河网区的实际情况,和前期研究方法的结论基本一致。该方法实现了受闸门调度影响较大河网水系的连通性定量化评价,可用于河网水系连通性变化评估、改善水系连通工程设计等领域。     

平原河网地区水资源配置仿真模拟模型研究

从平原河网地区水资源配置要求出发,建立以平原产汇流模型、水资源配置模型和河网水流动力模型组成的平原河网地区水资源配置仿真模拟模型,以时甚至分为计算时段,达到仿真模拟平原产汇流、供排水、水体在河网中流动及各种水利工程的调度运行的目的。     

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。     

考虑初期雨水污染的平原河网地区活水效果分析

以盐城市核心区为例,构建水量水质数学模型,在常态补水方案的基础上,充分考虑随初期雨水径流进入河道的污染物,分析初期雨水污染对活水效果的影响。结果表明,活水方案的水质改善效果与引水水质和污染物浓度分布有关;活水目标相同时,考虑初期雨水污染的活水时间较未考虑初期雨水污染的长;由于汇流时间不同,考虑初期雨水污染时,上游断面的污染物浓度峰值时刻和达标时间较下游断面有所推迟。