面向水环境改善的城市河网动态水环境容量

为掌握城市河网动态水环境容量变化规律,构建了基于“空-地-水”一体化模型体系的城市河网动态水环境容量计算模型,以粤港澳大湾区惠州市金山湖流域为研究区域,定量核算了2017年金山湖流域COD和TP动态水环境容量。结果表明,模型模拟的流量、COD和TP浓度率定、验证的相对误差均在14.04%以内;2017年,金山湖流域COD和TP水环境容量整体呈先增大后减小的趋势,受降雨影响显著,逐日容量变化范围分别为238.55~3 027.49 kg/d和3.73~58.02 kg/d;枯水期水环境容量较小且与降水量负相关;丰水期的大雨或暴雨时期水环境容量明显提升,中小雨时期COD容量与降水量负相关,TP反之;保障生态基流能明显改善容量不足的问题,全年动态生态流量保障对金山湖流域水质达标率提升效果明显。     

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。     

平原河网城市典型滨河片区雨水径流监测研究

开展城市雨水径流监测,定量评估径流污染水平,分析污染规律及影响因素,可为科学制定水环境治理方案提供重要依据。以我国平原河网地区某城市一典型滨河片区为例,基于对不同下垫面雨水径流及周边河道常规污染物指标的监测,结合河道水环境质量时空变化特征,分析径流污染程度及对河道水环境的影响。结果表明,监测区域径流污染程度总体较高,其中COD、TN、TP指标的平均浓度均接近或超过地表水劣Ⅴ类水质;不同降雨事件、不同污染物、不同取样点雨水径流的初期冲刷程度均不相同,并且与降雨强度和前期污染物积累情况等因素密切相关;降雨过程中工商业发达、人员与交通密集区域排放的雨水径流增加了河道中COD、SS、TN、TP等污染物的浓度;对比结果显示监测区域部分污染物指标的城市径流污染物年排放量超过污水处理厂尾水污染物排放量。     

平原河网地区开发建设项目水土流失防治措施——以嘉兴市为例

平原河网地区地势低洼、平坦,河流纵横交错,水流平缓,水土流失及其治理长期不被重视。该地区往往经济发达,人地矛盾突出,各类开发建设项目占地频繁,必须加强水土保持工作的重视。从嘉兴平原河网地区的自然环境条件出发,分析总结了该地区典型类型开发建设项目水土流失防治措施的技术要点,为今后水土保持工作提供科学借鉴。     

平原河网地区典型小流域水环境治理工程环境效应评估

选取太湖西北部的竺山湾小流域为研究区域,针对平原河网地区水流特征,建立基于MIKE模型的竺山湾流域河网模型。以该区域内2012年实施的水环境治理工程为评估对象,通过整理各项工程设计资料、实地调研各项工程运行工艺、运行结果,汇总出各个工艺的减排效果。通过计算2011年、2012年污染物入河量,设置不同的运算工况,核算了水环境治理工程运行后该区域内各镇区水污染物总量达标情况及污染物入湖量变化情况。结果表明:在容量总量目标约束下,2012年实施的水环境治理工程使各镇区污染物需削减量较2011年有所降低,同时可降低各主要入湖河流污染物入湖量,说明水环境治理工程对竺山湾小流域内水环境起到一定的改善作用。     

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。     

扬州市中心城区河网闸泵联合调度优化研究与应用

建立扬州市中心城区河网水动力-水环境模型,模拟换水条件下河网水流运动,根据实测资料并结合模型演算,得出在生态流速控制阈值范围内的适宜年引水量阈值、逐月月引水流量阈值和区域水网的换水周期;针对水功能区水质改善和生态需水满足度提升,优化研究现有闸泵联合调度方式,提出闸泵运行精准调度方案和调控效益分析成果,为区域生态需水保障和水资源配置调度提供可靠的依据。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于AHP-熵权法的平原城市河网水系连通性评价——以廊坊市为例

在对近年国内外城市水系连通典型案例总结的基础上,构建包含水系格局、结构连通性和水力连通性3个准则层的平原城市河网水系连通性评价体系,改进水力连通性准则层中水力连通能力指标的计算方法,使其适用于整个河网计算。为避免主、客观单一权重法的不足,采用AHP-熵综合权重法对评价指标赋权。针对通过指标值评价水系连通状况不能兼顾多因素影响的局限性,采用综合评价法对廊坊城区不同水系连通方案的水系连通状况进行评价。结果表明,该体系能够较全面地对平原城市河网进行水系连通性评价,为我国平原城市河网水系连通性评价提供参考。     

平原河网地区河流生态修复技术研究与实践

针对平原河网地区河流生态系统问题日益严重的状况,总结了河流生态修复的国内外研究进展,阐述了目前主要应用的河流水质改善、生态护岸建设和河流生态景观建设3个方面的河流生态修复技术,结合江苏省丰县的生态水利建设实例,提出我国河流生态修复的建议。     

天津滞缓流型城市河网水质时空分布特征

针对天津城市河网滞缓流特点突出、水质变化与天然河流不同的特征,以海河、津河、卫津河、外环河4条重点河道为研究对象,应用聚类分析、因子分析、多元线性回归分析等多元统计分析方法对11个重点河道断面2008年和2009年39周的水质监测指标进行了分析。结果表明:河道断面水质在时间和空间上具有一定的分布特征,时间上,各断面5—8月水质较其他时间更差,氨氮、总磷超标严重;空间上,呈现出从海河到津河、卫津河再到外环河水质逐步下降的特征;海河、津河、卫津河等河道氮磷类汇入是主要污染源,外环河则以有机物污染汇入为主要污染源。     

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.