浅水湖泊群连通与调水的二维水动力-水质藕合模型研究

将湖泊群连通并进行引清调水的水环境污染治理模式在浅水湖泊分布比较集中的地区逐渐受到人们的关注.为了探究独立湖泊群相互连通引水后各湖区的水动力水质变化情况,以武汉大东湖生态水网工程的建设为背景,建立了湖泊群二维水动力-水质耦合模型.采用适合复杂边界的非结构化网格,考虑湖底地形和气候条件,考虑污染物的输入、迁移和转化,以及蓝藻等浮游生物的生长条件,分别利用东湖2006年6月和2007年6月的野外数据对所建模型进行参数的率定和校核,并利用2012年6月实测数据对3种引水方案与3种连通模式组合情况下湖泊群的BOD5,TP,TN以及Chl-a等生化指标的变化情况进行模拟,对稳定运行30 d后的模拟结果进行比较分析.结果表明:引水工程中,对于水域面积较大的湖泊,风力作用依旧是影响流场的主要因素;同样的引水流量下,不同的调水方案对水质改善结果有较大差别;湖泊群中隔堤的存在会给湖泊污染治理带来困难,而在湖泊群中适当区域设置生态小岛对水质变化过程影响微弱.     

基于水质目标管理的涑水河水环境容量研究

应用水质目标管理技术方法,研究涑水河水环境容量计算及分配,污染负荷削减等关键技术,实现涑水河污染物减排。建立涑水河水动力水质模型,结合实际监测资料,进行模型率定和验证,并对涑水河在95%、75%、50%保证率下,各断面COD、NH_3—N水环境容量的研究。COD水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-6802.037、-5891.560、-5203.764 t/a;NH_3—N水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-3328.943、-2070.057、-1821.376 t/a。需要对其进行污染物削减,确定涑水河污染物的削减量,COD在特枯年、枯水年和平水年削减量分别2103.75、1926.58、1702.33 t/a;NH_3—N削减量分别是927.07、605.31、546.29 t/a。将水质目标管理技术运用在涑水河水环境容量研究中,为流域环境水质改善提供技术支撑。     

大型浅水湖泊水动力特性数值分析

准确模拟太湖水流动态变化特性及水动力特征对模拟、预测污染物迁移转化规律以及理解水流运动与污染物相互作用机制具有重要的实用价值。以环境流体力学(EFDC)模型为基础,收集2009年-2010年水文、气象数据及湖区地形数据,并考虑引江济太工程对湖区的影响,建立符合太湖湖区水流特性的水动力模型。模型模拟结果表明最大风向、最大风速的组合方式模拟出来的流场情况最接近真实湖体流场,引江济太工程对湖流的影响微小,模型的水动力模拟效果良好。     

三门峡水库水质模型与水环境容量分析

应用Preissmann四点隐式差分格式和空间交错网格隐式差分迎风格式建立了龙门至三门峡断面的一维水动力及水质模型。应用P-Ⅲ型曲线对1960年以来龙门与河津站的历年最枯月平均流量及史家滩站平均水位进行了统计分析,得出了三门峡水库水环境容量的设计条件。应用建立的一维水动力及水质模型,计算了周边水功能区水质达标情况下三门峡水库的水环境容量。计算结果表明,如果支流水功能区水质达标,库区排污口CODMn、氨氮不需要削减排放,水质也可达标。     

基于水动力模型的防洪工程水环境影响分析

文中通过建立福州闽江河段水动力二维模型,对闽江北港南岸防洪工程对水文情势、盐度上溯、水质变化等的影响进行定量计算。结果表明:工程对闽江南北港分流比几乎没有影响,整体水动力条件变化极小,工程前后南北港污染带分布基本没有变化,工程具有较好的环境合理性。     

基于水动力水质模型的金川河流域水质长效达标分析

为解决金川河流域水质全年不能稳定达标的现状,在对金川河流域污染特征分析的基础上,考虑流域污水处理厂处理能力、补水能力、截污能力提升,拟定了3种长效达标方案,对各方案水质提升效果进行预测分析。结果表明：现状污染源条件下,在流域污水处理厂提质增效10%,以及在此基础上增加50%流域补水量两种方案中,虽氨氮浓度峰值有所下降但浓度仍高于Ⅴ类水标准;在以南方污水处理厂考核目标进水浓度方案中,流域入河污染负荷总量降低约44.4%左右,河网氨氮浓度则明显降低,其中下游考核断面宝塔桥断面氨氮浓度降至1.85 mg/L,其水质全过程基本能够满足水质长效达标的效果。计算结果可为金川河流域水污染治理与防控提供有效的科学依据。     

水动力-水质模型在人工湖优化设计中的应用

以青海省德令哈市人工湖为例,介绍了MIKE水动力-水质耦合模型在人工湖引水流量及湖体形态优化设计中的应用情况。通过对人工湖形态的网格划分,在大量模拟方案的基础上,系统模拟了人工湖不同点位的水体交换完成时间,确定了2条引水渠道的引水流量和引水周期;通过人工湖"新"、"老"水体的对流扩散模拟,确定了湖体重污染潜在区域和富营养化高发区,为湖体形态和水体流态的优化提供了重要技术支撑;通过对风场叠加方案的模拟,为工程运行期间换水时机的选择提供了关键的参考依据。     

基于水动力模型分析水闸调度对水质的影响

传统的水闸调度分析模型在对水质影响方面的模拟精度较低,为了能够更准确地分析各种方式的水闸调度对水质的影响,基于水动力模型分析水闸调度对水质的影响因素.构建水动力模型,在目标河段建立一个结构网格,以准确地描述该河段的水流情况,分析水闸调度过程对于水流的影响,计算其过闸流量的模型影响系数,设计不同水闸开度以及水闸开启情况的...     

基于水文水动力模型的城镇水环境提升关键技术研究

近年来某城镇水污染问题日益突出,为改善城镇水生态环境,拟实施河湖连通工程。河湖连通工程水生态环境改善主要通过截污、引水活水和水生态修复等方法实现,其中引水工程的规模论证是本次水生态环境改善方案的重点。通过建立二维水动力水质模型,分析论证不同引水规模下水质改善、水力特性等评价指标,从而确定合理的引水流量及换水周期。     

湖泊-河网耦合水动力水质模型研究

根据太湖地区水系复杂、湖泊众多、河道水流方向复杂多变且受到人为干扰的特征,基于一维河网水质模型,二维湖泊水质模型,采用有限控制体积法获得离散的水动力学和水质模型控制方程,通过河网与湖泊连接断面上河流的流量、水位、水质与湖泊的流速、水位和水质耦合求解,解决了河网湖泊水质模型的耦合,并将闸站控制对河流湖泊水动力水质影响过程进行了时间空间的线性化处理,以边界条件方式将闸站控制带入模型代数方程中进行统一求解,建立了适合于太湖流域的湖泊河网耦合水动力水质模型.采用太湖典型流域河网区2007年实测水文水质资料对耦合模型进行率定和验证.结果表明,模型计算值与实测资料吻合较好.该模型适用于复杂湖泊-河网区的水动力和水质变化的模拟和研究.     

基于目标评测模型的城市水环境治理成效评估

评估城市水环境治理策略成效,对优化城市排水工程布局至关重要。为探索城市水环境治理成效评估的方法,选择湖南省岳阳市东风湖排水片区,针对不同的排水特征构建城市排水目标评测模型,并评价了9种水环境治理策略,即排口强化、源头治理、雨污分流、调蓄池、污水厂提标以及4种综合策略的成效。结果显示：研究构建的目标评测模型既能较好地重现东风湖排水片区的现状,也能大致评估水环境治理策略的成效,COD浓度平均相对误差为0.034。对于单一治理措施,新建调蓄池能降低23%的溢流量,源头治理在消减污染物浓度和溢流量峰值中起到重要作用;相比于单一治理措施,综合治理措施能更好地实现水环境质量的提升,其中策略9能实现东风湖长时间维持Ⅳ类地表水的水平。     

流域水文、水动力、水质模型联合应用研究进展

流域水文、水动力、水质模型联合应用可以实现水资源从源头运动到不同水体的全过程模拟,对水资源开发利用与综合管理决策具有重要的意义.为深入了解流域耦合模型的发展与演变过程,总结了水文、水动力与水质3类模型的结构与特点,探讨了各类模型在耦合应用中的作用,综合评价了单向传输耦合、双向传输耦合与接口传输耦合各自的优势与不足,并对...     

桥梁壅水对太湖竺山湾水环境影响模拟

曾经规划的宜马大桥横跨太湖竺山湾,桥墩的阻水作用势必会减少竺山湾交换水量,从而影响其水质。本文采用套网格的二维非稳态数值模型,模拟大桥建设后竺山湾水动力及水质变化,量化大桥建设对竺山湾水环境造成的影响。模拟结果表明:在5.0 m/s的持续东南风作用下:1竺山湾水动力条件受到削弱,内湾与太湖湖体的交换水量减少约30%⁴0%;2湾内水质恶化,西北沿岸水质浓度升高迅速,COD平均增量为0.9 mg/L,总磷平均增量为0.001 mg/L,总氮平均增量为0.1 mg/L,氨氮浓度变化不大。     

基于水动力模型的城市河道堤防安全评估方法研究

针对文献中评估方法指标精度过小的问题,设计一种安全评估方法.采用水动力耦合城市河道流量,控制指标精度,计算河道堤防汇流,综合指标的专家范数数值,构建安全评估方法.随机选定一处城市河道作为实验对象,设定测试点后,分别使用文献[2]、文献[6]中评估方法与文中评估方法进行实验.结果表明,文中设计安全评估方法指标精度数值最大...     

引水改善星海湖的水动力-水质特性数值模拟

针对星海湖存在的湖泊水动力不足与水质恶化等水生态问题,通过建立二维水动力-水质模型,选取化学需氧量(COD)为水质指标,计算了12种不同水文特征与引水量工况,分析引用不同黄河水量下湖区水动力和水质指标的变化及空间分布情况。结果表明：引入黄河水能够有效改善星海湖的水动力与水质状况,减小滞水面积,降低COD浓度;在相同水文特征工况中,水质指标COD浓度随着引水量的增加而逐渐降低,且其削减率逐渐提高;在相同引水量工况中,丰水年水质指标COD削减率普遍高于枯水年和平水年;枯水年和平水年引水量分别为1 400×10⁴和700×10⁴ m³时能够达到地表水Ⅲ类水质标准。     

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。     

基于一维水动力-水环境耦合模型的长兴港生态流量研究

【目的】长兴港是太湖流域重要的城市河流,对其开展生态流量研究并确定合理的生态流量管控值,对保障长兴港水生态环境健康、提高当地人民群众幸福指数具有重要意义。【方法】以长兴港新塘断面2016—2020年的逐月水生态监测数据为对象,明确了长兴港非汛期、汛期的水环境约束指标;并基于MIKE 11软件,构建了一维水动力-水环境耦合模型;从保障水生态环境质量、缓解水华爆发的营养条件的角度出发进行了生态流量研究。【结果】结果显示：长兴港非汛期约束指标为NH₃-N、COD_Mn和BOD,汛期约束指标为NH₃-N、TP和COD_Mn;通过对比实测数据与模拟数据可知,水位、流量的模拟值与实测值间的■均小于10%,R²和Nash-Suttcliffe系数分别大于0.6和0.9,各时期的水环境主要管控指标的模拟值与实测值间的■均小于17%;最终计算得到长兴港非汛期和汛期合理的生态流量管控值分别为2.59 m³/s和2.63 m³/s。【结论】结果表明：研究构建的...     

应对突发性水污染事件的水动力与水质模型

突发性水污染事故不仅造成巨大的经济损失,而且造成社会的不安定和生态环境的严重破坏。以松花江水污染事件为例,通过对出库流量的控制,结合水质模型调算,得出污染物消减的耗时及相应的河道水位情况。采用数学公式计算出河道内的通航水位,与模型调算后的水位相比较,检验通过调度水库出库流量来稀释污染物时,其相应河道水位是否影响到河道的通航情况,从而确立水库应急调度总原则。