金山湖流域三水协同调控决策支持平台

流域综合治理/三水协同调控是净化水体水质、消除水体黑臭、恢复水生生态系统健康/优化水资源调控、改善水环境质量、修复水生态系统的必要途径,快速高效精准的决策支持平台是实现流域综合治理/三水协同调控优化决策制定的重要工具/关键抓手。针对金山湖流域面临的多水共治和水环境水生态安全保障等难题,为实现金山湖流域三水融合协同共治及其靶向精准高效决策,基于“空—地—水”一体化模型体系与流域智慧化管理平台技术成果,提出了决策支持平台体系结构。部署具有相对独立功能的数据中心、计算中心、控制中心以及业务中心,通过数据融合集成、模型集成等关键技术,构建了金山湖流域三水协同调控决策支持平台。平台实现了气象、水文和水质等多源异构数据的采集传输、存储管理及交换共享,集成了包括气象、陆地和水体模块的多过程耦合模型的按需调用、智能驱动以及水资源保障、水环境提升、水生态修复等多目标协同的调控治理方案设置、过程模拟、效果评估和最优决策等功能。为流域污染负荷控制—水体水力提升—生态功能恢复等多目标统筹、靶向治理的调控方案制定提供精准高效决策等技术服务,提高了流域水量水质水生态协同调控的决策能力与效率,支撑金山湖流域三水量、质、效协同发展。

粤港澳大湾区金山湖流域水质变化规律

针对粤港澳大湾区城市河湖水质变化规律复杂、机制不确定等问题,建立了金山湖流域耦合陆面单元、河网、湖泊等不同尺度的“空地水”一体化模型,模拟了2017年水量、COD质量浓度和TP质量浓度的变化规律,3个指标的相对误差均在15%以内。模型模拟结果表明,金山湖流域内水质超标严重,枯水期相对丰水期水质较差,典型枯水月12月湖区逐日劣Ⅴ类面积占比大于96.66%;年内中小雨共出现31次,在中小雨后的1~3 d易出现水质下降现象;大雨共出现8次,在大雨后水质得到改善;金山湖流域水质指标浓度与耕地、农村居民点面积呈显著正相关关系,与林地面积呈显著负相关,人类活动强的区域水质相对较差。

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。