基于污染负荷计算分析的茅洲河流域水环境治理效果评估

为定量评价茅洲河水环境综合治理效果,本文根据2016—2020年茅洲河水质监测数据、流量和降雨资料,计算了该时期内茅洲河污染负荷总量,并对点源、面源和内源污染负荷分别进行了计算。结果表明,随着茅洲河流域相关水环境治理工程的实施,点源污染在污染负荷总量中的占比大幅降低,而面源污染在污染负荷总量中的占比逐年增加;经过治理,至2020年已削减89.3%的污染负荷总量,其中点源负荷削减比例达到97%左右,面源削减比例达到80%,内源污染基本全部消除,说明茅洲河综合整治项目治理效果显著。

TMDL计划在茅洲河水环境综合治理中的应用

茅洲河2015年以前属于重度黑臭水体,为达到2017年底消除黑臭水体和2020年地表Ⅴ类水的水质目标,有必要开展最大日负荷总量(TMDL)研究。本文根据TMDL的相关方法和流程,基于水质受限水体识别、确定水质目标、水文分析、污染源调查和污染负荷计算,制定茅洲河TMDL计划,根据茅洲河TMDL目标,提出了污染负荷削减目标,从而确定茅洲河综合治理措施。经治理,茅洲河2018年全年实际日负荷量均小于基于消除黑臭目标的TMDL,2020年实际日负荷量均小于基于地表Ⅴ类水目标的TMDL,说明治理措施效果显著。

不同治理方案下黄河下游河道的冲淤变化研究

为定量比较黄河下游河道现状治理方案(简称为宽河方案)及"两道防线"模式中的防护堤窄河方案(属于常态下的窄河方案)下的河床冲淤变化,通过适用于长历时与长河段的准二维水沙数学模型,引入河床综合稳定性指标作为河相关系均衡调整准则,针对未来黄河年均来沙分别为3亿、6亿、8亿t这3种50 a水沙系列条件进行了模拟计算。结果表明:在来沙量客观上明显减少的趋势下,窄河治理方案不仅有利于滩区的防洪减灾,而且比现状治理方案更有利于河床减淤;若采取年均6亿、8亿t的多沙系列条件开展计算,则窄河方案比宽河方案在小浪底—花园口河段和花园口—高村河段的减淤效果都明显,而高村—艾山河段略有增淤,艾山—利津河段淤积量亦有所减小。

淤泥质海岸波、流共存时悬移质挟沙力构建

淤泥质海岸波、流共存时悬移质挟沙力的确定,对于利用泥沙数学模型来模拟海岸泥沙运动和海床冲淤变化具有重要意义。根据Bagnold的悬浮功理论和Bijker的波、流共存时床面剪切应力,从能量平衡角度出发,建立了新的波、流共存时水体挟沙力公式。利用2009年8—11月连云港徐圩海域波浪潮流泥沙短期连续观测资料对公式中的系数进行率定,并验证所建立的公式。结果表明,建立的公式计算值与实测值符合程度良好。

不同治理模式下黄河河口段冲淤演变的数值模拟

黄河河口为弱潮陆相河口,具有区间来水量少、来沙量高、河口延伸速度快的特征,进入河口的沙量对特定流路河口冲淤演变起主导作用。在前人研究基础上,认为预测河口段河长延伸值必须考虑陆上和滨海淤积量的共同影响,再基于1958年汛后—2000年汛后利津以下实测资料建立了河口段各部分累计淤积量与利津站累计来沙量的相关关系,利用准二维水沙数学模型对黄河下游及河口段进行耦合模拟,在年均来沙3亿t、6亿t和8亿t这3种设计水沙系列条件下,计算了黄河下游小浪底—河口段现状治理模式和"两道防线"治理模式对黄河河口各部分累计冲淤量、西河口以下河长延伸值等特征量的影响。其结果表明:黄河河口段未来50年在现状治理模式和"两道防线"治理模式下均呈淤积趋势,在三种水沙条件下"两道防线"治理模式的河口段淤积量较之现状模式增淤量分别为2.10亿t、3.48亿t和4.20亿t;同时,"两道防线"治理方案中设置的防护堤对西河口以下河长有明显影响,与现状模式相比河长延伸值分别增加1.27 km、2.07 km、2.49 km。