合理确定排涝泵站规模的感潮河道模型试验研究

合理确定泵站规模一直是感潮河道排涝工程设计中的关键问题。通过建立物理模型,在选定的水文边界条件和相应工程运行要求下,对某感潮水系两座涌口泵站规模进行试验研究。试验发现,受限于河涌过流能力,泵站规模存在临界值,超过该值后,即使再进一步增加泵站规模,水位也不会继续下降;泵站抽排对某位置水位的降低效应与泵站和该位置之间的距离密切相关,距离越近,水位降低越明显。基于上述认识,通过试验确定了满足水位管控要求的两座泵站规模的合理组合:距离相对较远的温涌泵站为80 m3/s,较近的金紫涌泵站为130 m~3/s。试验方法和主要成果可为工程方案比选及优化提供重要依据,对类似河涌整治工程也具有一定的借鉴意义。

感潮河道H-ADCP代表流速优选

在感潮河道使用H-ADCP进行流量测验时,代表流速对测验精度具有较大影响。为进一步提高流量测验精度,以黄浦江三和水文站为例,采用区间均值法和权重系数法分别计算代表流速,并以涨、落潮代表流速关系最优为目标,分别构建多目标优化模型以选出最优的代表流速。采用NSGA-Ⅱ算法和TOPSIS法对模型进行求解,并对结果进行了关系线检验及精度分析。结果表明:基于两种方法建立的涨、落潮代表流速关系线的系统误差和随机不确定度均满足三类精度站的定线精度要求。但是,相较于区间均值法,基于权重系数法求解的目标函数值整体上更小,且系统误差和随机不确定度均更小。因此,在感潮河道使用H-ADCP时,建议选用权重系数法计算涨、落潮代表流速。

重污染感潮河道底泥重金属污染评价及释放规律研究

以珠江流域重污染感潮河道为研究对象,采用地累积指数、变异系数、相关性分析和潜在生态风险指数对底泥中重金属的污染状况进行了评价,并考察了静态条件和模拟感潮条件下重金属的释放规律.结果表明:河道底泥的重金属污染严重,Cu、Zn、Cr、Cd和Pb的平均含量分别为2083.96、1791.60、117.84、1662.92和3.71mg·kg-1,均大大超过广州市土壤背景值;各金属的富集程度为Cu>Zn>Cr>Cd>Pb,其中Cu的富集程度已经达到6级,为极强污染;各重金属元素在底泥中的变异系数较小,沿程分布比较平缓,Cu与Cr、Cd与Cr之间的相关性良好.以广州市土壤背景值为参比值进行评价,郭村涌底泥中的重金属生态危害顺序为Cd>Cu>Cr>Zn>Pb,总体表现为极强的生态危害程度.与静态释放相比,感潮作用可明显加速底泥重金属的释放,其平均释放速率提高了0.77～4.20倍,释放量增加了0.32～1.78倍,同时涨退潮过程低水位时段较之高水位时段底泥重金属释放平均速率增加0.48～3.33倍.

重污染感潮河道底泥释放特征及其控制技术研究

以珠江三角洲城市重污染感潮河道为对象,研究了底泥污染物（重金属、有机物和营养盐）在静态、潮汐作用影响及人工曝气扰动下的释放特征.在此基础上,采用曝气充氧、重金属化学固定、激活底泥土著微生物等联合技术对底泥释放进行控制,研究其控制效果.结果表明：①感潮作用加速了底泥污染物的释放,与静态释放相比,Cu、Zn、Pb、Cr、COD、NH＋4-N和TP的平均释放速率提高了1-4倍,释放量增加了0.3-1.8倍;底泥平均耗氧速率提高了1.28倍.②人工曝气扰动使底泥污染物局部急剧释放,并使泥水界面由弱碱性变成弱酸性;在有氧环境,NH^＋4-N、TP的释放得到有效抑制.③投加石灰调节pH至8-9,上覆水体Cu、Zn、Pb、Cr的去除率达到85%-98%,同时还可去除92%的TP和86%的浊度;在微碱性好氧条件下,Cu、Zn、Pb和Cr的释放量稳定在300μg·L^-1以下.④底泥土著微生物层对水体及底泥污染物有良好的降解作用,通过间歇曝气COD、NH^＋4-N、TP去除率分别可达到85%、92%和71%;但微生物层具有较高的耗氧速率,达到45g·m^-2·d^-1.

治理感潮河道黑臭的底泥原位修复技术研究

选择典型的珠江流域重污染感潮河道——广州市荔湾区郭村涌为研究对象,结合河道感潮特性,在退潮后的最低水位时采用底泥曝气并投加TRSS稳定剂来消除河道黑臭,以利于河道生态系统的恢复。研究结果表明:底泥曝气可有效氧化底泥中的硫化物,运行一个月后对其去除率达到了86.3%～92.1%,臭味基本被消除;底泥经投加TRSS进行稳定化处理后,Cu、Zn、Cr、Cd等重金属的释放量降低了79.5%～87.2%,且形态更加稳定,经底泥毒性鉴别其浸出量分别降低了66.2%、81.5%、82.2%和78.6%,均低于危险废物毒性鉴别标准值,同时还使磷的释放量降低了约90%;停止投药两个月后,底泥中硫化物的含量稳定在0.035 g/kg以下;维持微碱性、好氧条件(pH≈8,DO>2 mg/L),可使表层底泥由黑色变成亮褐色,上覆水体水质稳定,黑臭基本消除。

珠江流域重污染感潮河道黑臭治理新技术

采用底泥曝气、底泥稳定化及激活土著微生物等集成技术进行重污染感潮河道黑臭治理试验研究。结果表明：①通过底泥曝气，硫化物去除率可达到95．7％，臭味基本消除。②稳定化后底泥Cu，Pb，Zn，Cr释放量降低85％～95％，TP抑制率达到90％，底泥硫化物稳定在15mg／kg以下。③底泥土著活性污泥层对水体及底泥污染物有良好的降解作用，降解后表层底泥呈亮褐色，黑臭现象基本消除。

感潮河道溢油扩展、漂移特性实验

溢油污染已逐渐成为内陆突发性水环境污染的主要问题之一。尤其在河口感潮河道,油污染问题日益突出。溢油污染因其对环境、生态、经济等的长期、巨大的破坏性影响,日益受到学术界的关注。然而以往的研究大都集中在海洋溢油方面,河道溢油研究因起步较晚,研究成果较少,考虑潮汐影响的则更少,且研究手段多以数值模拟为主,机理性实验研究较少。该文通过潮汐水槽模拟实验,观察并记录油膜在潮汐水流中、两个半日潮潮周期内的扩展、漂移情况,初步分析溢油油膜在潮汐水流中的扩展、漂移规律。实验结果表明:潮汐水流中,溢油油膜的扩展、输运过程主要受溢油自身理化性质和外界潮汐水流变化的影响。溢油入水后,首先经历重力扩展阶段,此阶段历时很短;然后经历剪切扩展阶段,此阶段历时长,油膜既受内部黏滞力影响,又受水流、风力引起的边界剪切力的影响,同时由于历时长,还受到潮流的输运影响。最后,当油膜很薄时,除受潮流的输运影响;还因受紊动水流及风浪的影响,在漂移过程中破碎或乳化。

感潮河道水环境容量理论及计算的若干问题

介绍了感潮河道水环境容量理论及计算的研究现状,分析了存在的主要问题,提出了开展闽江下游河道水环境容量研究的初步设想.

感潮河道水动力学分析

感潮河道水流属于非恒定流,其边界条件和初值条件较特殊,对于一维水力学模型可以采用解析方法求解。利用有限傅里叶变换理论,探讨了感潮河道一维水动力学的求解方法,并给出了计算公式和算例。

感潮河道分流比研究

通过分析澡港河及老澡港河东支的现状水文情势,研究影响感潮河道分流比变化的主要水文因素。通过对澡港河开展不同潮流期的水文测验,结合圣维南方程组在感潮河道水文测验中的应用,进行水位、流量及潮量的计算,分析得出澡港河及其东支分流比的变化规律,两河分流比:大潮汛期7:3;小潮汛期5:5。从而为进一步开展引江济太工程的水资源调度、合理规划水利枢纽工程的建设、城市防洪及水环境容量等水文分析计算打下良好的基础。

城区感潮河道底泥污染特征调查研究

为掌握河道污染特征及其目标污染物,在深圳某感潮河道自上游到下游选取了6个点位采集底泥和上覆水体样本进行分析。结果表明,与内陆非感潮河道主要受有机污染不同,该河道底泥遭受硫化物(AVS)污染严重,硫化物(AVS)含量为2 341～3 202 mg-S/kg干重,TOC含量为2. 95%～3. 79%。底泥中PAHs含量范围为699～1 029μg/kg干重,TPHs含量范围为1 084～1 341 mg/kg干重;而PCBS含量则低于检测限50μg/kg干重。确定该感潮河道污染底泥首要控制目标污染物是硫化物(AVS)和有机物。由于河道日均受涨、落潮两次潮汐影响,河道底泥淤积处于相对平衡状态,为保证河道泄洪和通航需要,建议对河道底泥的特征污染物采取原位处理方式,以降低成本,避免二次污染。

韩江下游感潮河道水位与流量关系的研究

结合韩江下游感潮河段澄海莲阳桥闸工程实例,指出应针对工程不同的设计任务,遵循"确保工程安全、设计合理可靠"的原则,提交相应的水位流量关系曲线,以满足工程设计的需要,其结论可供类似工程参考。

区域骨干感潮河道行洪排涝能力研究

以区域骨干感潮河道——灌河为研究对象,采用MIKE 11 HD模块,构建了一维水动力数学模型。利用实测水文及河道断面资料,选取相关系数和纳什效率系数作为评价指标,验证了模型并确定相关参数。根据区域水利规划要求,分析了灌河现状及规划不同工况下过流能力,评价了工程的安全性。结果表明:当灌河糙率时,模拟结果的相关系数和纳什效率系数最优;灌河干流现状过流能力可满足区域规划要求,其大部分堤顶高程满足行洪排涝安全要求,个别堤段需加固治理。计算结果较好地反映了灌河河道过流状况,可为类似工程分析计算提供参考。

感潮河道平面二维水流数学模型建立与验证

水流受潮汐影响明显的地区,在径流和潮流的共同作用下水流、泥沙的运动规律十分复杂。文中采用不规则三角形单元计算网格,运用有限元理论的数值计算方法,建立起二维水流数学模型。根据实测地形、水文资料,将所建模型应用于福建省闽江下游感潮河道淮安-亭江河段,对该河道的水流运动状况进行了模拟,并通过实测潮位和流速验证,结果表明模型能很好再现在径流和潮汐双重作用下的水流运动特征,模型的精度能满足工程实践的要求。本研究成果为后期进行泥沙数值模拟和航道整治工程数值模型研究提供了良好的基础。

感潮河道不同参数对水环境容量的影响分析

作为水环境容量计算的重要组成部分,模型参数选值是否合理直接关系到模型计算结果的准确度和可靠性。本文以珠江三角洲西北江网河区的感潮河道为例,在考虑潮位、污染源概化方式、设计流量、综合衰减系数、本底水质浓度参数条件的基础上,利用感潮河网一维水动力和水质模型,分析和探究感潮河道不同参数对于水环境容量的影响,从而为感潮河道水环境容量计算的参数选值提供一个理论和经验参考。研究结果表明:感潮河道的水环境容量与潮位呈现十分显著的正相关关系,但在某些潮位变化时段,水环境容量的相对降低幅度会大于潮位的相对下降幅度,说明水环境容量会受到径流和潮流的共同作用。对于不同参数变化下的水环境容量,顶点排放远大于均匀和中间排放,而均匀和中间排放比较接近,这主要与不同污染源概化方式所引起的污染物稀释衰减程度有关。在不同的污染源概化方式下,设计流量、综合衰减系数和本底水质浓度的变化对于水环境容量的影响会不同,当COD综合衰减系数的取值≥0.28 d-1时,设计流量对于水环境容量的影响会变得很小;当COD本底水质浓度的取值在22 mg·L-1前后,设计流量和综合衰减系数对于水环境容量的影响会产生较大的差别。故在对感潮河道水环境容量的参数进行选值时,要注意参数变化对于计算结果的影响。

多自然生态技术对点源污染的感潮河道修复研究

采用生物激活技术、多功能生态浮岛与磁化抑藻曝气技术集成的多自然生态技术对江苏省太仓市樊泾河进行生态修复的现场试验。结果表明生物激活剂对存在点源污染的感潮河道具有较好的修复效果,NH3-N、TP、CODCr和叶绿素α去除率分别达到61.8%、50.4%、31.3%和75.2%以上。多自然生态技术可以发挥不同技术间的协同作用,进一步改善水质并稳定修复效果,强化对藻类的控制,明显提高水体的透明度。

感潮河道生物膜吸附重金属性能及迁移规律研究

[目的]研究感潮河道生物膜对重金属的吸附性能及迁移规律。[方法]利用ICP-AES法,测定了感潮河道生物膜(自然和人工培养)及其附近河道底泥(表层沉积物)和水体中的重金属(Mn、Zn、Cu、Pb、Ni、Cd)含量,研究了感潮河道生物膜对重金属的吸附性能,并进一步探究重金属在生物膜和河道底泥中的迁移规律。[结果]在感潮河道环境下,重金属在生物膜中和底泥中的含量水平基本相当;生物膜对重金属的吸附有一定的局限性,其吸附性能受多种因素的影响,如生物膜特性、重金属种类和存在形态、底泥中重金属含量、河道水文条件及地质形态、生物膜的成膜时间等;重金属通过水体在生物膜和底泥间迁移,最终达到动态平衡,表现出一定的规律性。[结论]该研究为今后利用生物膜法修复感潮河道重金属污染提供了依据。

某感潮河道整治工程项目方案优化及投资控制

为解决某感潮河道行洪排涝能力弱、水体污染问题,根据城市建设的需要,对该感潮河道进行综合整治,内容包括截污、复涌揭盖、补水调水、道路交通改造、景观建设等5大部分。根据工程实际特点,调整工程的部分施工方案,优化泵站选址和补水方式,对征拆范围管、线迁改规模和服务项目合同费用等进行合理控制,达到控制投资的目的。通过项目的优化和实施,改善了民生,取得了明显的生态效益、社会效益和经济效益。

格宾网挡土墙在感潮河道治理中的设计与应用

格宾是由机械编织而成的六边形双绞合钢丝网面构成的箱体结构。格宾网挡土墙是一种柔性结构,能够很好地适应基础的不均匀沉降。针对海南省高温多雨,感潮河道软基等自然条件,结合海口市演丰西河河道治理项目实例,本文主要介绍格宾网挡土墙在感潮河道治理中的设计与应用。

感潮河道的生态护岸设计

以广州市海珠区瀛洲生态公园河道整治为例,介绍了几种生态护岸设计,并进行分析比较。建成的效果基本与设计想像一致,实现了在感潮河道水位变化较大的情况下,确保岸坡安全的同时,具有生态和美观的效果。