基于水质水量耦合模型的湟水西宁市段生态流量计算及模拟分析

考虑未来枯水期湟水生态流量、水质将面临不稳定达标风险,提出量化计算与数值模拟相结合的方法确定满足水质水量目标的湟水西宁市段生态流量。基于实测流量、断面、污染源等现状调查及分析,采用不同频率最枯月平均值法、改进年内同频率展布法、生态水力半径法3种方法计算了湟水西宁市段生态流量,并与Tennant法的计算结果进行合理性分析比较。利用MIKE11水动力和水质模块构建了水质水量耦合模型,利用率定后的模型,以COD、NH3-N作为主要污染物指标,通过模拟不同生态流量下泄过程,分析了3种计算方法对应的下泄方案对湟水西宁市段水质的影响,优选出合理的生态流量的下泄方案,得出了满足水质水量需求的湟水西宁市段生态流量,为湟水西宁市段的水生态保护及区域水资源配置方案提供理论支撑。

基于改进的水量水质耦合模型的流域非点源污染时空模拟研究

文章将水量水质模型进行动态耦合,对传统水质预测模型进行改进,以解决传统模型在流域面源污染模拟时未考虑水量对水质影响的局限,并以栅格为计算单元,将改进的水量水质耦合模型用于流域非点源污染时空全过程模拟中。研究结果表明:相比于传统水质模型,改进的水量水质耦合模型在流域总氮和总磷模拟的相对误差减少,相关系数有所提高。研究成果对于区域非点源污染可提供方法参考。

基于水量水质耦合模型的南明河水环境治理方案研究

为改善贵阳市南明河枯水期流量小、水质污染严重的问题,利用MIKE11软件对南明河研究河段构建水质水量耦合模型,结合实测水文、水质数据对模型进行了参数率定与验证,所得模拟值与实测值吻合良好。应用所建立的模型预测不同花溪河水库调水量下河道主要水质指标的变化,分析生态补水与污水厂提标联合治理方案对枯水期关键断面水质的改善效果。结果表明:NH3-N浓度净化稀释所需调水量是造成水质达标所需调水量大的主要因素。提高污水厂NH3-N排放标准,从根源削减NH3-N排放,提高以清释污效率,是改善南明河水环境污染的关键。

陆面水量～水质～生态耦合系统模型研究

本文在实践的基础上 ,提出了“多箱模型方法” (Multi BoxModeling)以建立陆面水量～水质～生态耦合系统模型 .该方法是基于单元模型思想 ,利用计算机强大运算功能 ,采用多单元耦合 ,水量、水质、生态系统子模型耦合来建立模型 .其特点是 ,在空间上是不同“计算单元” (箱体 )的耦合 ;在考虑因素上又是水量、水质、生态量化指标的耦合 .经实例验证 ,该模型可靠 ,计算方法简单 ,能应用于生产实际 .

多水源补给的宿迁市黄河故道水量-水质耦合优化调控

为了实现黄河故道水量和水质双重保障目标下的耦合优化调控,需要综合考虑水量补给渠道、水质改善目标、经济成本和技术难度等多重因素。研究基于黄河故道11级梯级蓄水工程和骆马湖、中运河、洪泽湖对黄河故道的补给关系,充分利用和优化分配周边水系水源,通过建立水量-水质耦合模型,开展多种水资源配置方案的数值模拟与方案比选,提出多水源补给的黄河故道优化调度方案。结果表明:在“高水高用、低水低用”的基础上每月增加小额生态补水量(0.42亿~0.52亿m3),成本适中、技术难度低,且水质改善效果较好,2018年(现状年)和2025年(规划水平年)水质综合改善率分别为22%和9%,水质总体达标率分别为82%和93%,调水成本分别比单一水源(“高水”)成本降低16%和24%。

基于水质水量耦合模型的宁波市主城区活水方案研究

针对城市化发展给平原河网地区带来的水动力不足与水质恶化问题,以宁波市主城区——海曙区为研究区,探究引清活水对河网水环境的改善效果。利用MIKE11构建一维水量水质耦合模型,模拟不同引水规模、引水口门布局及引水时段下流速变化及污染物NH3-N和COD的改善情况,分析不同方案的活水效果。结果表明,引清活水可改善河网水环境,改善效果与引水规模、引水口门布局及引水时段均有关;综合水动力与水质的改善情况,当引水规模为27m3/s,以洪水湾节制闸、高桥泵站、邵家渡翻水站及沿山导流河节制闸联合调度引水,对河网进行间断活水时,海曙区水环境得到较大改善。

基于水质-水量-水源地耦合模型的生态补水量研究

为研究受损河流生态修复所需的补水量,基于QUAL-2K水质模型模拟断面水质,Tennant法确定河道生态流量,构建了以水质达标、生态水量达标、对水源地影响最小为目标的耦合模型,并将耦合模型应用于四川省某中小河流,在水质目标下,通过对河流现状水质因子评价分析,选取氨氮、总磷两种水质因子达到Ⅲ类水为目标,对该河流出境断面水质进行模拟;水量目标下,以多年平均流量的30%和50%分别作为非汛期和汛期的生态流量;水源地目标下,生态补水不应侵占水源地本身生态流量和其他用水户用水。结果表明,水质目标下全年引水量为7 197万m^(3),水量目标下全年引水量为6 808万m^(3),综合水源地可引水量,确定补水月份为1-6月,全年引水量为1.01亿m^(3)。研究成果证明生态补水可作为短期内改善因缺水而受损的生态系统的一种手段,能够为跨区补水河流项目生态补水量的确定提供决策依据。

基于MIKE11的沈阳市南北运河水质水量耦合模型研究

通过利用丹麦水资源与水环境研究所DHI研制的MIIKE11软件中的HD水动力学模块和AD对流扩散模块,对沈阳市南北运河的水质水量进行了模拟分析。根据掌握南北运河段水文站的实际日水文资料对模型的参数进行率定,并对南北运河模型进行验证。研究结果表明,所建立的模型在率定期间和模型验证期间模拟效果均表现良好,水质、水动力及可控水中构筑物均模拟效果好,模拟精度高,此模型能够充分表现沈阳市南北运河段的水质、水量特征,为实现沈阳市南北运河水生态环境的全面提升和水功能修复建设提供了强有力的技术支持。

基于水质水量耦合模型的浑河沈抚段水质分析

通过以MIKE11软件为基础,加入实测大伙房水库、排污口和支流河的流量水质数据,建立了符合浑河沈抚段特征的水质水量耦合数值模型,以浑河主要污染物质COD、氨氮为水质指标分析了干流排污口、支流河对干流水质浓度的影响。模拟结果表明:通过MIKE11软件可以清晰地观察不同边界条件下浑河沈抚段水体中污染物的迁移和衰减过程,干流排污口截流后浑河干流东陵大桥断面COD、氨氮浓度整体降低10%左右,支流河调控至地表五类水后浑河干流东陵大桥断面COD、氨氮浓度整体降低30%左右。

基于水量水质耦合模型的阜新地区农业面源污染模拟

采用水量水质耦合模型对阜新地区农业面源污染进行模拟,并对模拟精度进行分析。分析表明:水量水质耦合模型在阜新地区农业面源污染具有较好的模拟精度,面源负荷模拟值和监测值之间的误差总体<30%。研究成果对于评估区域农业耕种方式对面源污染负荷影响具有重要的参考价值。

闸控河网水文-水动力-水质耦合数学模型——I.理论

针对流域级闸控大型河网水环境日常管理的应用需求与实际特点,将资料适应性强的水文学方法与数据要求相对严苛的水动力-水质数值模型相融合,构建了一维与二维嵌套、分块组合的闸控大型河网水文-水动力-水质耦合数学模型DHQM(Hydrology,Hydrodynamics,and Water Quality Model for Impounded Rivers)。模型由河道径流模拟、闸坝调度过程模拟、河道水质模拟、区间入流及入河污染负荷估算和水质预警实时校正等5个模块组成。模型可服务于水环境实时预警和调度,也可为闸坝水文环境效应的量化提供基础工具。

黄河典型河段水量水质一体化调配模型

以黄河兰州至河口镇河段为研究对象,采用分解、协调、耦合和控制技术,通过数据实时传递与反馈实现水量水质的同步耦合,以河段取水量、断面下泄流量和水功能区水质指标为辨识参数实现调配目标的在线辨识与过程控制,建立具有循环迭代、在线反馈和滚动修正功能的水量水质一体化调配模型。以1956—2000年天然径流为输入,以2020水平年黄河上游需水和排污为例,通过优化提出河段水量水质一体化调配方案。结果表明,通过对取水量及其过程、污染物入河量与过程的协调控制,2020年水平河口镇以上河段地表耗水量125.2亿m3,低于黄河分水指标,COD和氨氮入河量控减率分别为50.6%和65.7%,水功能区水质达标率100%。模型可实现河段水量水质一体化调配。

基于水量水质耦合模型的流域非点源污染模拟精度分析

构建水量水质的耦合模型,改进传统水质模型未能考虑水量对非点源污染影响的局限,并以辽宁中部某流域为研究实例,结合水质监测数据探讨模型对非点源污染模拟的精度。研究表明:构建的水量水质耦合模型适用于区域非点源污染模拟,污染模拟精度较高,模拟的总氮和总磷浓度和水质监测浓度之间相对误差小于20%,月尺度相关系数高于0.75。研究成果可为辽宁中部流域非点源污染模拟提供方法参考。

基于MIKE模型的梁溪河水质水量分析与应用

通过对梁溪河-大运河(京杭运河无锡段)河道、水利工程、水文及水质现状的现场查勘和资料收集,选用MIKE11模块,率定模型参数,构建梁溪河-大运河水量水质耦合模型,量化分析不同工况下调水引流对梁溪河和大运河水量水质的影响程度,模拟结果符合实际,表明MIKE模型可应用于无锡平原水网地区的水量水质研究。

基于MIKE11模型的城市引配水方案研究——以宁波市区鄞东南平原为例

城市化建设的快速发展对城市河道水环境产生一定影响,为提高河道水生态环境,满足人民群众对高品质生活的愿望,拟开展河网引配水研究工作。以宁波市区鄞东南平原为研究对象,基于MIKE11一维水量水质耦合模型构建城市河网引配水模型,分析论证不同引水水源水质、引水规模、引水闸泵布置方案下的水动力特性与水质改善效果,确定合理的引水水源水质、引水规模与闸泵布置方案。

黄河内蒙古段水量水质联合调度研究

以内蒙古黄河段为研究对象,构建了黄河内蒙古段一维水动力水质耦合模型.在此基础上分析了河套灌区农业退水对下游河段水质的影响,根据农作物种类和种植面积考虑实际农作物需水过程,拟定了不同的引退水调度方案.选取了河套灌区农业退水对黄河内蒙古段干流水质影响较大的污染物氯化物为指标,对比分析了不同调度方案下氯化物浓度的变化情况.根据计算结果分析,在充分考虑农作物需水过程的基础上,按需引水,从源头上控制退水量;同时充分发挥乌梁素海的调蓄作用,使乌毛计闸以~30 m^(3)·s^(-1)的流量下泄,从而有效削弱灌区农业退水的影响,降低下游氯化物浓度的峰值和平均值.模型现已嵌入至黄河内蒙古段水量水质联合调度系统中,可为现有的黄河内蒙古段水量水质联合调度提供决策支持.

泰安岩溶水系统地下水水量水质模拟与预测

运用建立的地下水水量水质耦合模型 ,以 2 0 0 0年为基准 ,对泰安岩溶水系统 2 0 10年的水量及水质进行了模拟预测 ,指出现状开采条件下岩溶水系统地下水环境将持续恶化 ;为了实现地下水资源可持续利用 。

WASP5水质模型在平原河网区的应用

以平原河网区水环境为研究对象,选择了WASP5系统作为平原河网水质模拟的基本工具,针对WASP5系统自带的DYNHYD5水动力模型功能的局限性,以及平原河网水力调控系统复杂的特征,选择了具有产汇流模拟、闸坝控制模拟及河网水流模拟等功能的三级联解平原河网水动力模型。通过利用C++语言编程,实现了三级联解平原河网水动力模型与WASP5水质模型的耦合,使之可以应用于平原河网水环境的模拟。并把研究成果运用到实际引调水工程中去,模拟引调水工程中不同实施方案下的环境效益,为引调水工程实施方案的确定提供了理论依据。

水量水质系统控制的流域水系连通方案

以临海市大田港流域为例,统筹水量水质综合效益,根据流域地形、各子流域特性、土地利用类型及人口分布等关键因素,利用Arc GIS分析计算流域暴雨水及水质管理关键点,再通过径流分析梳理水系廊道,拟定水系连通方案,最后利用MIKE11构建降雨径流-水动力-水质耦合模型,确定基于水量水质系统控制的最优连通方案,进而构造雨洪安全及水质安全格局。结果表明:构建的一维耦合模型在大田港流域有较好的适用性;最优连通方案不仅使流域满足行洪排涝标准,而且也使断面水质达标率超过90%。

城市浅水湖QQD耦合模型的构建及其应用研究

为了更有效地治理城市浅水湖的水环境污染问题,通过构建"水量-水质-水动力学"耦合模型(Water Quantity-Water Quality-Water Dynamic Coupling Model,QQD耦合模型),并以位于四川大学江安校区内的明远湖作为算例。根据2016年4月上旬~9月下旬对钙镁离子、NH3-N、TP和DO共4个水质指标的跟踪监测数据,利用QQD耦合模型模拟得到湖内水体流场以及各种水质污染物在流场中的分布范围,进而分析并明确了污染物的主要来源和影响程度,同时还提出综合整治湖内水污染治理对策与措施的建议。此外,还利用SPSS软件将实测的水质污染数据拟合出多元线性回归方程进行了验证。结果表明,采用文中所建立的QQD耦合模型可以适用于类似的城市浅水湖水质污染情况模拟计算。