深圳河湾流域城市洪涝模型研究与应用

受强降雨频发和城镇化高度发展的双重影响,深圳市为提高遭遇强降雨时的预警预报和防汛应急决策能力,提升强降雨下的防汛处置前瞻性和准确性,以深圳河湾流域为试点片区,开展深圳河湾流域城市洪涝模型研究和应用。在此背景下,收集深圳河湾流域地形、管网、下垫面、河网、暴雨洪涝过程等资料,结合应用场景,构建了水文+河道的流域快速洪水预警调度模型及水文+河道+管网+地表的精细化城市洪涝模型。目前,深圳河湾流域洪涝模型基于流域不同时空尺度雨情、水(潮)情、工情等边界条件,已在“四预”、洪涝风险分析、应急事件分析、极端暴雨分析等方面取得了良好的应用效果,为高度城市化的洪涝风险精细化管理提供了重要技术支撑。

深圳河湾流域景观格局对河流水质时空尺度的效应研究

探讨不同时空尺度下土地利用、景观格局与水质之间的关系,为合理规划土地资源提供参考,从而保护流域水质安全。基于深圳河湾流域2020年河流水质与土地利用数据,选取子流域尺度与河岸带8个缓冲区尺度,采用Spearman相关分析、逐步回归分析与冗余分析的方法,定量探讨土地利用、景观格局对雨季时期和非雨季时期河流水质的影响。结果表明,深圳河湾流域非雨季时期水质优于雨季时期,河流下游和河流出口处水质污染更为严重;不同空间尺度下景观类型以建设用地和林地为主,建设面积占比、林地面积占比、斑块密度(PD)、边缘密度(ED)、平均最近邻体距离(ENN_MN)、蔓延度指数(CONTAG)、聚合度指数(AI)与水质变化呈显著相关;雨季时期的300 m河岸带缓冲区尺度下景观指标对水质的影响最为显著,林地是主要的显著解释变量。深圳河湾流域水质存在显著的时空差异性;除林地面积占比的增加可以改善水质外,建设面积占比、ED、PD的增加均会导致水质下降;改善流域水质时需重视300 m河岸带缓冲区范围内景观格局的优化。

深圳河湾流域水污染源解析研究

利用污染源调查资料、污水处理厂运行数据、底质监测结果、SWMM的非点源污染模型和截排系统溢流模型,估算深圳河湾流域的非点源和溢流污染负荷,解析流域主要污染物的时空分布和来源,得到如下结论。1) 2015年深圳河湾流域全年入河负荷量为COD 3.676万t/a,氨氮5715.65t/a,TP494.36t/a,其中点源为COD2.63万t/a,氨氮5496.9t/a,TP 463.55t/a,占全年的比例分别为72%,96%和94%。非点源负荷为COD8608 t/a,氨氮99.8t/a,TP18 t/a。雨季(4—9月)溢流总负荷为COD1894.05 t,氨氮118.95 t,TP12.81 t。2)深圳河湾流域单日入河负荷为COD116.5 t/d,氨氮15.75 t/d,TP1.412 t/d;旱季污染源中漏排污水,各指标负荷属排污口和支流漏排占比最大;旱季点源总COD为71.94 t/d,氨氮为15.06 t/d,TP为1.27 t/d。雨季中,非点源的COD占比最大(34.21%),其次是支流漏排(28.73%)和排污口(22.3%);3)雨季非点源和溢流的负荷对水质的影响不能忽略,尤其是暴雨天,虽然时间短,但大量负荷对水质冲击的影响极其严重,恢复到正常水质需较长的时间。

深圳河湾流域水污染治理策略

在简要介绍深圳河湾流域严重污染等概况的基础上,详细介绍了水污染治理的两种理念:其一是沿流域修一条长为32 km的大隧洞,将雨、污水截入其中,送入污水厂处理后排入珠江口水域,被称之为"大截排"方案;其二是按流域地形,分成九个片区分别完善污水收集系统建设污水厂,经深度处理就近回用于市政杂用水和河道景观生态补水,由于与"污水系统布局规划"相一致,故称"布局规划"方案.无疑,后者符合科学发展观理念,是深圳河湾流域水污染治理的正确策略.

深圳河湾流域的污染负荷分布预测

深圳河湾流域的污染源数量及污染负荷大小,不易实测或其实测相对滞后,但该问题对整治深圳河湾流域水环境及相关工程的规模起决定作用。调查结果显示,深圳河湾流域有两个污染源,即未经处理而直接或间接漏入各河道的污水和污水厂尾水。深圳特区正在实施一系列的截污工程,对该流域污染负荷的预测数据则为截污工程的规划和实施奠定了基础。

深圳市洪涝预警调度系统建设方案及实现

随着全球气候变化和快速城市化,极端暴雨事件日益增多,特大型城市由于经济活动高度集中,洪涝灾害应对更加复杂,亟须有效的预警调度手段以提高灾害应对的精细化和科学化。以深圳市河湾流域为对象,以城市洪涝模型为核心,基于智慧城市大数据平台,耦合多源历史、实时和预报数据,设计实现了洪涝预警调度系统。系统采用面向应用场景的组织模式,针对暴雨、台风、日常监视等不同情景,分别构建汛情监视、态势分析、模拟调度、风暴潮风险分析等几大场景,实现对城市洪涝过程的精细化模拟和风险评价,为预警调度决策提供支撑。从系统框架、应用流程、主要功能、关键技术等方面对系统进行了介绍。