清潩河流域水资源综合管理和决策系统

为了高效管理水资源监测的各类数据和信息,便于用户针对水污染突发事件作出快速响应,以GIS为基础平台,根据清潩河流域特定自然资源和生态环境等特点进行设计,并开发了水资源综合管理和决策系统。该系统将在线网格划分技术融入水质污染扩散的分析和模拟,实现了河流网格划分时网格点与地图的在线联动,提高了水质污染分析的时效性;系统支持多源水文信息监测,扩展了流域水质综合管理的数据类型;解决了水污染事件、水文数据、水质模型和决策者在决策过程中定位不明确的问题,实现了水污染事件的决策支持,提高了水污染突发应急事件响应的自动化程度和效率。

负荷历时曲线法在清潩河流域水质目标管理中的应用

负荷历时曲线法是集水质变化和污染负荷于一体的独特方法,对流域水质管理对策的提出有重要作用。结合清潩河流域2012-2015年的水文、水质数据,以水污染防治攻坚目标和清洁河流2级标准目标作为设计水质目标,绘制COD和氨氮的负荷历时曲线,建立水体流量-水质-污染负荷的响应关系。结果表明:高村桥和陶城闸断面最大日负荷量季节性差异显著。在水污染防治攻坚水质目标下,高村桥断面COD严重超标,高、中流量区削减量分别为5.47、0.45t/d,低流量区无需削减,氨氮基本不超标,不需要削减;陶城闸断面COD和氨氮基本不超标,无需削减。在清洁河流2级标准水质目标下,高村桥断面COD全部超标,高、中、低流量区削减量分别为17.85、5.10、1.60 t/d,氨氮严重超标,削减量为0.52、0.27、0.07 t/d;陶城闸断面COD严重超标,削减量分别为2.21、0.81、0.32 t/d,氨氮基本不超标,高流量区削减量为0.25 t/d,中、低流量区不需要削减。该研究可为流域不同水文条件下水质达标管理提供一定的参考和借鉴。

清潩河流域水环境预测预警平台的设计与构建

以流域水环境安全为理念,综合运用物联网、大数据、云计算、web GIS技术和水质预测模型等现代高新技术,设计、构建了清潩河流域水环境预测预警平台。通过本平台的运用,实现了流域水质预警信息的空间展示、可视化表达、动态趋势推演和实时发布等功能,显著增强了流域水质预测分析和预警预报的科学性、直观性和及时性。有效保障了流域水质安全,降低了水体受污染的风险。

基于CRITIC权的污染指数法在清潩河水质评价中的应用

根据污染指数法进行水质评价的基本流程和CRITIC法确定指标权重的原理,构建了基于CRITIC权污染指数法的河流水质评价模型,并以清潩河流域许昌段断面的河流水质评价为例,根据流域断面实测水质数据,选取COD和氨氮作为代表性评价因子进行水质评价,得到2011~2014年清潩河流域东城区107国道断面总污染指数的变化趋势以及四个断面的污染指数评价等级。结果表明,清潩河流域许昌段断面水质状况不容乐观,东城区107国道断面污染指数总体呈上升趋势,主要干流断面水质均为劣Ⅴ等级。

城市人工浅水湖泊群水系连通方案研究

城市大规模小型人工湖泊湿地群的建设,改变了水系水动力特性及污染物质迁移、扩散和转化过程。构建了包含状态变量、常数、作用力、进程、辅助变量和衍生变量等的一维河网和二维浅水湖泊水生态模型,确定敏感参数值,采用清潩河流域实测数据验证模型的准确性。模拟得到不同换水频率、不同恒定流量和不同波动流量等换水方式下人工湖泊的流场和水质浓度场,揭示了多种河湖水系连通方案下湖泊水动力特性和污染物质迁移转化规律。进一步结合多种方案下湖泊污染物质削减量和出水水质,组合优化水系连通方案。研究结果表明:彩用循环+换水的调控模式,控制清潩河流域湖泊群循环流量在0.03~0.20 m^3/s,换水次数选择每年的3,7月和11月统一换水3次,此时水系连通效果最优。