潮汐河网闸泵联合调度的水环境效应数值模拟

在已建立的西北江三角洲潮汐河网水量水质数学模型基础上,以COD为水质模拟因子,模拟分析了枯水期沙口、石啃的闸泵站联合调度引水情景下佛山水道的水质改善效果。计算结果表明:(1)上游沙口泵站引水对河道上、下游水质均有一定改善效果;(2)中游石啃泵站引水能明显改善下游水质,但由于其引水对佛山涌涌口以上河段的水流会造成明显的顶托作用,当沙口泵站引水流量小于10m3/s时,随着石啃泵站引水量的增加,街边断面水质反而变差;(3)综合考虑各种引水方案下的水量水质模拟结果,要达到较好的水环境效应,沙口泵站引水流量应在30m3/s左右,而石啃泵站引水流量应控制在20m3/s以下。

潮汐河网区水污染总量控制及其分配方法

本文介绍了潮汐河网地区水污染总量控制的两种方法和水污染负荷总量分配的六种方法。对各种方法都建立了相应的数学模型,介绍了求解方法,并给出了各种方法的应用实例。

潮汐河网水环境容量的计算分析

介绍了河流水环境容量的几种常用计算方法。针对上海市河网污染源分布的特点,基于感潮河网的水动力模型,提出了河网动态水环境容量计算的方法,建立了河网水环境容量计算模型,并对蕴藻浜水系以及中心城区体系的水环境容量进行了计算分析。结果表明,该方法对于河网动态水环境容量计算是十分方便而有效的。

珠江三角洲潮汐河网水环境数学模型评述

对珠江三角洲潮汐河网水环境数学模型研究进行了系统的总结。结果表明 :该河网地区一、二、三维水动力与水质数学模型在稳定性、收敛性及模拟精度方面已取得重大进展 ,而且提出了解决非线性项影响、河道断面概化、潮汐动边界、自由表面非恒定运动以及不同维度模型之间的相互连接等难题的有效方法 ,但同时存在计算机耗时较多的缺点 ;在潮汐河网随机水质模型、污染物总量优化分配模型和区域水污染控制优化规划模型等方面也开展了探索性的研究工作 ,并取得了具有一定应用价值的成果。

潮汐河网水环境随机容量研究

根据潮汐河网水环境模型中水文及水质参数具有明显随机性的特点,本文建立了潮汐河网水环境随机模型,给出了随机参数的分布函数形式。用Monte-Carlo随机抽样法求解水项模型 当只抽一个样本时,随机模型的算法与确定性模型的算法一样。计算结果为水环境容量的分布函数,容量结果与保证率成一一对应关系。最后还对随机参数的分布函数形成进行了敏感性讨论。

潮汐河网调水工程的环境与经济效益分析——以北江、西江调水工程为例

本文针对潮汐河网的基本特点,提出了运用非恒定流水环境实时数学模型和“影子工程法”对一系列引水方案的环境与经济效益进行定量的预测、分析和比较。该方法对潮汐河网地区水务工程的环境与费用效益分析研究具有普遍的参考意义。文中的算例为广州市市政洪水与污水整治战略决策提供了科学的依据。

潮汐河网区环境管理决策支持系统开发与应用研究

本文介绍的是一个适用于潮汐河网区水环境管理和决策的软件系统 (EDSS) ,其主要功能是协助政府部门进行有效、科学的水环境管理。该系统采用了地理信息系统、数据库管理系统、模型库管理系统和专家系统等先进技术 ,有助于提高复杂潮汐河网地区的水环境管理和决策水平。本文首先介绍了 EDSS的结构、设计思想和新颖的实现技术 ,然后讨论了 EDSS的应用领域和未来的研究方向。

广州潮汐河网水质预测数学模型研究

采用有限控制体积法和隐式离散基本水质方程,根据潮汐河网的特点,利用半控制体积概念和迭加原理,导出一种适合于任意形状的均匀混合型潮汐河网水质方程的分缓解法。应用广州潮汐河网两期水文水质同步实测资料,建立溶解氧动态模型,并进行了不同条件下的水质预测,初步揭示了广州潮汐河网半月潮期间的水质变化特性。

潮汐河网可降解有机物降解系数研究

潮汐河网具有其独特的水物理及水化学特性。本文采用珠江三角洲河网区域20个水样的BOD降解实验数据,并用BOD反应一级动力学方程进行数据拟合,结果表明,潮汐河网水体BOD降解过程的延滞期消失,远离污染源河段河水的BOD降解过程两阶段区分不明显,降解过程符合BOD反应一级动力学方程。此外。

闸控潮汐河网区水环境调度模型研究

针对闸控潮汐河网区的水系条件和水动力特征,立足于水网区水环境改善的需求,构建了闸控潮汐河网区水环境调度模型。该模型由河网区一维水动力模型、河网一维水质模型和水闸调控模拟模型3个模型构成,采用实测资料对模型进行了率定和验证。选择珠江三角洲"中珠联围"作为研究区开展实证研究,提出了联围整体调度与局部重点改善相结合的调度方法。结果表明,统筹考虑中山和珠海的调度需求,实施"中珠联围"统一调度,形成"西北进、东南出"的水流格局,可有效地加快联围内河涌的水体更新速度,降低污染物平均浓度,对于"中珠联围"水环境的改善及供水水质安全的保障具有重要意义。

黑臭水体治理形势下的潮汐河网地区纳潮引水调度周期研究

纳潮引水调度周期是影响调度方案科学性的关键因素。基于集合经验模态分解(EEMD),综合流域径流量特征影响、端点效应以及周期合理性检验等分析,提出了潮汐河网地区纳潮引水调度周期识别方法。并以福州市南台岛为例,通过实例分析验证了该方法的合理性与可行性。

基于小波阈值降噪-EEMD分解的潮汐河网地区纳潮引水调度周期研究

鉴于在分析纳潮引水方案时,基于潮位周期变化规律的典型潮位过程选取难度较大,将小波阈值降噪与EEMD信号处理方法引入潮位特征分析中,结合径流量变化影响分析、端点效应消除及周期合理性检验等,提出基于小波阈值降噪-EEMD分解的潮汐河网地区纳潮引水调度周期识别方法。对福州市南台岛纳潮引水调度周期的分析结果表明,南台岛纳潮引水调度周期为14d,利用小波阈值降噪-EEMD分解法提取潮汐河网地区纳潮引水调度周期合理可行。

潮汐河网区污染排放与水质响应关系的模拟研究

基于EFDC构建广州-佛山珠江潮汐河网水动力水质模型,利用4个重要控制断面及113条重要一级支流的水量水质监测数据对模型进行了率定验证,建立一级支流污染排放与控制断面水质的响应关系。通过模型量化各支流对水质控制断面的贡献率,并以重要断面的水质改善目标为约束,经模型优化求解得到主要一级支流的允许排放量及削减量,确定支流改善目标,为污染问题诊断识别、水动力条件改善、水环境质量提升提供重要技术支持。

黑臭水体治理形势下潮汐河网地区活水循环关键技术分析

针对潮汐河网地区提出利用区域自然优势条件纳潮引水的活水循环方式,并从潮汐动力解析、闸泵联动机制以及水量水质精细化调控等几个方面提出潮汐河网地区活水循环关键技术,可为相似地区黑臭水体治理提供科学借鉴。

潮汐河网区污染物入河量贡献分析——以前航道广州景观用水区为例

针对潮汐河网区污染物迁移转化过程复杂多变、量化识别不确定性强等问题,本文基于污染物的水陆时空对应关系,以广州市重要水功能区——前航道广州景观用水区为例,建立起"污染源-入河排污口-控制单元-水功能区"间的输入响应联系,实现对潮汐河网区污染物进行空间分解。结果表明:城镇生活是前航道广州景观用水区主要污染源,污染物入河量贡献率超80%;棠下涌-车陂涌、东濠涌、沙河涌三个控制单元的污染物贡献率占比超60%,是前航道广州景观用水区污染物最主要来源;西濠涌、二沙岛、新河浦涌三个控制单元的单位面积污染物入河量超过整个水功能区单位面积污染物入河量的2倍,是前航道广州景观用水区单位面积污染物入河量最高的控制单元。

基于水环境模型和数据库的潮汐河网突发水污染事件溯源

为快速准确地实现潮汐河网突发性水污染的溯源,提出了基于水环境模型和数据库的溯源方法。以西江、北江佛山段为案例,基于EFDC(environmental fluid dynamics code)和WASP(water quality analysis simulation program)模型建立了研究区域的水动力模型、常规污染物水质模型以及有毒污染物水质模型;识别和筛选了研究区域的水环境风险源,并以此建立有毒污染物溯源数据库和常规污染物溯源数据库;最后以研究案例区内禅城沙口站监测到Cr6+超标为假设情景案例,通过数据库查询,使用反向计算确定3种可能的污染源排放情况下污染物初始排放量,再通过试错法,应用模型正向计算得到最终可能的污染源位置及对应的排放量,快速准确地完成污染物溯源。

潮汐河网地区雨天黑臭治理数学模型研究

雨天溢流截流是控制城市水体雨天黑臭的重要手段。针对潮汐河网地区水闸调控及降雨径流污染排放与河道水质的动态响应问题,基于开源式水动力水质模型系统HEC-RAS并耦合降雨径流模块,建立了实现雨天河道水质控制目标的雨水截流方案论证数学模型。以我国福州市某潮汐河流区域为例,利用自然潮汐与内河水位差,通过动态控制闸门开度,建立三种引排水方案(南引北排、北引南排和南引南排-北引北排放)的水动力和水质模型,模拟雨天不同降雨截流量水平下的河道水质情况,进行最优方案比选分析。结果表明:①在双向引排水模式下,中部区域水动力条件不佳,污染物回荡累积导致水质日趋恶化;②在相同降雨截流量水平下,南引北排调度时的河道断面水质达标率均高于北引南排调度时的达标率;③以场次降雨低于15 mm为基准,按照雨后72 h80%以上的河道断面水质达标为考核条件(氨氮浓度低于4.0 mg/L),在南引北排调度方案下,临界雨水截流量为6 mm。

潮汐平原河网水质模拟研究展望

本文论述了河网地区水动力、水质模拟方法的发展过程及其在生产实践中的应用状况,提出了潮汐河网水质模拟存在的问题,并从理论与应用角度分析了潮汐河网水质模拟的发展趋势。

河网型城镇潮汐补水综合技术研究

河网内部结构由于错综复杂,堰和闸等水工构筑物数量众多,加之潮汐的往复性特点,导致实际开展实验模拟预测过程成为难点问题。早前学者通过方程组和差点方程的应用,建立起河网水动力学模型,利用一维对流扩散方程的使用和水质过程方程的建立,组建了河网水质模型,将其应用于河网型城镇潮汐补水综合技术的使用过程中。通过对环境容量污染物允许排放量的概念进行分析,明确河网水环境容量的时空动态变化重要影响因素。基于此,文章以中山市某组团黑臭(未达标)水体整治提升工程为依托,介绍了一种在潮汐河网型城镇借助潮汐补水活水来提高水质的方案。本方案将无明显上下游的往复性流动河涌借助智慧水务系统联控闸门改为单向流,在断头涌的进水口设置智慧水务系统联控钢坝,以防止底泥回流,借助大自然的潮汐力量结合新技术参与水质提升,是一种有效、低耗、智慧、绿色的水质提升措施。

感潮河网水域(广州河段)纵向离散系数的研究

感潮河网地区的污染物质混合输移的机制十分复杂,本文结合广州河段1987年枯水期的水文水质同步实测资料,利用理论分析,室内实验及计算机模拟识别等方法,对感潮河网地带的纵向离散系数进行了全面的研究。对天然河流的振荡剪切离散提出了一个实用的解析分析方法;通过实验研究分析了等效离散系数D与振荡剪切离散系数D的关系;利用实测数据分析了典型断面的D/D的基本特征,并通过计算机模拟,为广州河段提供了D的预测公式。