基于MIKE21研究生态补水对巢湖水质时空分布的影响

选取引江济淮工程中引江济巢段的2条生态补水路线,设计3种生态补水方案:方案一为西兆线、菜巢线双线引入巢湖,经裕溪河巢湖闸流出;方案二为兆河单线引入巢湖,由白石天河的白山节制枢纽流出;方案三为生态补水经兆河单线进入巢湖,经裕溪河巢湖闸流出。利用MIKE21软件建立巢湖水动力水质耦合模型,模拟巢湖水动力和水质时空变化过程及4个敏感区域(南淝河入湖口、峔山岛、忠庙和饮用水水源地)的水质改善效果。总体看来,方案二对南淝河入湖口、峔山岛、忠庙水质改善效果最优,而方案三使饮用水水源地总磷(TP)浓度降幅最大。方案二降低了峔山岛、忠庙区域蓝藻暴发的潜在风险,使总氮(TN)/TP分别从14.7、13.4降至7.4、4.0;方案三使饮用水水源地的TN/TP从10.0降至4.8,降低了饮用水水源地蓝藻暴发的潜在风险,但3个生态补水方案中南淝河入湖口区域的TN/TP均在15~20,表明蓝藻暴发风险依然较高。引江济巢工程对巢湖水环境改善有积极的效果,可以保证巢湖市饮用水水源地的水质安全,但由于西半湖的水动力环境未得到改善,蓝藻暴发的潜在风险依然较高,因此,要优化生态补水方案,并有效控制入湖河流流域的地表径流污染、农业面源污染及城市合流制系统的溢流污染。

基于MIKE21的黄河三角洲泥沙冲淤数值模拟预测

在人类活动影响与全球气候变化等因素持续影响下,黄河三角洲海岸始终处于动态调整状态。探究三角洲海岸线调整规律以及未来发展趋势,对三角洲地区经济发展和生态环境保护具有重要工程意义。本文基于MIKE21数学模型,建立2015年和2023年两个年份岸线条件下的泥沙冲淤模型,对比验证了刁口附近海域2015—2023年冲淤变化,验证了黄河泥沙模型设置的准确性;并在此基础上,设置了3组径流和泥沙工况,预测了现行河口附近海域2023—2030年的冲淤变化。结果显示:在2015—2023年间黄河2016年最小径流量下的输沙量工况下,现行河口处有少量冲刷,孤东近岸海域基本冲淤平衡,废黄河口处少量冲刷;在2015—2023多年平均径流量和输沙量工况下,孤东近岸海域东岸向有3 m左右淤积,现行河口和废弃河口处持续冲刷,最严重处达3 m左右;在黄河多年平均径流和输沙量的85%工况下,现行河口和废弃河口处持续冲刷,最严重处达3 m左右,孤东近岸海域东岸淤积可以达到1.5 m。研究结果可以更好地理解黄河三角洲海岸线的变化,为未来黄河口海岸带开发治理和可持续发展提供科学指导。

基于Civil 3D和MIKE 21耦合的全二维溃堤洪水动态模拟应用

为探究基于Civil 3D和MIKE 21耦合的全二维水动力模型在溃堤洪水动态模拟中的实际应用效果,文章采用实测地形资料,利用Civil 3D创建河道内、外全二维高精度地形曲面,结合MIKE 21构建全二维水动力模型,计算得到不同溃口工况下提防沿线的淹没深度及流场分布。结果表明,采用Civil 3D创建河道内地形曲面较横断面数据概化更为精准,更能直观展示河道内洪水演进变化。该研究为工程设计提供了科学可靠的数据支持,对于指导防洪工程建设具有重要意义。

MIKE21模型在赣江入湖口及邻鄱阳湖水域水质模拟的应用

为分析规划南昌枢纽正常调度运行条件下对鄱阳湖区水质的影响,针对区域水质现状,以主要污染物COD、氨氮、TN、TP为指标,应用MIKE21模型建立反映模拟评价赣江入河口区域及邻鄱阳湖水域水质演变情况,模拟结果表明,规划南昌枢纽建设对鄱阳湖水质影响主要集中在入湖口闸门及附近区域,对鄱阳湖整体影响较小。规划枢纽正常运行后,靠近赣江的南矶山、伍湖分场鄱阳湖考核断面水质浓度有所减少;靠近金溪咀、南湖村鄱阳湖考核断面水质浓度有所增加,不改变鄱阳湖水质类别,对鄱阳湖影响较小。

基于MIKE21模型的码头工程防洪评价研究

为评价广州市南沙区某码头工程防洪安全,采用MIKE21水动力模型模拟200年一遇洪水条件下工程建设前、后水位、流速和流向等水力要素的变化,模型计算分析得出:工程建设后,水位壅高最大值不超过0.007 m,流速减小不超过0.39 m/s,流向偏转最大不超过13°。研究结果表明该码头工程的建设对所在河段的防洪和河势不会产生明显不利影响。

基于MIKE21波浪场数学模型的护面岩石粒径优化

文中依托埃及新建阿布基尔港(Abu Qir Port)对该工程的护面岩石粒径进行了优化,首先分析了港区自然条件,并在此基础上利用二维河口与海岸模拟软件MIKE21,对港区波浪场进行数值模拟分析,研究多种工况下施工建筑物的波浪条件,对施工建筑物进行分区,选取各区域最不利风浪条件结合范德米尔公式对施工建筑物各部位护面岩石粒径进行优化,研究结果在满足岩石稳定性的条件下使得岩石粒径得到大幅降低,有效降低了施工难度,节约了工程投资。

MIKE21在淮河中游某码头工程防洪影响分析中的应用

为分析淮河中游某码头建设前后对河道防洪的影响,基于MIKE21构建了码头建设河段工程前后二维水动力模型,对码头工程建设对河道水位、流速等影响情况进行模拟分析,计算结果表明,码头工程建设后,水位最大降低0.21m,流速最大增加0.175m/s,河道主泓流场分布基本稳定,对河道防洪影响较小。同时本文也提出针对所处河道凹湾的码头,工程建设时要做好港池喇叭口位置的岸坡防护措施以及与下游河道岸坡平顺衔接。

基于MIKE21 FM模型的迈雅河湿地公园防洪影响分析

本文介绍了迈克21(MIKE21)流体模型(FM)的基本原理,以海口市迈雅河湿地公园二维水动力计算为实例,模拟了迈雅河入海口处20年一遇设计流量组合5年一遇潮水位、5年一遇设计流量组合20年一遇潮水位两种工况下的区域水位场和流速场,进而定量分析迈雅河湿地公园建设对河道行洪的影响。

基于一维模型与MIKE21模型的珲春河城区段防洪能力评价研究

为评价珲春河城区段河道防洪能力,文中采用常规一维模型与MIKE21二维水动力模型分别对珲春河城区段现状河道进行水面线计算,并对比珲春河城区段设计河道水面线成果进行分析,得出过流能力较弱或防洪能力有缺陷的河段。研究成果可为珲春河城区段防洪工程建设及两岸防洪安全提供科学依据。

基于MIKE21的异龙湖水动力优化与水质改善研究

湖泊由于长期处于封闭或半封闭状态,水动力条件差,极易发生富营养化。为此,综合考虑降雨对异龙湖湖泊TN浓度的时空分布影响,构建了MIKE21水动力—对流扩散模型,模拟了不同入水口启闭情况和不同流量引水方案下的水动力条件,基于湖泊流场的流速分布探究了TN浓度的改善情况。结果表明,增设引水口和增大引水流量均能有效提升湖泊水动力条件与湖区水质,城河单独引水的整体效果比城河和龙港河共同引水的整体效果好;在城河单独引水的方案下将引水量增大1倍,湖泊整体流速提升了44.04%,TN浓度下降52.78%,水动力优化与水质改善效果最好,但单位补水量的水质改善效率有所降低。研究结果可为类似在建及规划项目提供建设思路。

基于MIKE21的信江八字嘴顺直分汊河道水动力特性及河床演变分析

为阐明信江八字嘴航运段分汊河道岸堤水力特征及河床演变趋势,利用MIKE21水动力模块构建研究水域二维数学模型,并运用梅港站水文数据对模型进行率定和精度验证。在此基础上,开展信江顺直分汊河道不同水文时期的水动力特性分析,阐明分汊河道各段的发育演变趋势。计算结果表明:左汊是主要的过水汊道,该分汊河道的分流比随着流量的增大而下降。流速呈不规则分布,区域间流速变化显著,分流段左汊出现主流,收窄处出现最大流速,水位从分流区到汇流区均匀下降。河势发育演变整体稳定性较好,河道发育演变主要体现在分汊河道中河床冲淤的局部变化。所建模型能有效模拟分汊河道分流比及水位变化情况,可为河道安全防护及通航稳定研究提供科学依据。

基于MIKE21二维水动力模型的天井湖湖区洪水流场流速分布研究

天井湖为淮河流域省界湖泊,分析天井湖行洪期的流场和流速,对天井湖行洪通道的划定和管理,以及湖区水域岸线的开发利用有重要意义。本文采用MIKE21水动力模型对天井湖进行洪水演进模拟,分析20年一遇设计洪水条件下的湖区流速、流场和流线分布。

基于MIKE21的城市入河排污口水质影响预测研究--以南方某城市污水处理厂为例

排污口的设置往往会导致附近水域出现水质超标现象,尤其对于城市内河道,涉及群众用水健康及对周边敏感区域的影响,需要对排污口排放污染物的影响情况进行研究。以南方某城市污水处理厂排污口为例,采用MIKE21二维水质模型模拟了6种工况下COD、NH_(3)-N两种入河污染物对下游水体的影响情况。结果表明,正常排放时COD、NH_(3)-N对下游水体影响较小,水质基本满足排污口所在河段水功能区水质要求,事故排放时,对下游造成10km以上的影响。模拟结果基本可以反映排污口排放污水对河道下游水质的影响情况,可为入河排污口排放污染物影响预测提供参考依据。

基于MIKE21的骆马湖汛期总磷模拟及优化调控研究

基于MIKE21构建了骆马湖二维水动力水环境耦合模型,分析不同调度方案下骆马湖总磷的变化程度。结果表明:所构建的水动力水环境耦合模型的R~2为0.50~0.75,相对偏差为-2.4%~38.5%,能较好地模拟骆马湖主要国省考断面的水质变化;骆马湖汛期总磷主要受到上游来水情况的影响,汛期总磷浓度显著高于非汛期;合理利用滞洪闸可以显著降低汛期总磷浓度,国省考断面总磷浓度降幅可达26%~95%。在未来应用中,管理部门可以通过不同的闸坝调度组合来引导上游来水快速出湖,从而减轻对湖体的冲击。改善入湖河流水质,可有效遏制入湖营养物质和污染物质总量,减小湖泊水体污染负荷。

基于MIKE21数值模拟的滆湖换水能力评估分析研究

湖泊换水能力直接影响着污染物迁移和水体自净能力,为探究不同引水流量入湖对滆湖换水能力的影响,文中使用MIKE21建立了滆湖水动力水质模型,模拟并对比分析多种工况及工况组合对湖区整体和局部的水体交换能力的影响;提出了使用水体更新时间和水体交换率两个指标,定量分析交叉验证水体交换能力。结果表明:引水流量为100、150、200、250 m3/s时整个湖泊水体交换率到达80%以上分别需要60 d、45 d、32 d、30 d。本文的网格划分方案为湖泊水动力水质模型建模提供了新思路,换水能力两个指标能够从时间和空间上综合全面的评估湖泊换水能力,研究成果可为滆湖水质改善工程提供重要科学参考。

基于Mike21模型的闽江下游码头防洪影响评价应用

为研究闽江下游码头建设对河道行洪及河势的影响,本文以闽江下游拟建仓山区会展岛游艇码头工程为例,根据闽江下游河道实测地形及工程区域2018年最新实测地形,利用MIKE21模型建立闽江下游(南港、北港)河道及游艇码头模型。根据不同工况下的模拟成果分析可知,工程建设带来的河道行洪壅水影响范围与程度、行洪流速变化均较小,故拟建游艇码头对河道行洪不会带来明显的不利影响,工程对河势的影响也仅限码头局部。

MIKE21模型在输电线路改造工程防洪影响评价中的应用

输电线路改建项目防洪安全主要受到献县泛区滞蓄洪水影响。鉴于滞蓄洪水在区域上流动的复杂性,本次采用MIKE 21数值模拟方法对献县泛区洪水的流势、流态变化以及洪水对输电线路工程的影响进行数值模拟研究。经模拟分析,输电线路改造项目产生洪水影响,对其进行洪水影响评价是必要的。使用MIKE 21数学模型方法分析合理,为建设项目对蓄滞洪区影响提供了可靠数据为蓄滞洪区安全运行提供了保障。

基于MIKE21的三都港溢油风险研究

三都港口小腹大、水深港阔,养殖业发达,对闽东地区经济发展极为重要。港域船舶通行频繁,船型向大型化发展,存在一定溢油风险。本研究利用叙利亚溢油事故遥感影像验证了模型的准确性,采用MIKE21软件Oilspill模块构建溢油模型,对水运航线上的6个点位和不同风况情景进行溢油模拟。结果表明,溢油轨迹受风向影响较大,静风状态时,溢油在潮汐作用下扩散面积大。研究结果可为海洋环境决策和应急处置提供参考。

基于MIKE21的二维数值模拟在防洪评价中的应用

为探究涉河涉堤工程建设对水域防洪等功能的影响,以永嘉县沙头镇响山大桥临时钢栈桥为例,采用MIKE21软件建立模型,计算临时钢栈桥建设前后桥址一定区域内河道水位的壅水高度、壅水长度以及流速变化特点和分布规律,分析临时钢栈桥的建设对楠溪江河道行洪能力的影响。结果显示:临时钢栈桥桥址附近的水位较建设前水位略有升高,最大壅水高度为0.06 m,发生在桥位上游约110 m处,桥墩间流速较建设前有所增加,最大流速增幅为3.36%,计算数值与采用传统方法得出的数值相差甚微。由于桥墩局部的阻水作用,在河水流向桥墩时,两侧会出现小范围绕流,对河道整体水流运动无较大影响。

基于MIKE21的城市桥梁防洪影响分析研究

利用MIKE21 FM建立二维水动力模型,以河北沧州黄骅市南排河桥为例,对城市桥梁建设前后水位及流态进行模拟,同时采用两种方法进行桥梁壅水计算,由此分析桥梁建设对河道行洪及河势、第三方的影响和工程自身安全。结果表明,建立的二维模型较为精确,壅水成果合理,可作为桥梁建设防洪影响分析的依据;桥梁建设后桥梁上游水位壅高为0.016~0.018 m,桥墩处平均流速增加0.05 m/s,桥梁梁底高程满足要求,工程自身安全,工程建设对河道行洪能力、河势和第三方等影响较小。