基于断面水质达标的污水处理厂尾水排放浓度确认研究

我国在建设项目准入中实行“三线一单”生态环境分区管控制度,“环境质量底线”是其重要要素之一。研究以苏中水网地区某工业污水处理厂为例,遵循地表水环境质量底线要求,在满足控制断面(排污口下游2 km)主要水质污染因子浓度达标并预留安全余量的要求下,通过构建一维河网水动力水质耦合模型,建立污染源与水质响应关系,模拟分析丰、枯水期控制断面水质稳定达标时污水处理厂尾水的允许排放浓度,为区域水环境保护和管理工作提供技术支撑。

多要素流视角下黄河“几”字弯都市圈空间网络结构及影响因素研究

基于交通流、物流、资金流与信息流等多元数据,运用联系强度、空间结构指数、凝聚子群、二次指派程序(Quadratic assignment procedure,QAP)等方法,对黄河“几”字弯都市圈空间网络“点-线-面”特征及影响因素进行分析。结果表明:(1)各城市交通流、物流、资金流、信息流与综合流的联系强度差异明显,综合流呈现以太原市与呼和浩特市为核心的“两核多中心”发展态势。(2)城市网络联系显示物流与资金流的联系更为紧密,同时各要素流网络结构空间非均衡特征明显,总体呈现东强西弱、北强南弱的特征。(3)空间结构指数表明不同要素流视角下黄河“几”字弯都市圈均呈现较为明显的多中心结构,同时不同要素流视角下的凝聚子群均呈现地理邻近性特征。(4)经济全球化、交通效率、产业结构、地理邻近性等因素显著影响都市圈多要素联系网络。

制造业空间网络资源配置的高维架构与溢出效应

资源配置是探究制造业空间网络如何影响区域发展的重要维度。以长江经济带为研究区域,采用引力模型与社会网络分析方法探究制造业空间网络资源配置的高维架构,进一步运用空间计量模型解析网络资源配置的溢出效应,从而揭示制造业空间网络作用区域发展的内在机理。研究发现:高维架构是对空间网络资源配置的整体抽象,也是量化探究其逻辑与效应的有效工具。制造业空间网络资源配置的高维架构形态上呈现出从少中心到多中心的结构演变,联系上愈发紧密且地区间互动方向出现由“内双外单”到“内双外双”的趋势转变;节点城市的集聚、扩散与调配力支撑着高维架构的有效运行,三种作用力共同引导资源的空间配置,赋能区域的发展过程;制造业空间网络的资源配置会对制造业集聚发展产生显著正向的本地效应与外溢效应,且两种效应均存在明显的区域异质性。

太湖流域水环境风险预警系统构建

从流域整体性和系统性的理念出发,调查分析太湖流域社会经济、资源开发利用等人类活动与水环境质量变化的关系,进行太湖流域水环境风险预警的需求分析,提出了太湖流域水环境风险预警系统的总体目标和结构设计,构建了包括预警方案订制、风险预警模型库和预测结果三维展示3个子系统为一体的太湖流域水环境风险预警系统,为太湖流域水环境风险评估与预警平台构建奠定基础。

赣江尾闾河网地形变化对洪季水动力的影响

为探明在新水沙条件和人类活动的影响下赣江尾闾河网地形变化与洪季水动力特征变化的关系,以1998—2020年为研究时段,基于1998、2013、2020年河道地形,分别建立一维河网数学模型,复演赣江98特大洪水,研究不同时期地形变化对洪季水动力特征的影响。结果表明:赣江尾闾河网的整体下切使水位流量关系右移,洪期各支洪峰流量整体增加,相同水位下,外洲站来流增幅超过50%。1998—2020年期间,南支地形下切幅度大于其他各支,地形不均匀下切导致尾闾河网节点分流比改变,整体上主支与南支分流增多、中支与北支分流减少。各支流速变化剧烈,主支下游流速增幅超过1 m/s。本研究可为河道整治规划、堤坝防护和灾害预防提供一些技术参考。

通量差分裂方法在一维河网模型中的应用

以通量差分裂格式离散非守恒型圣维南方程组,为保证河网整体离散形式的一致性,采用特征线方法离散边界节点,并引入限制器和熵修正使离散模型具有TVD(Total Variation Diminishing)特性,在线性隐式化的基础上最终构建基于隐式TVD类方法的一维河网水流模型。通过实例验证,表明提出的方法能处理跨临界流变化,而且在实际复杂河网中对水位及主、支河道分流比都能较好地模拟,具有一定实用性。

咸潮影响河段取水水源可靠性的分析

为分析咸潮河段取水水源可靠性,通过建立潭江一维河网水质数学模型和实测资料分析结合的方法对银洲湖纸业基地潭江取水口布置进行探讨。一维河网水质数学模型采用上游设计枯水流量遭遇下游典型潮的计算方案,并在枯水期对取水口上下游河段氯离子质量浓度进行了同步实测。计算分析结果表明:潭江取水口取水流量可靠,满足设计保证率取水要求,取水水质也基本满足要求,但在P=97%特枯年份受咸潮影响情况下会出现短时段氯离子超标现象。在采取一定取水风险的规避措施情况下,该取水口取水水源是可靠的。

尾闾段河网一维水流数学模型应用研究

尾闾段河网常常是连接上下游的水上通航要道,且上游洪水需要通过尾闾段河网下泄,这就使得尾闾段河网水流运动的研究成为非常重要和十分必要的课题之一.在对尾闾段河网水流的运动特点及一维河网计算的研究现状评述的基础上,选用自编程序"河网水动力模型"和商用软件HEC-RAS分别建立一维河网水流模型,应用于赣江尾闾段,针对洪水流量、中水流量和枯水流量分别计算沿程水位.在洪水流量下,根据计算所得的水面线,找出各主要站点的水位作为警戒水位,当该站点水位有接近警戒水位的趋势时,提请有关部门应做好防洪工作.在中水期,主要考虑造床流量的影响.在枯水期,根据计算得出的水位,得到各主要站点的最低通航水位,为枯水期能否顺利通航提供依据.

河流连通工程防洪排涝影响二维数值模拟

平原河网地势平坦,阻水河段多,流动性弱,防洪排涝不畅。为充分利用水域水动力势能,找出最严重的阻水河段和提出消除阻水问题的对策,利用平面二维河网数学模型对绍兴柯桥平原现状河网水流运动进行了计算,综合分析得到最严重的阻水河段,提出了利用河流连通工程减弱水流阻水、加快水流运动的措施,利用二维数学模型计算了该工程措施条件下的水流运动状态,通过对比有无工程措施的计算结果,从时间和空间上分析了工程措施对加快水流运动的影响程度,工程实施前、后的最大流速分别为0.089、0.145 m/s,表明河流连通工程措施加快了水体流动,有利于防洪排涝。

基于显式有限体积法的一维河网模型

采用显式通量差分裂格式离散圣维南方程组,通过特征线方式处理边界;在局部离散中引入跨临界流熵修正和TVD限制器,以提高模型精度并保证模拟稳定性,最终构建了基于显式有限体积法的一维河网水流模型。经典算例验证表明,所建立的模型能够处理具有激波的跨临界等复杂流态;模型应用于长江南京八卦洲河段,水位和流量的验证表明该模型能够应用于实际的河网,并具有较高的精度,为显式离散方法应用于河网模型提供了一种思路。

流域水环境管理信息系统及可视化技术应用研究

通过建立苏帕河流域水环境管理信息系统,针对苏帕河流域没有主要经济产业、水质较好的状况,侧重于介绍建立改进的BP神经网络模型对流域的水质进行综合评价.而且通过一维水质模型对流域的水质分布进行了模拟,并将其运用于苏帕河流域梯级电站水环境管理.一维水质模拟结果与实测值吻合良好.结合GIS的图形功能对一维水质模拟的结果进行了动态显示,为水利工程及环境管理部门提供了有效、经济的决策信息.

福州内河河网精细水流水质数学模型研究

文章在前人研究的基础上,根据感潮河网地区水体的水动力、水质特性,建立了河网一维水动力和水质模型,并进行了模型验证。结果表明水动力模型计算值能够较好的吻合实测值,能正确反映涨落潮趋势,水质模型能正确反映污染物受涨落潮影响在河网内回荡的变化情况。本研究成果对解决福州市水环境问题提供了一定的理论基础,具有一定的指导意义。

十三围防洪保护区洪水风险分析

十三围防洪保护区位于珠江河网区域的西江和北江交汇后的西江右岸,西江洪水峰高量大,洪水威胁严重,进行洪水风险分析十分必要。考虑到珠江河网区域水流运动复杂,基于一维水动力学模型构建了珠江河网一维模型,并根据历史洪水资料验证了模型的可靠性。为了反映保护区内的河道、堤防、道路等对洪水传播的影响,采用精细化的非结构网格构建了十三围保护区二维水动力学模型进行洪水演进模拟。通过一、二维耦合模型,分别对江根段、西头窦段溃口进行了西江50,100,200 a一遇设计洪水下的洪水淹没方案计算,并对计算成果进行了合理性分析,包括水量平衡分析、局部流场分析、溃口流量水位过程分析等。结合社会经济数据进行了受淹面积、受影响人口、淹没损失等方面的洪水影响分析,可为防汛抢险、避洪转移等提供重要信息参考。

一维河网泥沙输移模式研究

推导了一种显式的河网泥沙输移递推计算方法,该方法在水动力学计算结果所确定的汊点类型基础上,直接计算每个河段中逐个节点的不平衡泥沙输沙过程以及悬沙和床沙的级配调整,克服了传统方法中必须通过首末断面含沙量关系确定河网悬沙矩阵求解的困难.将该泥沙输移模式的一维河网水沙数学模型,应用于长江三峡下游荆江-洞庭湖河网区域,并取得了较好的计算结果.在模型验证之后,进一步讨论了采用新的泥沙输移计算模式和原有泥沙输移计算模式在计算时间上和计算内容方面的差别.

内陆河网温排水预测模型开发及其应用研究

针对热电厂冷却水排放河网BI起的热污染问题．考虑风速、水深、水温对自由水表面散热的影响，BI入水温综合衰减系数，利用生态模型试验室（ECO Lab）开发了适用于平原感潮内陆河网的一维温排水模型，并利用该模型对某化工区热电厂的温排水过程进行了模拟，利用实测水温资料对模型进行了率定和验证。结果表明，模拟结果同实测结果非常吻合，所开发的温排水预测模型和关键参数取值很好地反映了受人工调控的平原河网的水流和温度场输移扩散规律；利用所建模型对该热电厂移位方案的可行性进行了预测分析并提出了相应的应急工程措施。

基于MIKE21FM的黄壁庄水库水动力模拟研究

黄壁庄水库是具有控制性作用的大(一)型水利枢纽工程,确保其稳定性的水位、优良的水质等显得尤为重要。借鉴前人研究经验,采用MIKE21FM数值模拟软件,对黄壁庄水库"7·19"洪水期建立二维河网水动力模型进行数值模拟研究。经多次参数率定,结果表明MIKE21FM模型可以真实、有效反映黄壁庄水库水位、水流场变化过程,模拟精度满足计算要求。鉴于此模拟研究,可为水库水文预报、水库群联合调度提供可靠依据及技术支撑,具有一定的应用价值。

基于一维河网数学模型的某水厂可供水量计算分析研究

通过建立珠江三角洲一维潮流数学模型,计算位于珠江三角洲河网区某水厂取水河段的来水量,并对计算结果进行合理性分析,在此基础上计算了水厂取水河段的可供水量。研究成果可为复杂河网区可供水量计算分析提供参考。

江苏沿江半高地区域除涝方法探讨——以太仓市沙溪镇为例

以太仓市沙溪镇为例,采用一维河网非恒定流模型对江苏沿江半高地区域除涝方法进行探讨,研究结果表明:对于汛期外受长江高潮位顶托、内受20年一遇降雨影响的沿江半高地区域,在考虑沿江水闸的控制运用条件情况下,可采取高潮蓄水、低潮排涝,确定规划区域建设用地和道路高程方案,满足除涝要求。

泰州融入扬子江城市群的机遇、基础和路径

当前,泰州面临国家发展战略叠加、重大基础设施建设辐射等多重发展机遇,在中心城市功能、产业比较优势和基础设施建设方面已具备融入扬子江城市群的基础。基于此,文章多角度思考了泰州融入扬子江城市群的路径:坚持"融入+嵌入"的原则,推动跨江联动发展;坚持"高端+高颜"的原则,加快中心城市建设;坚持"集约+集聚"的原则,打造特色产业体系;坚持"中心+核心"的原则,构建立体交通网络,以期为泰州实现快速发展提供理论支持,并为扬子江城市群"中轴城市"的发展提供借鉴。

多目标优化下平原河网引调水改善水环境效果评估

引调水是改善平原河网地区水环境的重要方法之一,通过构建太湖流域走马塘东南片平原河网区一维水动力水质数学模型,研究不同引调水方案对区域水环境改善效果,确定引调水过程中的异质性因子.从决策目标、水质指标、空间指标3个层面综合考虑,构建环境效益与经济效益结合的多目标函数及评价体系,对引调水方案进行评估优选.结果表明:引调水流量较大时,能够在一定程度上改善区域水环境状况,规划方案下引调水5 d后,高锰酸盐指数、氨氮、总磷的平均改善率分别为30.7%、22.2%、26.4%;引调水时,区域河网中不同空间点位、不同水质指标之间的水质改善过程与效果都存在一定异质性;引调水水量、调度模式及污染源分布都会对调水后的河网区水质产生差异性影响;本研究建立的多目标评价体系较现有方法能够有效涵盖引调水中存在的异质性因子,从多个目标层面优选引调水方案,实现水量水质综合优化调控,为平原河网地区水环境长效管理与科学决策提供理论参考.