基于InfoWorks ICM的城市河网调控与分析--以福州市仓山区龙津阳岐片区为例

针对典型感潮河网地区水环境污染日趋严重与洪涝灾害频发的问题,为优化河网水动力和降低河道漫溢风险,基于Info Works ICM(integrated catchment management)模型建立福州市仓山区龙津阳岐片区城市水文模型与一维河网水动力耦合模型,以2022年6月14日实测降雨及河道水位数据对模型参数进行校准,平均纳什效率系数为0.78,平均洪峰误差为1.5%。设计并模拟3种晴天工况和3种“卢碧”台风雨天工况,结果表明:晴天从无调控到工况3,随着引水量的增加,河网平均流速逐步增加,总体增加66.4%,河道水动力提升显著;雨天从原有调控工况到工况3,随着河道预降水位值增大,关键断面平均超警历时逐步减少,总体下降73%,河道漫溢风险明显降低。构建河网水文水动力耦合模型和工况优选,可为仓山区进一步提升河网水动力与城市汛期洪涝灾害防治能力的方案制定提供决策依据,也可为其他同类研究提供借鉴。

珠江三角洲感潮河网区水环境引水调控研究

本文以珠江三角洲中顺大围为例,提出通过引水调控措施将内河涌由双向流变为单向流改善河涌水环境,建立水量水质联合调控模型,模拟引水调控实施效果。调控结果表明,在截污的前提下,通过科学调度泵站及围内节制闸,从上游引入大量外江清水,抬高内河水位,加快水体循环,可逐步改善围内水环境;对类似河涌的水环境整治,可建立河涌与外江互通可控的水网体系,同时对内河涌的点源和面源污染采取截污治理措施,从根本上解决内河涌污染问题。本文的研究可为感潮河网区河涌整治提供参考,并为感潮河网区引调清水工程的实施提供借鉴。

珠江三角洲网河区径流潮流相互作用分析

在大量实测资料基础上采用小波分析方法对珠江三角洲网河区径流与潮汐的相互作用进行分析,得出如下结果:网河区潮差和潮位的周期变化既有典型潮汐的半日周期和全日周期以及半月周期,也有径流量的周期变化如64 8d的周期变化,即同时具有径潮的周期变化.不同河段潮差及各分潮波振幅与径流量的大小具有明显的反相关关系,径流量越大,潮差越小,三水站潮差随流量以-0 0002的速度减小,网河区下游河段则减小得较慢.上游径流量越大,因克服径流的阻碍作用而消耗的能量越大,潮汐作用强度迅速减弱,各分潮潮波振幅和潮差沿程减小越快.随着径流量的增大,三水站潮簇D1,D2和D4的振幅明显减小,D2的振幅衰减得最快.

基于MIKE11模型的平原感潮河网城市防洪规划研究

平原感潮河网城市人口众多,经济发达,河道湖泊密布。随着近年来城市化的快速发展,城市防洪压力与日俱增。以海门市为研究对象,运用MIKE11模型对研究区域内河网及水工建筑物进行概化,在100年一遇降雨与潮位组合情况下,模拟计算现状和规划工况条件下区域内主干河道的最高水位,对比防洪规划实施前后研究区域内主要河道的水位变化情况,分析防洪规划带来的有利影响。计算结果表明在平原感潮河网城市的防洪规划中,MIKE11模型具有一定的应用价值。在改、扩、新建主干河道和沿江闸站等工程措施下,区域排水能力加大,并阻止长江高潮位的顶托倒灌,河道100年一遇设计水位明显降低。

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。

大型潮汐河工模型试验控制系统设计及应用

已有的长江河口段模型控制系统,上游采用量水堰+扭曲水道进行流量控制,下游采用潮水箱和尾门进行潮位控制,通过485有线通讯方式采集数据。针对原有控制系统老化、量水堰控制流量时试验准备时间长、扭曲水道占用试验场地、485有线通讯设备布置较为困难的特点,考虑到大型潮汐河流模型河口边界条件复杂、长河段、受径潮流的共同作用,对模型布置和自动化控制系统进行了研究。将网络技术、无线通讯技术和模块化设计成功应用于长江河口段模型的控制中,形成由供水、径流流量控制、下游生潮控制等模块组成的标准化、模块化、无线化、智能化和远程化的控制系统。分析结果表明,标准化的新控制系统重复性好,控制精度高于现有规范要求;模块化设计的系统工作稳定、维修方便;智能化和远程化的控制系统操作简便;无线通讯的试验设备布置方便。新的径流控制系统占用模型试验场地少、试验准备时间短,模型试验效率大大提高。该系统具有很好的推广使用价值。

潮汐作用对河网区重金属输移的影响

根据相关文献,推导了只考虑溶解态和悬浮态输移过程的一维河流重金属输移模型的表达式。根据2005年12月北江镉污染事故背景资料,对该模型的参数进行率定,以分析珠江流域西、北江河网区潮汐对重金属输移的影响。设定北江上游突发污染事故与下游大、中、小潮相遭遇的情景,将情景资料代入重金属输移模型进行模拟,根据模拟结果评价了事故对佛山市水厂供水带来的影响。分析结果发现,潮汐作用造成河流内水流往复震荡,对污染物的迁移过程影响较大;不同的潮汐作用导致西江、北江的水流补给形式发生变化,进而影响污染物的传播途径;污染事故与大潮相遭遇时,对供水造成的危害要远大于与中、小潮相遭遇时。

感潮河网地区引水增流改善水环境实践探讨

通过天沙河引水增流工程实例,探讨感潮河网地区利用潮汐涨落引水增流改善水环境的可行性.建立一维水动力数学模型,利用实测典型大潮、小潮潮位过程,对感潮河网地区的水力特性进行数值模拟,分析计算该河段自流引、排水的可能性及效果.工程实践表明,在河网地区利用潮汐涨落的水文特性,引水增流改善水环境是可行的.

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。

感潮河网区突发性水污染事故预警预报关键技术探讨

突发性水污染事故已经成为我国用水安全和水环境质量的一个潜在威胁,事故一旦发生,引发的环境问题将十分严重。本文在分析突发性水污染事故具有不确定性、危害紧急性、需快速有效响应性三个特点的基础上,指出感潮河网区突发性水污染事故预警预报存在着污染物传播扩散规律复杂、事故要求响应时间短、边界条件预报难度大、污染物特征参数设置复杂等难点,进而从预警预报模型的选择、事故污染物参数设置、预见性边界条件设置三个方面探讨感潮河网区突发性水污染事故预警预报的关键技术。

引江济太工程新沟河河湖水系水沙数学模型试验研究

作为引江济太工程的一部分,新沟河整治工程在2014年开始实施。基于2013～2014年的太湖水系湖网水文站实测资料,通过河湖耦合的一维水沙数学模型计算新沟河整治工程前后水位和水流泥沙冲淤变化,进行新沟河河网水沙动力分析;通过二维水沙数学模型计算新沟河工程前后的水位、流场及河道的冲淤变化,进行工程整治效果预测分析并提出优化建议。实施新沟河整治工程后,新沟河水系河网的主要功能是排涝,应急情况下也能通过新沟河向太湖调水以改善水质。

闸控强感潮河网综合生态治理的数值研究:以崇明岛陈家镇河网为例

文章利用Mike11软件对地处长江口、受强高潮的崇明岛陈家镇相关河网的断头浜疏通、排污引清以及四号河的污染水体原位修复等改善生态环境的综合治理工程措施进行了计算分析。结果表明,工程实施后,在合理的闸门调度下,排污引清5 d后,四号河水质即明显改善,COD降低33%,氨氮降低42%,TP降低21%;四号河的原位生态修复工程可以加快水体的自净。河网综合治理方案的实施可有效改善水质。

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。

基于深度信念网络的钱塘江潮位预测方法

浅层网络不能很好地挖掘钱塘江各站点间潮位数据及其他数据的原始特征关系,其浅层网络模型学习后获得的是没有层次结构的单层特征,影响预测数据重构精度,为此,提出了一种基于深度学习的钱塘江潮位预测方法。首先利用多个受限玻尔兹曼机RBM提取钱塘江各水文站点的潮位数据以及农历"日"的数据特征值,然后在网络的最后一层设置BP神经网络实体分类器,将RBM提取到的特征数据作为BP神经网络的输入特征向量,利用BP神经网络对实体关系分类器进行有监督地训练,最后将误差反向传播至每一层RBM来微调整个网络参数,最终建立深度信念网络DBN预测模型。实验结果表明,深度信念网络预测模型比神经网络预测模型预测钱塘江潮位更具稳定性,为钱塘江潮位的预测提供了一种方法。

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。

南通沿海潮位资料插值方法研究

南通滨海平原地处黄海之滨,流域内河网水流运动受潮位影响明显。本文针对沿海潮位实测资料中低潮潮位缺失的问题,提出一种采用具有完整潮位过程的临近站点资料对潮位缺测站点进行潮位插值的方法,从而为南通平原河网水文水动力模型的计算提供潮位边界条件。该方法结合典型潮位站的潮位单位线形状,对南通沿海边界潮位过程进行补充插值。通过流域内实测水位过程验证,表明该方法可以有效对潮位缺测站点进行潮位插补。