以氯离子为例的北大港水库水质调控技术

针对南水北调配套水库——北大港水库水质咸化问题,采用数值模拟方法,应用EFDC三维水动力水质模型形成水库水质模拟技术,调控水库运行方式,提高水库蓄水利用率.以氯离子为模拟指标,通过实测数据与模拟结果比较分析,验证了模型的可靠性.将北大港水库分为主库区和辅库区两部分,利用该模拟技术调控水库运行方式,对水库3种典型蓄供水方案进行水质模拟研究,探讨底泥氯离子释放对水质的影响,指出主辅库联合调度为较优的调控方案.该套水库水质模拟技术可推广应用于其他南水北调配套水库.     

人控调度方案对库区支流水动力和水质的影响机制初探

水库蓄水运行后将显著改变库区支流的水动力和水质条件.在这种既定状态,改变枢纽的人控调度方案将产生不同的调度期库区出口断面泄流过程和库水位变动过程,进而产生不同的库区支流水动力条件.水动力条件的改变将对支流水质产生不同影响.基于此,以三峡水库为例,结合实测地形资料构建了三峡库区一维水动力和水质模拟模型,并通过模拟详细探讨了三峡枢纽不同人控调度方案对库区支流水动力和水质的影响.香溪河支流模拟结果表明:三峡枢纽的调峰运行方案和三峡水库的蓄放方案可产生人工潮汐作用和整个支流范围内的干支流水体交换和掺混,提高支流水体流速,对改善支流水环境有利.     

前山河水力冲淤排污试验及模拟验证

为了研究前山河水力冲淤的可行性,在前山河水力冲淤排污实验的基础上,采用破开算子和特征线的方法建立水动力模型,采用跳点格式建立水质模型,将水动力模型与水质模型耦合,模拟前山河的流场及浓度场,并进行了验证,提出了水闸的较优运行方案.实验与模拟结果都表明水力冲污可以有效地改善前山河整体的水质状况.     

百花水库水质模拟及季节性水质恶化控制对策

猫跳河梯级水库自20 世纪90 年代起频繁出现季节性突发污染事件. 选择位于猫跳河干流的百花水库作为研究对象, 对其水温、溶解氧(dissolved oxygen, DO)浓度、营养盐浓度进行了为期12 个月的连续监测. 通过分析水库垂直剖面方向上水温及DO 浓度的季节变化趋势, 验证了水体季节性分层现象是导致突发水质恶化的主要原因. 引入水质分析模拟程序(water quality analysis simulation program, WASP) 对水温、DO 浓度、NH⁺ ₄ 浓度进行模拟, 模拟结果与监测值季节变化趋势吻合, 证明该模型可以应用于百花水库的水质模拟. 利用WASP 对水库进行了流量调度模拟. 结果表明, 进行有效的季节性水量调控可以达到改善该水库季节性缺氧状况的目的.     

太湖藻类动态模拟

建立了太湖藻类生长的动态模型，并将其与水动力模型和水质模型相耦合，综合考虑了风场、水动力特征、光照、水温等环境因子的影响.通过室内环形水槽实验得到了底泥释放率随水动力条件动态变化的特征，建立了底泥中TN，TP释放率与水体流速的定量化关系，并在模型中得到应用.该模型不仅可以对太湖的风生湖流，TN，TP等水质要素进行模拟，还可以模拟藻类在太湖中的生长和消亡情况以及其随风生湖流迁移的规律.采用2001年7～9月太湖的实测资料对模型进行了率定、验证.结果表明：该模型对风生湖流、总磷、总氮的模拟都是切合实际的，以叶绿素a浓度描述的藻类浓度的模拟值也能较好地拟合实测值.说明该模型对太湖富营养化的产生过程具有较好的描述能力，特别是考虑了底泥释放率与水动力条件相关联的重要性和必要性.     

底泥盐分释放影响下的滨海水库 水体盐度变化过程数值模拟

为研究滨海水库大尺度水体盐度时空动态变化,改进了水动力与水环境数值模拟专业模型Delft3D中盐度输运方程的源汇项,对所得的数学模型计算值与理论值和实验值进行对比分析,并验证其合理性。结果表明,将改进后的Delft3D模型应用于拟建滨海水库的盐度变化过程模型,能定量预测不同工况情形下水库底泥盐分释放造成的盐度变化过程。     

滏阳河东武仕水库至苏里桥段水质模型研究

近些年来,随着经济发展及工业化进程的加快,滏阳河水环境污染问题日趋严重。通过以氨氮、挥发酚主要污染物为例,根据河流水动力学特性及污染物输运特性,建立了滏阳河东武仕水库至苏里桥段的一维河流水质模型;并运用有限差分法对其求解。结果表明,运用该水质模型对包含马电闸上游桥、张庄桥、联纺桥、苏里桥四个断面在内的模拟河段的氨氮、挥发酚浓度进行模拟,得出的模拟值和实测值的相对误差较小。由此说明,滏阳河东武仕水库至苏里桥段的一维河流水质模型可较好地反映该模拟河段的水质变化状况,对滏阳河水污染的科学治理和水环境的保护与修复具有一定的指导意义。     

少资料河流一维水动力水质模型概化断面参数获取方法

 水动力水质模型是河流水环境容量研究中的常用工具,中国西部大部分地区中小河流缺少断面测量数据,成为制约这些区域河流水动力水质模型构建的关键问题。为解决这一难题,提出一种利用Google Earth遥感影像提取河流多期水面宽度,结合实测最大水深获取河流概化断面参数的方法,并分别用概化断面和实测断面在MIKE11下构建少资料河流一维水动力水质模型,对两种断面模型的计算结果进行对比分析。结果表明,两种断面模型计算的水动力水质因子无显著差异;在模拟河段的上段、中段和下段,两种断面模型对水位、流速、化学需氧量（COD）浓度的计算结果基本吻合,验证了少资料河流概化断面参数获取方法的可靠性和可行性。     

受潮汐影响的闸控河网水质的模拟

以河道法为基础建立水动力学计算模块,模块集成了产流、汇流模型,包括了多种闸门运行控制方式的模拟.以美国国家环保局(EPA)的水质模型(WASP6)为基础建立了考虑水质主要指标CODCr,NH3-N,BOD5和DO及点污染源和面污染源的水质计算模块.该耦合模型水量和水质同时耦联计算,特别适宜于受潮汐影响的河网水质的模拟.模型利用上海市青浦、松江区河网实测资料进行了验证,CODCr的计算误差在-25%~18%之间,NH3-N的计算误差在-14%~20%之间.考虑到实测数据的误差,模型水质计算的精度完全满足工程计算精度的要求.该耦合模型可以用于受潮汐影响的闸控河网水质的模拟.     

上海世界博览会园区河网水环境调控

为改善上海世界博览会园区河网水系的水质,建立综合考虑河道复杂形态、生态浮岛、河道底质释放污染等因素的河网水动力及水质模型,并利用世界博览会园区引、排水试验测定成果对模型进行验证。结果表明,两模型的计算值与实测值吻合较好,具有工程适用性,可用于模拟复杂河网水量和水质的变化。利用河网水动力和水质模型对河网常规污染、初期雨水污染、突发水污染和世界博览会泵闸故障4种情况下的调度方案进行数值模拟,并在此基础上提出适应小区域、多节点控制的潮汐河网水环境治理的应急水环境调控预案。     

水库生态学特征与水库水质可持续管理方法

对水库生态系统的基本特征及水库水质可持续管理的方法进行了概述。     

秦皇岛海域洪季水动力及污染物扩散数值模拟

基于实测资料验证的秦皇岛近岸海域二维水动力和污染物扩散模型,研究了秦皇岛近岸海域洪季大潮水文条件下的水动力和污染物扩散分布特征,并在此基础上分析了风对秦皇岛近岸海域水动力和污染物扩散的影响.研究发现,秦皇岛近岸海域落潮流为东北(NE)向,涨潮流为西南(SW)向.在渤海夏季风作用下,秦皇岛近岸海域整体水位略有降低;落憩时刻,石河口以北海域流速降低,石河口以南海域流速增加;涨憩时刻,石河口以北海域流速略有增加,戴河口至滦河口间海域流速降低.化学需氧量(COD)扩散方向与涨落潮方向一致,涨落憩时刻,COD浓度均在滦河口以南海域降低,洋河口以北海域增加.     

小湾拱坝的地震反应分析

在对小湾拱坝的三维系统进行地震分析中,考虑坝体与库水的耦合作用,分别采用线弹性模型及非线性模型进行计算,得到了系统的自振特性及动力反应结果。结果表明,坝水耦合作用提高了坝的整体质量,降低了自振频率;伸缩横缝削弱了拱坝的整体刚度,对拱坝地震反应产生较强的非线性影响。     

人工水下沙坝对中海滩浴场水动力影响

基于Delft3D软件建立了北戴河中海滩浴场海域的二维及三维潮流和波浪耦合数学模型,并用实测潮流和波浪资料进行模型验证.利用验证后的模型模拟人工水下沙坝引起的水动力环境变化.结果表明:由于工程海域附近的潮流作用较弱,因此潮流影响仅体现在沙坝周围;4座人工水下沙坝具有一定的消浪作用,并且消浪作用随入射波高的增加而增强;总体上看,人工水下沙坝的建造使浴场附近的水动力作用减弱,水动力环境朝着有助于海滩保护的方向发展.     

用毛管压力曲线确定合理注水强度

油藏合理注水强度是开发好油藏的重要参数之一,用毛管压力曲线确定合理注水强度的计算方法目前国内外很少报道。文中运用流体力学原理,将多孔介质中的水驱油过程简化假设成并联毛管中的水驱油过程,基于泊谡叶方程和毛管压力特征,推导了并联毛管中产量分配公式和合理产量计算表达式,建立了用毛管压力曲线确定合理注水强度的计算方法。实例计算表明,采用毛管压力曲线确定出的合理注水强度与油藏实际注水强度基本一致;说明了该方法确定的注水强度具有一定的可靠性和实用性。     

冀东南堡凹陷一号构造1-1区储层建模研究

冀东油田南堡凹陷一号构造断层复杂、油水关系复杂、平面和层间差异大,油层评价难度大,受厚层玄武岩屏蔽影响,地震资料在低井控条件下不能满足储层分布研究需要。为此,笔者需要建立一套低井控条件下的储层地质模型并形成相应的地质建模方法,为开发早期编制合理的开发方案提供可靠的依据。本次建模采用的是petrel建模软件,运用确定性建模与随机建模相结合的方法,即相控随机模拟法,建立了冀东油田南堡凹陷一号构造1-1区的三维地质模型。三维地质模型表征了储层的非均质性、揭示了油气的分布规律。     

上海青草沙水库水质调查与评价

分别从常规理化指标、有机物指标、藻类和营养盐指标4个方面对上海新水源地青草沙水库进行水质调查,并采用水污染指数法对其进行水质评价.结果表明,各指标变化均与水中藻类生长有关.包括总氮评价时,5号点水质为劣Ⅴ类,水库水质整体为Ⅳ类;不包括总氮评价时,5号点水质在Ⅲ类以上,3号点水质在Ⅱ类以上,水库水质整体为Ⅱ类.青草沙水库水质满足作为饮用水水源的要求.     

近岸波浪作用下污染物运动数值研究

近岸波浪是影响污染物输移扩散的重要水动力因素之一.波浪对污染物输移扩散的影响主要有波浪扰动造成的水体紊动系数的增大和波浪破碎后形成的波生流对污染物输移作用.结合基于波作用守恒方程和光程函数方程的近岸波浪模型、三维水动力模型,以及污染物输移扩散模型,对波浪传播过程中污染物离散系数变化以及波浪破碎后形成的波生流中的污染物输移进行了数值模拟.模型基于非结构化网格,可用于大范围波流以及污染物的耦合计算.数值结果与解析值以及实验结果进行了对比,验证了模型的精度和适应性.