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。     

上海蕰南水利控制片河网水动力再造

为改善平原河网区水动力不足、水流往复的现象,通过区域闸泵联合调度对河网进行水动力时空再造,促进水体定向有序流动,维持良好的水环境状态。以上海中心城区蕰南水利控制片为研究对象,提出了多种基于水动力重构目标的调控方案,并通过模型计算对各方案的活水效果进行优选。结果表明,通过抬高蕰南片引排水口门控制水位、提升虹口港和杨树浦闸门开启高度以及木渎港和彭越浦泵站引水力度,河网中有78.6%断面的流速得到提升,平均流速提升16.7%;针对走马塘往复流现象,通过调控河网整体引排模式,提出“南引东北排”的应急调度方案,使得模拟时段内河道代表断面平均流速提升60.4%,定向流动累计时长增加60%。     

基于InfoWorks的城市水系水文水动力过程耦合模拟——以福州市江北城区及东北部山区为例

以沿海城市福州市江北城区及其东北部山区为研究区,基于InfoWorks ICM模型软件,建立了山区和平原汇水区产汇流的江北城区一维河网模型.对山区产汇流过程利用PDM水文模型、平原汇水区利用Wallingford径流模型及SWMM汇流模型分别进行计算,建立城区河网水系一维河网模型,并将水文模块与水动力模块进行了耦合.在模型中,考虑城区水闸、水泵、坝等水工建筑物,并在河网模型中加入水库和湖泊.利用河道断面监测水位对河网糙率进行率定,利用2019年5月18日降雨-水位数据进行模型的验证,通过设置RTC规则,实现水库与闸泵的调度.结果表明:晋安河水位峰值约为5.35m,峰现时间约在22:55,实测数据显示水位峰值约为5.43m,峰现时间约在22:40.本文通过在城市尺度下建立水文水动力学耦合模型,给出了一种系统考虑各种水工建筑物以及调度规则下的综合的城市暴雨内涝模拟方法,对相关研究具有一定的借鉴意义.     

基于混合模型的河网输水能力计算

河网水动力数值模拟广泛应用于平原河网的防洪排涝计算,水流主要由支流向主河道汇集.而河网输水则是主河道向支流扩散的非恒定流动,需考虑支流蓄水作用对河网整体输水能力的影响.在平原河网水动力混合模型的基础上提出了一种河网输水能力计算方法.基于数字化河网划分骨干河道和蓄水支流,通过时变侧向出流形式来考虑引水时骨干河道向支流扩散的水量,从而将圣维南方程中的侧向出流项由以往的常数改进为时变流量过程,以提高河网非恒定流数值计算精度.将该方法运用到某引水工程输水计算中,有效地解决了复杂河网跨流域输水时的水量分配问题.     

苏州河干流防洪水位的数值计算

利用一维河网模型系统MIKE11建立苏州河水系水文模型和河网水动力模型,模型率定结果表明,干流模拟水位与实测结果非常吻合,所建模型可以准确反映苏州河水系的水动力条件.考虑上游洪水位、区间暴雨和下游高潮位遭遇的不利组合,进行苏州河干流最高防洪水位的数值计算,计算结果可为苏州河环境综合整治二期工程———防汛墙的改造提供科学依据.     

基于JPWSPC的河网一维水动力学模拟并行计算研究

河网一维水动力学模型是平原河网、明渠输水渠道及天然河道水动力模拟、环境模拟和水沙动力学计算的基础模型.随着城市河网水系实时调度及防洪演算等水管理对计算速度要求的提高,以及并行计算技术的成熟,并行化模拟势在必行.本文采用MPI技术及面向对象的程序开发方法,对河网模拟中的预测校正模型(JPWSPC)实现并行化计算,提出了河网拆分和任务组合的基本算法,以包括树状及环状河网的经典算例为例,对算法并行性及拆分组合方法性能进行测试,分析并行算法的加速比和并行效率,并得到了河网拆分及任务组合中计算微段数与加速比的初步规律.     

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.     

太浦闸洪水风险图编制中溃闸洪水计算分析

考虑到同步模拟太浦闸溃决和洪水演进的困难以及洪水风险信息管理系统可视化和数据调用的效率,对太浦闸溃决处的洪水演变过程由水量平衡原理进行概化模型计算,然后通过一维水动力模型计算得太浦闸溃闸后太浦河堤防3处易溃堤处同时溃决的流量过程作为二维水动力模型的边界条件来模拟洪水在泛洪区的演进.研究结果表明:太湖与太浦河河道之间的概...     

河网水动力及综合水质模型的研究

采用Preissmann 4点隐式差分格式离散一维圣维南方程组,应用三级联解法求解河网水动力数学模型。基于河道-节点-河道算法的河网水质模型的求解特点,在WASP的水质模型理论基础上,建立了河网非稳态水动力综合生态水质数学模型,考虑了多个污染物变量的耦合计算、变量之间的相互转化和迁移。利用模型对4个河网算例进行验证。验证表明,水位和流量过程计算值与实测值吻合很好,各水质变量的计算值和实测值也符合较好,可见模型是合理可靠的,为河网的水质预测和管理提供了一个较为简便实用的工具。     

有闸分汊河口的水动力模拟

将水工建筑物的过流公式离散成与Saint-Venant方程离散式相同的格式，用节点水位控制法建立了能应用于有闸分汊河口水动力研究的一维河网数学模型。计算表明，增长导流墙和减少闸下淤积能减小导流墙末合流处的横向水位差，从而减小合流处的横向流速，调顺水流方向，消减导流墙两侧水流的相互顶托。计算所得的分流量及分流比能为枢纽的合理布局，包括闸孔尺度及其数量，提供依据，模型还可根据水利枢纽实际要求，提供闸门调控设计。     

上海市主要河流调水方案的水质影响分析

针对上海市平原感潮河网的特点,对全市河网的水流、水质调度情况进行了详细分析,并利用MIKE11建立了上海市平原感潮河网的水动力和水质模型,同时数值模拟和分析了全市主要河流调水方案对水质的影响.结果表明,通过水利工程的合理、科学调度运行,全市骨干河流的水质可以得到一定程度的改善,部分河段的水质甚至可以提高1~2个水质等级.     

人工挖沙对东江水系水动力及环境影响分析

根据东江水域的水文、水动力特征,建立了感潮水系水动力数学模型,分别在丰、枯水期相应的水文设计条件下,重点模拟、分析了人工挖沙可能对水文情势产生的影响．结果表明,人工挖沙必然引起河势的变化,进一步引起水位的降低及其他水文情势的改变,并可能破坏地表水与地下水补给平衡,潮汐地区成、淡水平衡,对河道的航运功能、取水功能、水利功能、生态环境功能等产生影响．     

平原河网地区农业非点源污染负荷估算方法综述

通过比较现有几种主要的非点源污染估算方法及其适用条件,讨论了不同方法用于平原河网地区非点源负荷估算时的优缺点,提出将平原河网地区非点源污染的估算分为产生量和入河量两部分,按照农田径流、畜禽养殖、农村生活分别计算产生量,然后通过现场调查和野外实验估算入河系数和入河量,是一种适合平原河网地区农业非点源负荷的估算方法.     

平原河网地区闸泵群联合调度水环境模拟

为探索闸泵联合调度对水环境的改善作用,以苏州城市中心区为研究对象,基于实测数据构建河网一维水动力-水质数值模型,模拟了45个关键水工调控工程;对污染源做了详细的分类计算,采用实测水质资料对模型进行验证。利用该模型研究了平水年现状调度方案下的水质变化规律,结果表明,CODCr和NH+4-N质量浓度变化与水位呈负相关,且枯水期水质呈现西北好东南差的特点。针对此特点,提出利用城市中心区闸泵群对西塘河引水量进行再分配,作为枯水期水质改善的调度方案,模拟结果表明,在新的调度方案下,大部分区域的水质都能达到更优一级的标准,各站点的污染物浓度都有大幅减少,最多减少了49.7%。     

平原河网地区设计暴雨方法探讨

在我国，传统设计暴雨方法仅适用于山区性流域，目前平原河网地区的设计暴雨仍是难题，这严重影响了设计洪水计算的精度。结合太湖流域的水文特点，在太湖流域防洪规划中研究提出适合平原河网地区的同频率典型降雨与分类下垫面产流方法相结合的太湖流域设计暴雨方法，简要介绍了该方法的基本思路以及应用于太湖流域防洪规划的设计洪水成果实例。     

平面闸门底缘型式及选择

介绍了水利水电工程中广泛应用的平面闸门的底缘型式,通过分析底缘对闸下水流流态的影响,阐明了底缘型式对平面闸门可靠运行的重要性.根据闸门的工作性质,结合闸门设计的其它因素和工程实际,介绍了闸门底缘型式的选择.     

黄浦江河口建闸对内河水环境的影响

应用一维水动力、水闸调度、水质的综合数值模型，定量分析了规划中的黄浦江河口挡潮闸对内河水质可能产生的影响．结果表明，挡潮闸建设总体上对黄浦江水质有改善效果，可减少污水在河道内回荡、滞留的时间，防止污水团上溯．另一方面，挡潮闸的运行将使内河水体流动变缓，复氧能力下降，从而使溶解氧质量浓度总体下降，并使河道排污口附近局部水体水质恶化．建议挡潮闸的建设应与黄浦江沿岸排污口和支流的治污截污工作相结合，以避免其负面影响．     

平原河网城郊拆迁地大型公园绿化施工困难分析及应对措施——以闵行区马桥森林体育公园为例

上海地处长江三角洲冲积平原为典型平原河网地区,而城市大型公园绿地建设均集中于平原河网城郊的拆迁地,这也为大型公园绿化施工带来特殊困难。以上海市闵行区马桥镇森林体育公园一期工程为例,重点分析平原河网地区都市城郊大型公园绿化施工面临的困难,针对立地困难、反季节施工、大规格苗木移栽等提出工程施工技术,以期为上海郊野地区大型公园绿地的建设实施提供优良工程做法的借鉴。     

北仑河口动力地貌特征及其演变

根据现场调查和室内分析，北仑河口动力地貌有剥蚀丘陵、残丘、冲积平原、冲积－海积平原、海积平原、沙堤、沙滩、淤泥滩、红树林滩、河口沙坝、潮流沙脊、潮沟及人工地貌。北仑河口经历全新世早期侵剥蚀形成古河道，全新世中期海水浸入古河道，形成河口湾；全新世中－晚期河口湾被充填，形成湾内沙坝；全新世晚期河口湾逐渐被填满，形成现代北仑河口动力地貌态势。