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.     

感潮河道引江工程综合调度应用研究

以长江中下游地区感潮河道引江调水为实验基础，建立了适合感潮河网的非稳态水量水质耦合模型，分别采用Preissmann隐式差分格式和新的迎风全隐格式求解水动力方程及流扩散方程，改进了河道节点污染物质量浓度的平衡连接和边界污染物质量浓度的处理方法．根据实际水力、水质条件以及引江调水工况，重点模拟了市区包括感潮入河口及出河口水系水流水质变化规律，经过率定与验证，提出了一套参数稳定的感潮河道工程调度方案，并分析了各种引水方案下河段污染物质量浓度过程，最大限度地解决了环境容量在空间和时间上的重新分配．模型在实际工程综合调度中运行稳定，结果可靠，实现了地区水资源的有效利用．     

城镇河网水环境模拟及水质改善情景方案

为寻求促进平原地区城镇河网水环境问题识别和水质改善的方法,以苏州市甪直镇河网为例,基于水文水质监测数据建立了相应的水环境模型,并将其应用于水质问题识别和水质改善方案研究中。甪直河网流动状态欠佳,长期平均流速小于0.02m/s的河道占河道总长度的63%、总水面面积的49%,不利于污染物迁移扩散,是导致该区域水质变差的主要原因。利用水环境模型对甪直河网的水文水质时空分布进行模拟分析,在此基础上制定出水系结构优化和水利调度强化2个水质改善方案。基于水环境模型的情景分析结果表明:水系结构优化方案能够有效促进生化需氧量BOD5和氨氮NH3-N这2类污染物的整体质量浓度水平降低。现场试验结果表明:水利调度强化方案能够有效地增强甪直河网流动性,实现以溶解氧DO质量浓度上升为表征的水质改善。     

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.     

平湖市水环境综合整治工程规划研究

基于现场调研与水环境模型,对平湖市污染源及水体污染成因展开深入分析。综合考虑境外来水条件及技术可行性,提出水质改善与污染负荷削减目标。根据平湖市水系水文特性和现状污染特征,提出水质改善规划措施,通过多方案情景模拟分析,对水环境综合整治工程进行科学规划,并对污染控制和水质改善效果进行定量评估。研究提供了水质模型应用新思路,可为平原河网地区水环境综合整治规划提供有益借鉴。     

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%。     

南通水系片水环境容量及污染综合治理研究

基于南通河网水文地理特性,建立了感潮地区河网水量水质模型,对南通河网进行水量水质模拟及水环境容量计算。在此基础上提出水污染综合治理方案,为潮汐河网地区的水污染治理提供科学依据。     

考虑水质的水资源调配模型及其解法

针对水库群-河网系统中水量水质的联合调配问题,以水库群联合调度的大系统分解-协调模型为基础,综合考虑河网环境需水和供水水质的不同要求,建立了水库群-河网水资源联合调配模型.通过水质模型计算河网达到不同目标功能水质的需水量,将该需水量作为用水需求反馈给水库群系统进行水量水质协调优化.水质模型求解采用非线性迎风差分格式,水库群-河网模型迭代求解采用大系统分解-协调对偶迭代技术.应用结果表明,所建模型及其求解方法可行有效,并已成为区域水量水质联合调配的重要技术基础.     

闽江河口富营养化数值模拟

基于改进的ECOMSED和RCA模型,针对闽江河口的地形特点,引入干湿网格判别法,建立适用于闽江河口的三维水动力水质耦合模型,模拟研究闽江河口的无机氮、无机磷、化学耗氧量和溶解氧等水质要素的浓度分布,并对海水富营养化状况进行评价.结果表明：构建的水质耦合模型能较好地反演闽江河口的水质特征;闽江河口的富营养化指数较高,基本处于重度富营养化状态,且富营养化指数呈现从感潮淡水区向海水区逐渐递减的阶梯状分布;三类主要污染物的表层浓度平面分布均从河口内往东南海域向外海逐渐递减.     

基于生态的城市河流水量水质联合调度模型

针对城市河流河道淤堵、过流能力下降、水质恶化、生态环境破坏等问题,根据城市河流的基本特点和功能,从满足城市河流生态需水量出发,建立了基于生态的城市河流水量水质联合调度模型,模型中水流运动方程和水质模型分别采用圣维南方程和一维对流扩散模型,并分别采用Perissmann四点隐式离散法和有限控制体积显式算法进行求解.将该模型应用于郑州市七里河水系的闸坝生态调度,分析不引用黄河水和引用黄河水2种方案下生态需水量调度效果.计算结果表明,在引用黄河水量的情况下,河道生态需水量能基本满足要求,而在不引黄河水的情况下,其生态需水量无法满足要求.基于生态的城市河流水量水质联合调度模型可为城市河流水量水质联合调度方案的制订、河流生态修复提供技术支持.     

用稳态模型计算潮汐河道的水质问题

本文首先从动态水质模型出发，将该方程组对潮周时均化，并将所得结果与稳态水质模型进行比较，从理论上找出了这两组方程的等值条件，提出了潮汐河道中采用稳态模型需要满足的两个条件。文中还引入并推求了影响稳态模型计算可靠性的河道潮汐加速度，建立了潮汐加速度变化对水质计算参数影响的估算式，对用稳态模型计算潮汐河道中污染物浓度所产生的误差提出了一种分析计算方法。     

神农架林区河流水文特征初步研究

通过对神农架林区境内四大水系主要河流的河谷形态、水位、流速、降水量、径流量、水质等方面的测量与统计,分析林区四大水系主要河流的水文特征．研究表明：神农架林区境内河流属于高山河流,河流下切强烈,多呈“V”字型狭谷,河宽一般3～10m,河流河谷具有明显幼年期特征．采用单因子指数法分析评价了35条代表性河流水质,以Ⅲ、Ⅳ类水质为主,分别占总调查河流的29％和43％,I、Ⅱ类水质分别占调查河流的3％和11％．各河流水质受单一因子影响十分明显．总体来看,林区河流多数河段受人类活动影响,不同程度地受到了生活污水、工业废水的污染．     

感潮河流水团传输机理及水质模型修正

根据随机扩散理论和感潮河流水团传输机理,应用瞬时虚源与概率和相结合的方法,将感潮河流水团传输的往返回荡运动简化为单向流动,从而较好地解决了感潮河流水质浓度回荡的计算和预测问题,并通过黄浦江的断面实测资料进行了验证。     

平原河网区调水改善水环境实验研究

通过试验区河网原型调水实验研究,论证沿江平原河网区通过长江潮差引入优质的长江水,能有效增加河道的环境容量和水体自净能力,是迅速有效改善水环境质量的综合治理措施之一．     

小型城市景观水体水环境的整治对策——以某高校校园河流为例

以某高校校园河流为例,首先通过布设监测站位评价水环境质量现状,估算水环境容量,然后对前期修复措施的治理效果进行评估,并为后期河流综合治理方案的制定提供建议.调查结果表明:该校园河流Z4区段水体叶绿素浓度高于其他区段,存在暴发藻类水华的风险;对照景观娱乐用水区水质标准,26个站位中总氮浓度超标率为19%,总磷浓度超标率为88%,氮、磷是影响该校园河流水环境质量的关键因素;该校园河流总氮和总磷水环境容量较低,分别为12.38 kg/d和1.05 kg/d.基于前期整治经验,后期应重点针对H2、Z4等区段,集成生态型堤岸构建、水生植被重建和人工湿地处理等水生态修复技术,并通过引调水工程、海绵校园建设和环保意识提升来开展河流综合治理,以确保该校园河流水质达到IV类标准.     

河流水质预测的有限差分模型的修正解

及时准确地了解河流水质状况能更好地对河流水体污染进行控制和治理.利用一维水质模型来近似模拟河水的水质状态.采用有限差分法对模型进行求解,并在求解的过程中对有限差分模型的截断误差进行修正.通过解析解与没有修正的差分解进行对比,结果表明,没有修正的截断误差是不能忽略的.该研究为河流水质污染的防治和预测提供了一种依据.     

太湖平原河网系统生态环境需水量组成及计算方法研究

从维持和保护河网生态系统正常的基本功能角度出发，根据流域地理位置及河网地区河流自身的特点，探讨河网系统生态环境需水量的内涵和构成，指出平原河网系统生态环境需水量是在特定的时间和空间组合条件下，在合理开发和高效利用系统淡水资源的同时，为了维持和改善河网系统正常的生态结构与生态环境功能所必须蓄存和消耗的水量．在此概念的基础上，对适合于河网系统中各项生态环境需水量的计算方法进行研究，并对定量化研究的影响因素进行了分析．     

东营市河流中氯离子浓度特征及其对水质监测质量的影响

为了分析东营市河流中氯离子浓度分布情况，掌握氯离子对东营市环境质量监测的影响情况，对东营市38个河流断面在2018年12个月份的氯离子浓度进行全面监测。发现氯离子月均值浓度低于1000 mg/L的断面有6个，在1000～2000 mg/L内的断面有20个，氯离子浓度在2000～3000 mg/L内的断面有6个，浓度高于3000 mg/L的断面有6个。结果表明，东营市河流中氯离子浓度含量高，不同采样时间、上下游不同断面的氯离子浓度变化很大。环境质量监测过程中，氯离子会对部分监测项目造成正干扰，或者导致监测方法不适用，尤其是化学需氧量、氨氮、高锰酸盐指数等项目，必须充分考虑氯离子对环境质量分析的影响，进而采取相应的措施来消除。