基于Mike21模型的河道水质提升工程试验研究

行船从航道驶入饮水源河道时，会将污水牵引进入饮水源河道。为了改善饮水源河道水质，减少某饮水源河道受到污染，对饮水源河道汊流边界进行优化。利用Mike21FM水动力模块建立了现状河道和汊流边界优化后的饮水源河道二维水动力数学模型，并通过物理模型试验对数学模型参数进行率定验证，模拟了现状和优化方案下的饮水源河道流场并计算了不同船行速度牵引进入饮水源河道的污水量。结果表明：优化方案能大幅减少行船驶入饮水源河道时牵引进入饮水源河道的污水量，且船行速度在6节时，行船驶过饮水源河道牵引进入饮水源河道的污水量最少。建议行船在驶入饮水源河道之前减速慢行，可以有效减少船行牵引进入饮用水源河道的污水量。     

MIKE21 FM在桥梁壅水分析中的应用

通过在深圳市坪山新区的坪山河上桥梁工程实例,应用MIKE21FM建立数学模型,分析桥墩在河道内产生的壅水高度。结果表明:MIKE21FM模型可以很好地拟合复杂地形,并保证物质通量守恒,且计算速度较快。     

基于水动力水质模型的平原河网排污模拟分析

以嘉兴市平湖塘及其周边河道水域作为研究区域,以水体中氨氮、BOD5含量作为水质指标,应用MIKE21建立平原河网水动力水质耦合模型,模拟了污染物在河网模型中的迁移扩散过程。通过对不同工况下的事故排放过程进行分析,得出在一定条件下,污染物在单位时间内的扩散面积与扩散时间呈明显的线性关系;在其他条件相同的情况下,污染物在相同时间内的扩散面积与事故排放浓度呈四次相关关系。研究表明,在保持排放总量不变的情况下,污染物的排放模式与排放浓度对扩散面积起决定作用,相同总量的污染物若采用高浓度排放,则对环境影响程度呈指数级上升。     

基于MIKE21的汾河水库突发环境事件数值模拟

为揭示汾河水库突发环境事件时污染物的迁移扩散规律,识别水库潜在风险源,采用实测数据对二维水动力-水质模型进行率定与验证,并以二甲苯泄漏为例,考虑事件源、浓度、排放入口、风动力因素,设置11种情景模拟污染物的迁移扩散规律。结果表明,污染物初始质量浓度决定汾河水库受污染程度;风动力是影响污染物扩散的关键因素,风向决定污染物扩散路径,风速增加1倍时,污染物扩散速率和超标面积分别增加46.5%和64.2%,风速相同时,西北风比西南风更有利于污染物的扩散;排放口的水量及水流流速也是影响污染物扩散的关键因素,东侧排放口污染物的扩散速率大于西侧入口及北部入口。     

滁河特大桥对河道防洪能力的影响分析

根据1995年国务院批复的南京市过江通道"五桥一隧"规划,建设中的南京长江第四大桥北接线需在六合境内的主要防洪通道--滁河建设滁河特大桥,为此首先对滁河流域和滁河特大桥处的水文地理与地质特性进行了介绍,依据"长江流域综合利用规划简要报告"和地方水利规划结合流域防洪、水文特性,采用平面二维水流数学模型法等,对滁河特大桥建成后对流域与河道防洪能力的影响进行了分析计算,并通过大桥建设前后桥身的雍水和河道水流场的计算分析与对比,得出了滁河特大桥建成后对流域与滁河河道防洪能力影响较小的结论,与此同时阐述了滁河特大桥工程设计建设的的合理性,并对大桥建设过程中应当采取的相应防护工程措施提出了建议.     

基于二维水动力模型的溃坝洪水数值模拟研究

【目的】研究水库溃坝洪水影响。【方法】以辛庄水库为例,通过建立二维水动力模型,模拟了不同溃决方案下溃坝洪水演进过程,计算了下游高速铁路处淹没水深、流速、冲刷深度等,分析了溃坝洪水对下游高速铁路的安全运行影响。【结果】水库未溃决时,溢洪道最大下泄洪水能够正常通过铁路涵洞,对下游工程影响较小;水库大坝正面溃决的影响要比侧面溃决的影响大,下游部分铁路路基顶面过水,影响铁路正常运行;大坝溃决后最大流速是未溃决时的2.15～2.48倍,涵洞处最大冲刷深度是未溃决时的1.56倍。【结论】二维水动力模型可较好的模拟溃坝洪水演进过程和淹没范围,研究成果可为水库溃坝洪水灾害预防提供参考和数据支撑。     

考虑紊流效应的深度平均二维模型在澜沧江水质预测中的应用

采用可靠的水动力水质模型对水质进行预测是水污染治理的有效措施。常用的深度平均二维浅水模型因忽略了紊流项的影响,难以准确模拟水流运动,会对水质预测造成影响。鉴于此,本研究构建了考虑紊流效应的二维水动力水质模型,以南木冷河汇入澜沧江段为研究对象,分析不同排污情景下的污染物浓度变化。结果表明,构建的二维水动力水质模型在研究区域具有较好的适用性,排污口设置对水功能水质达标存在不利影响。本研究可为澜沧江水环境保护提供科学依据。     

基于MlKE11水动力模型的大洋河丹东有堤段行洪能力分析

河道现状行洪能力是河道所在地区防洪安全的核心,也是防汛主管管部门汛期指导防汛的重要依据。为分析大洋河丹东有堤段的行洪能力,采用水动力模型MIKE11计算、模拟河道及河网的一维洪水演进过程,准确判断其行洪能力,为保护沿岸居民防洪安全提供理论基础。     

基于多元统计分析的尼洋河水质评价

为研究尼洋河流域水体污染特征,基于2018年汛期(7-9月)和枯水期(1-3月)水体的监测数据,采用主成分分析和相关性分析法对尼洋河汛期与枯水期水体指标污染特征进行了综合评价。结果表明,2018年尼洋河水体主要以有机污染为主,同时存在水体富营养化污染的风险。总体上,研究区汛期水体水质优于枯水期,汛期和枯水期提取的主成分及各监测断面的综合得分排序存在差异,说明汛期降雨及支流对尼洋河干流水质产生一定的影响,且水体指标浓度值在空间上的分布与流域内农业面源污染源的分布有着密切的关系。尼洋河水体质量在时空分布上总体呈现为下游水体水质最优,中游水体污染严重,上游水体水质优于中游劣于下游。     

基于InfoWorks ICM的长江隧道防洪系统评估研究

利用InfoWorks ICM软件以武汉长江隧道为例,建立隧道武昌段及其周边区域的排水系统模型,对2013年7月7日武汉长江隧道渍水事件成功进行了模拟重现。对各匝道入口龟背垫高后的现状管网和高区排水系统改造后的管网进行不同降雨重现期下的模拟,发现将隧道各匝道入口路面龟背垫高0.2m可大大减少隧道积水,现状管网和高区排水系统改造后的管网能承受的最大暴雨重现期分别为4.6年和50年,说明在隧道各匝道入口加高龟背和对隧道高区排水系统的改造确实能极大提高隧道抵御渍水风险的能力,模拟分析的结果可为武汉长江隧道及其周边排水系统的规划改造提供技术支撑。     

人类活动影响下长江上游水沙条件变化趋势

长江是中国最重要内陆水运通道之一.近年来,人类活动(梯级水库建设和人工采砂)严重影响了长江上游河道河床演变规律.通过分析长江上游2005至2017年的水沙实测资料,对比长江上游梯级水库联合运行前后(2012年前后)发现,梯级水库群下游年内水文过程与泥沙输运量受水库群运行的影响较大.梯级水库拦沙作用使长江上游河段年均推移...     

三峡工程对长江河口地区土壤水盐

长江河口地区地势低平，长期以来涝渍和盐碱一直是本区农业生产发展的潜在威胁。三峡工程建成后，由于三峡水库对长江流量的季节性调蓄，将影响河口地区的土壤水盐动态，其影响关系较为复杂数值模拟综合结果表明：秋季积盐量大于春季脱盐量；影响程度由河口沿江向上逐渐减弱，离海越近，影响程度越大；从横向上来看，离江越近，影响程度越大，特别是距江4km范围内的区域，土壤产生积盐和次生盐渍化的可能性更大。     

长江河口地区土壤盐分迁移系数模型研究

通过室内盐分淋洗试验,定期测定剖面电导率,并引入盐分迁移系数K,将土柱分为11个稳定流场,根据物质守恒定律,推导室内土柱盐分迁移系数模型,并利用1stOpt软件进行模型拟合。结果表明,稳定流场条件下,长江河口地区0~40cm土壤逐步脱盐,40~130cm土壤先积盐再脱盐,130~220cm土壤逐步积盐。盐分迁移系数模型拟合相关系数为0.977,决定系数为0.954,均方差为0.039,残差平方和为0.221,可以用来定量描述土壤盐分在稳定流场中的运移变化规律。     

引江济巢工程调水规模研究

巢湖为我国五大淡水湖之一。引江济巢工程是加快巢湖水污染综合治理的一项重要工程措施,具有优化资源配置、改善巢湖水生态环境、发展江湖水运、支撑环湖经济圈发展的重要作用。由新辟菜子湖引江线路和凤凰颈现有线路共同构建引江济巢工程体系,规划近期引江规模为300 m3/s,年新增引水量不低于10亿m3。一般年份在满足供水需要外,可以使巢湖与长江间水量交换基本达到建闸前规模,可有效改善巢湖西半湖水质和抑制蓝藻暴发。     

基于主成分分析法对乌鲁木齐河水质的综合评价

以乌鲁木齐河具有代表性的4个监测断面为例,选取2006年7个指标监测数据（pH值、溶解氧、高锰酸钾指数、五日生化需氧量、氨氮、石油类、挥发酚）。运用主成分分析方法、结合统计软件MATLAB7.0进行分析计算、以乌鲁木齐2006水质监测数据综合评价乌鲁木齐河,结果表明,基于各断面主成分得分排序,高家户桥得分最高是污染最严重的断面,且高锰酸钾指数、五日生化需氧量、石油类是主要污染指标。综合评价可以精确乌鲁木齐河污染指标,划分严重污染区域,为治理乌鲁木齐水环境提供理论依据。     

尼洋河水质沿程变化特征多元统计分析

【目的】了解尼洋河沿程水质状况,分析丰水期干流水体的主要污染指标,科学合理的说明尼洋河流域饮用水源地的水质对人体健康危害程度。【方法】基于2018年丰水期水质监测数据,运用多元统计方法分析了尼洋河干流上10个断面的水质监测指标,同时依据干流各个监测断面的水体指标检测结果,利用系统聚类分析方法将断面所在河流分为3组,监测断面分组结果与尼洋河流域上、中、下游分布基本一致。【结果】第1组水体以有机污染为主,TP与TN的质量浓度较高,水体污染程度较轻,污染源单一;第2组水体受有机污染与重金属多个指标的污染,水体水质较第1组差,污染来源相对复杂;第3组水体水质污染最为严重且污染指标最多。【结论】分析结果与单因子水质评价结果基本一致,尼洋河干流水质随河流方向有改善的趋势。     

黑龙江干流水质评价与预测

为探究黑龙江干流水质对居民生活和农业灌溉用水的影响,选择溶解氧、高锰酸盐指数、氨氮和p H四项监测指标作为研究对象,对漠河北极村、大兴安岭呼玛、黑河和伊春嘉荫四个断面过去一年每周水质监测数据进行预处理,运用物元综合评价模型,对黑龙江干流水质做出综合评价。然后根据监测结果,采用灰色预测模型对相应地区未来26周的各项监测指标进行预测。结果表明:漠河北极村、大兴安岭呼玛断面水质主要为Ⅰ类和Ⅱ类,黑河断面水质主要为Ⅱ类和Ⅲ类,伊春嘉荫断面水质主要呈Ⅰ类和Ⅲ类。漠河北极村、大兴安岭呼玛断面未来26周水质较好,黑河断面高锰酸盐浓度较高,伊春嘉荫断面高锰酸盐与氨氮浓度均较高。研究表明:黑龙江干流水质基本可以满足居民生活和农业灌溉用水需要,运用物元分析法和灰色预测模型对水质进行评价及预测是可行的。