环境科学与资源利用论文_基于Mike11的里下河腹

文章目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究进展

    1.2.1 河网水动力模型研究进展

    1.2.2 水质数值模型研究进展

1.3 本文研究内容

1.4 技术路线

第二章 研究区域概况

2.1 自然地理状况

    2.1.1 地形地貌

    2.1.2 水文气象

2.2 水系概况

2.3 社会经济概况

2.4 水质现状

第三章 基于MIKE 11的里下河腹部区一维河网模型

3.1 MIKE11模型简介

    3.1.1 模型的特点

    3.1.2 HD水动力模块

    3.1.3 AD对流扩散模块

3.2 一维河网水动力模型的建立

    3.2.1 河网的概化

    3.2.2 河网断面的选择

    3.2.3 水域面积的概化

    3.2.4 初始条件及边界条件

    3.2.5 糙率的率定

3.3 一维河网水质模型的建立

    3.3.1 模拟水质指标的选定

    3.3.2 初始条件及边界条件的设定

    3.3.3 水质模型的率定

第四章 里下河腹部区引江调度方案研究

4.1 汛期引江调度方案研究

    4.1.1 汛期方案一

    4.1.2 汛期方案二

    4.1.3 汛期方案三

    4.1.4 汛期方案四

4.2 非汛期引江调度方案

    4.2.1 非汛期方案一

    4.2.2 非汛期方案二

    4.2.3 非汛期方案三

4.3 各方案比较

    4.3.1 汛期各方案比较

    4.3.2 非汛期各方案比较

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的研究成果

文章摘要:里下河腹部区地处淮河流域下游,河网水系纵横交错、降雨丰沛,属典型的水网圩区。随着社会经济的发展,水生态环境面临化肥农药与渔业养殖造成严重的面源污染、生产与生活污染日趋严重和湿地功能日益退化三大问题,成为区域社会经济持续健康发展的制约因素。里下河腹部区用水以江都水利枢纽和高港水利枢纽跨流域引长江水为主,优质长江水源经新通扬运河和泰州引江河进入区内以满足生活和工农业生产用水需求。汛期引水工程为保证防洪安全减少或停止引入长江水和非汛期部分时段引水工程因长江潮位低引入区内水量少,是导致里下河腹部区汛期和非汛期部分时段水质恶化的主要原因。本文基于里下河腹部区河道断面资料和水文水质资料,利用MIKE11软件建立水动力模型和水质模型,研究汛期和非汛期沿江水利枢纽优化调度方案,增加水体流动性,解决阶段性水质恶化问题。本文选取2017年1月和9月实测水质资料分别作为典型的非汛期和汛期河流中污染物本底值,据区域内Ⅲ类水水质目标要求,通过防洪安全、引水成本和水质改善效果三方面对不同方案进行对比确定沿江水利枢纽优化调度方案。主要研究成果如下:（1）汛期,区域内水质以Ⅳ、Ⅴ类为主时,对上游引水流量和下游排水量均为200m3/s、300 m3/s、400 m3/s和500 m3/s四种方案进行模拟,各河道典型断面氨氮浓度和高锰酸盐指数分别在20、15、11和9天内降到Ⅲ类水水质标准,驱动水量分别为69120万m3、77760万 m3、76032 万 m3 和 77760 万 m3,兴化站水位分别为 1.248m、1.28m、1.305m 和 1.33m,引水成本分别为449万元、505万元、494万元和505万元。四种方案驱动水量和引水成本差异不大,当引水流量为500m3/s时,兴化水位超过了里下河腹部区的防洪水位。由于400 m3/s引水流量可在较短时间内改善水质且兴化站水位在防洪安全范围内,故为汛期引江调度最优方案。（2）非汛期,区域内水质以Ⅲ类为主、部分区域出现Ⅳ、Ⅴ类水体时,对上游引水流量和下游排水量均为150 m3/s、200 m3/s和250 m3/S（其中100 m3/s为自流引水流量,其余部分为泵站抽引水）三种方案进行模拟,各河道典型断面氨氮浓度和高锰酸盐指数分别在15、13、10天内降到Ⅲ类水水质标准,驱动水量分别为38880万m3、44928万m3和43200万m3,引水成本分别为308万元、393万元和378万元。综合考虑三方面因素,引水流量250 m3/s为非汛期引江调度的最优方案。

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