[發(fā)明專利]一種平原城市河網暢流活水方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710128848.6
• 申請日: 2017-03-06
• 公開（公告）號: CN106920202B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 李云;范子武;吳時強;謝忱;馬振坤;楊帆;廖軼鵬;烏景秀;柳楊;李小輝
• 申請（專利權）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G06Q50/26
• 分類號: G06Q50/26
• 代理公司: 北京高航知識產權代理有限公司 11530
• 代理人: 陳敏

1.一種平原城市河網暢流活水方法，其特征在于：通過資料收集和原型觀測，構建水量-水質精細化數(shù)學模型和局部二維數(shù)學模型，研究平原城市河網內河網數(shù)值模型及局部區(qū)域河網-管網水質及水動力特性，確定平原城市河網內水功能區(qū)達標方法；其步驟為：

（1）通過資料收集和原型觀測，獲取平原城市城區(qū)內水資源開發(fā)情況、地形數(shù)據(jù)、河道斷面情況、河網流量、河網水動力數(shù)據(jù)和水質數(shù)據(jù)，構建基礎數(shù)據(jù)庫；通過基礎數(shù)據(jù)庫確定河網流量分配，分析河網水體流動性差、易淤積的原因，確定主要滯污段和黑污惡臭段的分布，然后調查主要滯污段和黑污惡臭段的分布特征；水資源開發(fā)情況包括：降雨產流、排洪、相關水文、水質基礎資料及工程規(guī)劃設計資料；地形數(shù)據(jù)包括：地下管網、地表河網、局部積水和平原城市城區(qū)內閘、壩、泵、涵的水利工程分布和特性及運行狀況；水質數(shù)據(jù)包括：河網水質濁度、懸浮物、泥沙和污染物；河網水動力數(shù)據(jù)包括水位、流量、流向、水面坡降和地面坡降；所述的河道斷面情況包括河道斷面地形復核測量和典型斷面水位及流量的原型觀測；

（2）依據(jù)基礎數(shù)據(jù)庫建立水量-水質精細化數(shù)學模型，率定河道糙率和驗證模型精度，并通過改變模型內邊界條件，進行河網水動力特性敏感性分析，確定河網上下游水頭、水體流動特征及片區(qū)河道流量分配特征；

所述的水量-水質精細化數(shù)學模型包括平原城市河網內河網數(shù)值模型及局部區(qū)域河網-管網一體化精細模型和局部二維數(shù)學模型；其構建步驟：

①、通過數(shù)據(jù)庫提取河道斷面情況、河網水質濁度、懸浮物、泥沙狀況；提取河網水動力數(shù)據(jù)，包括水位、流量、流向、水面坡降和地面坡降；分析河網水量分配關系以及河網水體流動性差、易淤積的原因，分析并確定河網內滯污段的分布及原因；對平原城區(qū)河網內閘、壩、泵、涵的水利工程的分布和特性及運行狀況和調度原則進行調查；

根據(jù)主要滯污段和黑污惡臭段的分布特征的調查評價，確定主要的污染物及其存在形態(tài)；采用模擬模型和N、O同位素示蹤相結合的方法，解析污染負荷的空間來源及其占比；分析遷移轉化過程中COD降解系數(shù)和N的轉化效率，建立河道水質對入河污染負荷的響應關系；通過現(xiàn)有水系、景觀單元布設監(jiān)測點，開展負荷通量監(jiān)測計算；根據(jù)污染負荷來源、存在的形態(tài)、所占的比例以及河道水質對入河污染負荷的響應關系，提出污染負荷削減方法；

②、通過對平原城市河網及周圍片區(qū)水動力現(xiàn)狀分析，建立平原城市河網內河網數(shù)值模型及局部區(qū)域河網-管網一體化精細模型；

③、通過構建局部二維數(shù)學模型進行方案效果計算與分析，通過對各阻水工程方案的流場特征、上下游水位雍高、對防洪、排澇、通航、景觀的綜合影響分析，構建局部二維數(shù)學模型；

（3）通過水量-水質精細化數(shù)學模型和污染負荷來源解析，確定對調水水資源進行總體分配、對尾水線路進行總體規(guī)劃用以確定平原城市河網內水功能區(qū)達標的具體措施；

（4）根據(jù)河網流量分配特征和水力敏感性程度特征，確定配水工程的具體位置、類型和規(guī)模，并通過構建局部二維數(shù)學模型進行配水工程方案效果計算與分析，通過對各配水工程方案的流場特征、上下游水位雍高、礙航、景觀影響的綜合分析，提出優(yōu)質配水工程方案；

（5）結合水量-水質精細化數(shù)學模型、污染負荷來源消減方法和配水工程方案效果計算與分析，綜合評估水功能區(qū)達標措施帶來的防洪安全、環(huán)境改善及城市旅游、景觀、通航的長效影響。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種平原城市河網暢流活水方法，其特征在于：所述的平原城市河網內水功能區(qū)達標措施的確定步驟：

①、根據(jù)對基本資料分析及污染物和污染源分析，制定調水水源配置方案，規(guī)劃尾水線路；

②、利用水動力學模型進行水量水質優(yōu)化調度；根據(jù)建立的水量-水質精細化數(shù)學模型，對已有調水方案進行優(yōu)化；充分利用江河納潮量、過境水資源或上游優(yōu)質水源作為調水水源，制定科學調水方案，模擬不同潮位、水質及不同調度方式情況下河網水系流動性及水質變化情況，優(yōu)化完善調水路線、調水時機、閘泵開度和調度組合，通過合理調度提升水功能區(qū)水質達標率；

③、對上述措施取得的綜合效果進行評價。