北运河分质水资源优化调配的水质水量联合调度技术,供应,水专项,水体治理与修复
技术简介/摘要
(一)基本原理
针对研究区域水源补给复杂、闸坝众多、水质恶化等典型环境问题,以及城市化、半城市化河流生态功能定位,对国内外河流水量水质联合调度、闸坝生态调度、非点源污染模型等进行了充分调研,在借鉴国内外相关技术研究的成功经验与成果的基础上,从北运河流域河流污染和水资源补给等实际情况出发,确定采用两种生态调度方式:次暴雨调度、生态基流调度,构建了镶嵌闸坝模型的流域水量水质联合调度模型,实现流域水文模型、水动力学水质模型和闸坝模型的有机耦合和无缝集成,解决了多闸坝河流水量水质联合调控的技术难题,模拟和分析不同调度方案的可行性和优劣性,寻求满足河流多目标功能定位的较佳方案,指导流域闸坝的调度。
(二)工艺流程
基于长短嵌套、滚动修正、情景分析、预案生成的调控需求,结合流域闸坝调度需求(防洪调度、生态基流保障等),构建不同时间尺度(次暴雨径流-小时调度、连续暴雨径流-天调度)的分布式非点源污染模型(DWSM模型-小时模拟、SWAT模型-天模拟)、模拟尺度(干流、示范区域)的水量水质耦合模型系统(一维模型、二维模型、一维河网模型)、不同类型(溢流堰、水闸)闸坝调度模型,集成流域径流预报和非点源预测、河道洪水演进和闸坝调控、污染物迁移模拟的水量水质联合调度系统。以水量平衡为基本原理,结合河流生态需水时空特征,建立基于分区、分时段的分质水资源配置方案,构建涵盖水量指标、生态指标、环境指标、富营养化抑制水力控制指标和防洪安全指标的水量水质联合调度评估指标体系,以水量水质联合调度系统为依托,结合流域闸坝生态调度准则和生态基流,由调度方案与水文年组合而成多种调控情景,分析水量水质调控的多目标效果,提出流域分质水量水质调控方案,开发涵盖情境设计、水量水质响应、调度评估的水量水质联合调度方案系统,形成以分质水资源调控、重污染多闸坝河流的流域水量水质联合调度技术。
(三)关键技术
1)闸坝生态调度模式;
2)北运河分质水资源优化调配的水量水质联合调度技术方案;
3)闸坝调控对河流水环境影响评价技术。
推广应用案例
应用单位:北京市通州区水务局
实际应用案例介绍:针对示范区域清水资源不足、来水水质较差,以及水系不畅、水流迟缓、河流自净能力不足等环境问题,开发河流分质水资源调配的水量水质联合调度模型系统,提出保障河流水质改善的水量水质联合调度技术方案,形成保障北关闸-甘棠橡胶坝之间河段景观用水功能的水量水质条件。
水量水质联合调度平台系统在通州区水务局、甘棠坝及师姑庄闸等单位的闸坝日常管理、防洪调度中得到应用,经过近1年的实践应用,系统性能稳定、结果可靠。
河流水动力学-水质耦合模型(水动力学模型、水质模型和闸坝水力学模型)的水量水质调控技术体系,流域分布式水文模型和非点源模型集成的流域水资源模拟技术体系,河段滞蓄能力合理调度的管理技术体系等关键技术,充分利用区域闸坝、河道的调蓄能力,以及用不同水源水质,最大程度的改善河流水质和抑制河流水华爆发,优化区域规划河网,提出河流生态需水保障目标、闸坝调度方案,为新城河流水环境保护和闸坝优化调度提供基础。
工艺流程图: