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独流减河宽河槽为天津市北大港湿地自然保护区的重要组成部分,是保证地区生态平衡的重要环境因素,但由于近年来水量缺乏、水体质量恶化,导致了湿地生态系统脆弱。为促进独流减河宽河槽湿地良性发展,利用天津市中心城区南部循环来水和外调引江水,进行生态补水,实施宽河槽湿地生态修复建设,同时采取必要的工程措施,采用“表流近自然湿地和兼氧型稳定塘”水处理工艺,恢复提升湿地的生态功能,进一步提高净水能力,改善循环来水水质,并有利于改善中心城区河道水环境。
本文的研究主要是针对独流减河宽河槽湿地建立水动力模型、水质咸化模型和水质净化模型,进行湿地二维流场模拟计算,分析生态水源保障及循环方案,为湿地生态修复提供技术依据;并对湿地改造建设对独流减河的防洪影响进行评价研究,以确保流域防洪安全和湿地自身防洪安全,提出防洪调度方案。
论文的主要工作及研究成果如下:
(1)搭建独流减河宽河槽湿地二维水动力模型计算,模拟在给定流量条件下的湿地内水流运动趋势,计算小循环设计流量及夏季加大流量下湿地内各区水位及流场分布情况。经测算,湿地年平均处理水量为11467万m3,年平均出水量为9620万m3。
(2)通过建立二维水质咸化模型计算,模拟每年循环期间(4月至11月)及非循环期间(11月至次年4月)湿地水体受土壤盐度影响的盐度分布及出水盐度年内变化。计算出了运行初期湿地内水体含盐量较高,随湿地运行逐渐流出湿地,导致出口处Cl-浓度在5月初呈现峰值,各区平均盐度均远小于湿地运行前初期水体盐度,不会对海河的水生态造成显著影响。
(3)建立了二维水质净化模型,反应模拟植物对污染物的去除作用,模拟湿地在小循环期间各区域的水质变化情况(污染物去除率)及出水水质。经计算,在设计进水和出水水质条件下,宽河槽湿地对高锰酸盐指数、总磷、总氮和氨氮的去除率分别为40%、60%、54%和50%,污染物去除率与国内其他已建成湿地的水平基本持平。
(4)构建了独流减河一维恒定非均匀流模型,推求宽河槽湿地改造实施前后河道设计水位变化,分析对独流减河防洪的影响。经推算独流减河设计行洪水位仍满足进洪闸下水位不超过7.96m的控制条件。北深槽被用于水量调节区后,南深槽平均下泄流量300m3/s,可基本满足独流减河排涝要求。独流减河宽河槽湿地改造建设对行洪排涝及供水产生影响小。
本文的研究主要是针对独流减河宽河槽湿地建立水动力模型、水质咸化模型和水质净化模型,进行湿地二维流场模拟计算,分析生态水源保障及循环方案,为湿地生态修复提供技术依据;并对湿地改造建设对独流减河的防洪影响进行评价研究,以确保流域防洪安全和湿地自身防洪安全,提出防洪调度方案。
论文的主要工作及研究成果如下:
(1)搭建独流减河宽河槽湿地二维水动力模型计算,模拟在给定流量条件下的湿地内水流运动趋势,计算小循环设计流量及夏季加大流量下湿地内各区水位及流场分布情况。经测算,湿地年平均处理水量为11467万m3,年平均出水量为9620万m3。
(2)通过建立二维水质咸化模型计算,模拟每年循环期间(4月至11月)及非循环期间(11月至次年4月)湿地水体受土壤盐度影响的盐度分布及出水盐度年内变化。计算出了运行初期湿地内水体含盐量较高,随湿地运行逐渐流出湿地,导致出口处Cl-浓度在5月初呈现峰值,各区平均盐度均远小于湿地运行前初期水体盐度,不会对海河的水生态造成显著影响。
(3)建立了二维水质净化模型,反应模拟植物对污染物的去除作用,模拟湿地在小循环期间各区域的水质变化情况(污染物去除率)及出水水质。经计算,在设计进水和出水水质条件下,宽河槽湿地对高锰酸盐指数、总磷、总氮和氨氮的去除率分别为40%、60%、54%和50%,污染物去除率与国内其他已建成湿地的水平基本持平。
(4)构建了独流减河一维恒定非均匀流模型,推求宽河槽湿地改造实施前后河道设计水位变化,分析对独流减河防洪的影响。经推算独流减河设计行洪水位仍满足进洪闸下水位不超过7.96m的控制条件。北深槽被用于水量调节区后,南深槽平均下泄流量300m3/s,可基本满足独流减河排涝要求。独流减河宽河槽湿地改造建设对行洪排涝及供水产生影响小。