基于OpenMP并行架构的浅水湖泊水动力水质模型研究——以沱湖为例

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作者 吴昊昊 倪晋 +1 位作者 张今阳 曾兰婷 《江淮水利科技》 2024年第6期1-6,11,I0001,共8页

为提高二维水动力水质耦合数值模型在浅水湖泊应用的计算精度和效率,以2018年沱湖水环境模拟计算为例,将OpenMP并行计算技术应用于浅水湖泊二维水动力水质耦合数值模型的开发,引入平均绝对误差、均方根误差和Spearman相关系数三种评价方... 为提高二维水动力水质耦合数值模型在浅水湖泊应用的计算精度和效率,以2018年沱湖水环境模拟计算为例,将OpenMP并行计算技术应用于浅水湖泊二维水动力水质耦合数值模型的开发,引入平均绝对误差、均方根误差和Spearman相关系数三种评价方法,将自研模型与MIKE21模型的模拟结果在精度和速度上进行比较分析。水动力验证方面,自研模型和MIKE21模型与实测值的平均绝对误差和均方根误差分别控制在0.1和0.2 m内,具有较强相关性。在设定单点源污染突发事故情景下,自研模型和MIKE21模拟的各监测点污染浓度变化趋势基本一致,扩散范围误差控制在0.1 m范围内,而且相比MIKE21自研模型的计算速度提升了10倍。研究结果表明浅水湖泊高效水动力水质耦合模型能够实现精度与效率的兼顾,为浅水湖泊水动力水质的模拟分析及水环境质量改善提供技术支撑。 展开更多

关键词 浅水湖泊 OPENMP 水动力水质耦合模型 水质改善

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浅水湖泊群连通与调水的二维水动力-水质耦合模型研究 被引量：12

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作者 黎育红 贺石磊 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2015年第1期21-27,38,共8页

将湖泊群连通并进行引清调水的水环境污染治理模式在浅水湖泊分布比较集中的地区逐渐受到人们的关注。为了探究独立湖泊群相互连通引水后各湖区的水动力水质变化情况,以武汉大东湖生态水网工程的建设为背景,建立了湖泊群二维水动力-水... 将湖泊群连通并进行引清调水的水环境污染治理模式在浅水湖泊分布比较集中的地区逐渐受到人们的关注。为了探究独立湖泊群相互连通引水后各湖区的水动力水质变化情况,以武汉大东湖生态水网工程的建设为背景,建立了湖泊群二维水动力-水质耦合模型。采用适合复杂边界的非结构化网格,考虑湖底地形和气候条件,考虑污染物的输入、迁移和转化,以及蓝藻等浮游生物的生长条件,分别利用东湖2006年6月和2007年6月的野外数据对所建模型进行参数的率定和校核,并利用2012年6月实测数据对3种引水方案与3种连通模式组合情况下湖泊群的BOD5,TP,TN以及Chl-a等生化指标的变化情况进行模拟,对稳定运行30 d后的模拟结果进行比较分析。结果表明:引水工程中,对于水域面积较大的湖泊,风力作用依旧是影响流场的主要因素;同样的引水流量下,不同的调水方案对水质改善结果有较大差别;湖泊群中隔堤的存在会给湖泊污染治理带来困难,而在湖泊群中适当区域设置生态小岛对水质变化过程影响微弱。 展开更多

关键词 浅水湖泊群 水动力-水质耦合模型 调水方案 风生流 情景规划方法

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水动力-水质模型在人工湖优化设计中的应用 被引量：4

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作者 哈佳 顾霜妹 +1 位作者 孟潇 薛海 《人民黄河》 CAS 北大核心 2013年第11期53-55,59,共4页

以青海省德令哈市人工湖为例,介绍了MIKE水动力-水质耦合模型在人工湖引水流量及湖体形态优化设计中的应用情况。通过对人工湖形态的网格划分,在大量模拟方案的基础上,系统模拟了人工湖不同点位的水体交换完成时间,确定了2条引水渠道的... 以青海省德令哈市人工湖为例,介绍了MIKE水动力-水质耦合模型在人工湖引水流量及湖体形态优化设计中的应用情况。通过对人工湖形态的网格划分,在大量模拟方案的基础上,系统模拟了人工湖不同点位的水体交换完成时间,确定了2条引水渠道的引水流量和引水周期;通过人工湖"新"、"老"水体的对流扩散模拟,确定了湖体重污染潜在区域和富营养化高发区,为湖体形态和水体流态的优化提供了重要技术支撑;通过对风场叠加方案的模拟,为工程运行期间换水时机的选择提供了关键的参考依据。 展开更多

关键词 水环境 MIKE水动力-水质耦合模型 人工湖 优化设计

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考虑水质及水动力条件的滨江圩区最优活水方案 被引量：12

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作者 陈俪丹 高成 +2 位作者 陈妍清 暴瑞玲 陈旭东 《水电能源科学》 北大核心 2021年第3期16-19,57,共5页

为探究考虑水质及水动力条件的滨江圩区最优活水方案,以滨江圩区南京团结圩为例,利用MIKE构建一维河网水动力水质耦合模型,在合理确定水动力及水质改善目标的基础上,依据活水水源、活水水量、活水点、达标活水历时、活水调度方式的变化... 为探究考虑水质及水动力条件的滨江圩区最优活水方案,以滨江圩区南京团结圩为例,利用MIKE构建一维河网水动力水质耦合模型,在合理确定水动力及水质改善目标的基础上,依据活水水源、活水水量、活水点、达标活水历时、活水调度方式的变化设计活水方案,分析各方案模拟结果比选最优活水方案。结果表明,同时调引长江水和高旺河水的最优引水规模是东侧各泵站均引水水量25m3/s,南侧各泵站均引水水量10m3/s,最优排水规模是北侧和西侧同时排水,排水规模分别为15、20m3/s,最优调度方式是边引边排。研究成果可为区域河网优化调度提供参考。 展开更多

关键词 滨江圩区 活水 一维河网水动力水质耦合模型 MIKE

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MIKE11模型在浑河流域水质预测中的应用 被引量：27

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作者 常旭 王黎 +2 位作者 李芬 时瑶 张雷 《水电能源科学》 北大核心 2013年第6期58-62,共5页

针对辽宁省浑河流域沈阳段水环境污染严重的现状,应用MIKE11模型构建了流域水动力和水质耦合模型,利用水质实测资料进行了参数率定及模型检验,分析了参数取值的合理性;并研究了不同情景下该流域水质变化趋势及水质改善的效果。结果表明... 针对辽宁省浑河流域沈阳段水环境污染严重的现状,应用MIKE11模型构建了流域水动力和水质耦合模型,利用水质实测资料进行了参数率定及模型检验,分析了参数取值的合理性;并研究了不同情景下该流域水质变化趋势及水质改善的效果。结果表明,模型在率定期和验证期模拟效果均良好,可供水质研究参考并为未来沈阳市污染物排放控制提供理论依据。采用自然增长、社会调控与社会-环境-经济协调发展三种情景进行水质预测,分析了不同发展方式的合理性,结果表明第三种方式最有利于经济环境健康发展。 展开更多

关键词 MIKE11 水动力-水质耦合模型 预测 浑河流域

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考虑水动力条件及水系连通的平原河网圩区畅流活水方案 被引量：1

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作者 王军 蒋煜 +3 位作者 张兰 李扬 孟楠 秦纯 《水电能源科学》 北大核心 2024年第4期39-42,61,共5页

针对平原河网地区水动力条件不足等问题,以嘉兴市新塍镇为例,探究不同畅流活水方案对河道水质的改善效果。构建MIKE11水动力学水质耦合模型,分析“引水/水系连通—水质”驱动响应规律,以NH3-N浓度为主要指标,分析不同活水方案的水质改... 针对平原河网地区水动力条件不足等问题,以嘉兴市新塍镇为例,探究不同畅流活水方案对河道水质的改善效果。构建MIKE11水动力学水质耦合模型,分析“引水/水系连通—水质”驱动响应规律,以NH3-N浓度为主要指标,分析不同活水方案的水质改善效果,并提出优化调控方案。结果表明,集中引水对区域水质改善影响较小,分散设置多个引水点可明显提高水质;直接对水质较差河道进行补水,污染物消减率在8%~30%之间,水质改善效果较明显;合理的水系连通工程可进一步增加畅流活水方案水质改善效果。 展开更多

关键词 平原河网 水动力学水质耦合模型 MIKE11 优化调控方案

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基于MIKE21的小清河感潮河段水质数值模拟研究

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作者 耿玉莹 钱秀红 +3 位作者 金炳琪 潘维艳 徐征和 窦祥洲 《人民黄河》 CAS 北大核心 2024年第10期96-102,共7页

为改善小清河感潮河段水质状况,提高水环境污染防治能力,以小清河感潮河段为研究区,利用MIKE21模型构建水动力水质耦合模型,选择主要超标污染物COD、TN、TP,利用实测水质数据对模型进行率定、验证,并模拟了不同上游来水水质、不同污染... 为改善小清河感潮河段水质状况,提高水环境污染防治能力,以小清河感潮河段为研究区,利用MIKE21模型构建水动力水质耦合模型,选择主要超标污染物COD、TN、TP,利用实测水质数据对模型进行率定、验证,并模拟了不同上游来水水质、不同污染物削减条件和不同水文期突发水污染事故共3种情况下感潮河段水质变化,结果表明:经率定、验证后的水动力水质耦合模型适用于小清河感潮河段;当上游来水为Ⅳ类水时,COD、TP基本达标,TN超标,当上游来水为Ⅴ类水时都不达标,应尽量控制上游来水水质达到Ⅳ类标准,并加强流域水体TN污染治理;削减30%的点源、面源污染能够有效减少COD、TP污染,但对TN改善效果不佳;污染水团在平水期迁移过程中对水体的影响持续时间较长、浓度较大,丰水期污染物迁移速度较快,应急处理时间较少。 展开更多

关键词 感潮河段 MIKE21模型 水质 水动力水质耦合模型 小清河流域

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补水对蠡湖水体透明度改善效果的数值模拟

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作者 吴佩翰 朱海 +6 位作者 徐项哲 鞠茂森 闫世康 杨晨霞 周志博 唐洪武 王玲玲 《水资源保护》 北大核心 2025年第1期186-197,共12页

为客观评估太湖水补水对蠡湖透明度改善效果的影响,由实测资料分析得出了适用于蠡湖的水体透明度(SD)与悬浮物(SS)浓度、叶绿素a(Chla)浓度的相关关系,并利用MIKE 21构建了蠡湖水动力-水质耦合模型,经验证模型精度良好,可用于模拟计算;... 为客观评估太湖水补水对蠡湖透明度改善效果的影响,由实测资料分析得出了适用于蠡湖的水体透明度(SD)与悬浮物(SS)浓度、叶绿素a(Chla)浓度的相关关系,并利用MIKE 21构建了蠡湖水动力-水质耦合模型,经验证模型精度良好,可用于模拟计算;以南部长广溪节制闸及西部五里湖节制闸进水两种典型补水方案为例,分析了蠡湖水体透明度的改善效果。计算结果表明:两种方案均可将蠡湖平均透明度提升至0.8 m以上;南部补水方案使全湖平均透明度提高了0.5 m,好于西部补水方案;适当加大东部出口的出流量可以提高水体透明度的改善效果;补水会导致局部区域悬浮物浓度增加,在补水总流量固定的条件下,适当调控出口流量分配可以有效改善蠡湖水体透明度。 展开更多

关键词 水体透明度 补水 MIKE 21 水动力-水质耦合模型 蠡湖

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面向智慧水务的城市河道水质实时监测系统 被引量：10

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作者 黎育红 史岩 +4 位作者 黄求洪 熊骥 李丹 徐玲 刘棋成 《水电能源科学》 北大核心 2020年第11期50-53,49,共5页

针对城市河道水质监测技术现状,建立了一种面向智慧水务的城市河道水质实时监测系统,以自主研发的SFM600WS浮标水质分析仪自动、连续、准确地监测所研究河道水体水质多参数,以专门的无线数据传输模块实现所采集数据的稳定、远程自动传输... 针对城市河道水质监测技术现状,建立了一种面向智慧水务的城市河道水质实时监测系统,以自主研发的SFM600WS浮标水质分析仪自动、连续、准确地监测所研究河道水体水质多参数,以专门的无线数据传输模块实现所采集数据的稳定、远程自动传输,在所建立的流式大数据平台上实现高效率的水质数据查询和特征提取。同时,构建了通用的水动力水质耦合模型接口,用来模拟所研究河道整体的污染物分布状况。实际应用结果表明,该系统可达到实时、全面监测整个河道水质的目的,实现了智慧水务中水务事件的智慧感知。 展开更多

关键词 智慧水务 流式大数据 SFM600WS浮标水质分析仪 水质实时监测 水动力水质耦合模型

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矿渣堆积对河网水质影响的数值模拟分析

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作者 李文钰 侯精明 +4 位作者 刘占衍 张松 栾广学 杜颖恩 韩占涛 《人民黄河》 CAS 北大核心 2023年第11期95-99,105,共6页

掌握矿山区污染物迁移转化过程对其流域河网水环境的有效治理至关重要。以十堰市小文峪河流域为例,基于水动力水质耦合模型,充分利用各支流矿渣堆属性、流域河网本底特征及地表水、矿洞水、淋溶水的水质和流量监测数据等,构建了基于GPU... 掌握矿山区污染物迁移转化过程对其流域河网水环境的有效治理至关重要。以十堰市小文峪河流域为例,基于水动力水质耦合模型,充分利用各支流矿渣堆属性、流域河网本底特征及地表水、矿洞水、淋溶水的水质和流量监测数据等,构建了基于GPU加速技术的矿山区河网水环境高分辨率数值模型,对小文峪河流域硫酸根离子和铁离子的空间分布进行了数值模拟,并量化分析了小文峪河污染负荷来源。结果表明:所构建模型对矿山区河网水环境模拟效果较好,可以表征硫酸根离子和铁离子空间分布特征及支流与主河道交汇处污染物浓度变化过程;各支流硫酸根离子和铁离子对主河道贡献率由大到小依次为宝泉寺、郭家沟、竹园沟、清石沟、孙家沟,其中宝泉寺和郭家沟硫酸根离子贡献率分别为39.42%和34.36%,铁离子贡献率分别为51.64%和35.10%。 展开更多

关键词 水动力水质耦合模型 水质 GPU加速技术 矿山区河网

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基于Delft3D模型对深圳湾近岸海域污染物迁移模拟 被引量：2

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作者 孙文郡 范博渊 +1 位作者 黎栩霞 徐旭 《海河水利》 2024年第3期22-30,共9页

以深圳市深圳湾近岸海域为研究对象,基于Delft3D软件,建立深圳湾三维水动力水质耦合模型。利用实测数据对模拟结果进行验证,分析深圳湾海域水质时空变化规律。模拟结果表明,深圳湾内的污染物浓度整体较高,浓度分布受潮汐变化敏感性强,... 以深圳市深圳湾近岸海域为研究对象,基于Delft3D软件,建立深圳湾三维水动力水质耦合模型。利用实测数据对模拟结果进行验证,分析深圳湾海域水质时空变化规律。模拟结果表明,深圳湾内的污染物浓度整体较高,浓度分布受潮汐变化敏感性强,不仅受各污染源点源强与流量的影响,而且受湾内的潮汐动力影响,污染物浓度值总体从湾口向湾顶逐渐增大,浓度梯度由外向内递增。 展开更多

关键词 深圳湾 近岸海域 Delft3D模型 三维水动力水质耦合模型 污染物迁移

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柳堰集水库渔光互补工程对水环境影响的数值模拟研究 被引量：5

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作者 张万顺 邓浪浪 +3 位作者 彭虹 刘馨 蒋安娜 周奉 《水资源保护》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1-8,共8页

针对渔光互补工程对水环境的影响缺乏精准量化研究的问题,构建了适用于柳堰集水库的水动力水质水生态工程耦合数值模型,模拟了2020年8月自然现状和渔光互补工程实施后库区水温、化学需氧量、溶解氧、总磷、总氮、叶绿素a的质量浓度时空... 针对渔光互补工程对水环境的影响缺乏精准量化研究的问题,构建了适用于柳堰集水库的水动力水质水生态工程耦合数值模型,模拟了2020年8月自然现状和渔光互补工程实施后库区水温、化学需氧量、溶解氧、总磷、总氮、叶绿素a的质量浓度时空分布,并计算了水体富营养化指数。结果表明:渔光互补工程实施后,柳堰集水库的水温、溶解氧和叶绿素a质量浓度分别下降了0~6℃、0~0.02 mg/L和0~0.0005 mg/L,化学需氧量质量浓度上升了0~10 mg/L;总磷、总氮质量浓度变化趋势在光伏板下伏水域和未布设光伏板水域呈现较大差异性,光伏板下伏水域总磷质量浓度升高了0~0.814 mg/L,总氮质量浓度降低了0~0.125 mg/L;各水质指标在渔光互补工程实施前后的差异随时间推移逐渐减小,入汇口水体富营养化程度显著下降,中央库区灌溉取水口水体富营养化指数提高了5.61~16.00。 展开更多

关键词 渔光互补工程 富营养化 水动力水质水生态工程耦合数值模型 柳堰集水库

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南京市高淳区城市水网水环境改善模拟研究 被引量：4

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作者 黄金凤 宋云浩 董庆华 《中国农村水利水电》 北大核心 2020年第5期68-72,83,共6页

现代城市多面临水质型缺水问题,城市水系多因污染物超标排放、水系不流通导致水质较差,无法达到相应水功能区水质目标。城市水网的构建是解决区域水资源调配不均、水环境不达标的重要手段之一。以南京市高淳区固城湖、水碧桥河、石固河... 现代城市多面临水质型缺水问题,城市水系多因污染物超标排放、水系不流通导致水质较差,无法达到相应水功能区水质目标。城市水网的构建是解决区域水资源调配不均、水环境不达标的重要手段之一。以南京市高淳区固城湖、水碧桥河、石固河、官溪河为研究对象,通过构建一维、二维水动力水质耦合模型,选取COD、NH3-N作为水质指标,模拟不同水资源利用情况下研究区域内水体水质分布情况,评估河湖水网连接对水体水质的改善效果。研究表明,河湖水网健康连通及科学调度可显著改善水体水质。 展开更多

关键词 高淳区河湖水网 水动力水质耦合模型 水质改善

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面向水环境改善的水系调度方案研究——以A联围为例

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作者 汪聪 程树辉 +4 位作者 郭鑫宇 王少伦 沙桐 杨敬畏 宋雅阁 《净水技术》 CAS 2023年第12期147-153,161,共8页

水环境是生态环境建设的重要一环,科学合理的水系调度是维持水环境健康发展的长效保障措施。A联围位于我国南方沿海,属于平原型感潮密集河网地区,拟通过水系调度来提升区域水环境。本研究基于MIKE 11模型软件建立A联围水动力-水质耦合模... 水环境是生态环境建设的重要一环,科学合理的水系调度是维持水环境健康发展的长效保障措施。A联围位于我国南方沿海,属于平原型感潮密集河网地区,拟通过水系调度来提升区域水环境。本研究基于MIKE 11模型软件建立A联围水动力-水质耦合模型,对现状闸门调度方案进行优化,以达到改善水动力、提升水质的效果。模拟计算结果表明,科学合理的水系调度可有效改善区域水环境,在推荐方案下,内河涌氨氮平均浓度较现状调度方案下降约22.11%,河涌达标率提升至85.85%,为实现A联围水质全面达标奠定了技术基础。 展开更多

关键词 水环境改善 水系调度 平原型感潮密集河网区 水动力-水质耦合模型 MIKE 11

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连云港市区水环境改善的河网联合调控

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作者 潘志富 王小青 孙阳 《江苏水利》 2022年第1期29-34,共6页

以连云港市为例,通过构建一维水动力—水质耦合模型,对连云港市区河网联合调控典型情景进行了模拟,分析了市区主要污染物氨氮在不同初始浓度和引水流量条件下,在河道中输移扩散规律,由此提出了面向水环境改善的连云港市区河网联合调控... 以连云港市为例,通过构建一维水动力—水质耦合模型,对连云港市区河网联合调控典型情景进行了模拟,分析了市区主要污染物氨氮在不同初始浓度和引水流量条件下,在河道中输移扩散规律,由此提出了面向水环境改善的连云港市区河网联合调控优化方案建议。为连云港市实现“高质发展、后发先至”提供水环境保障和技术支持。 展开更多

关键词 河网联合调控 水动力-水质耦合模型 污染物输移扩散 连云港市

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