广州市车陂涌调水补水的水质改善效应研究

发布时间：2020-08-07 17:30

【摘要】：城市化和经济的快速发展,大量的生活污水和工业废水排入河道,在枯水季节城市河道面临严峻的水环境和水景观问题。随着水生态文明建设的大力推进,很多城市在治污截污的基础上采用调水补水措施改善河流水环境及生态景观。车陂涌是广州市天河区的一条河涌,其枯水期的补水量主要是从珠江前航道抽水引至长虹调蓄湖后再放水补给。由于长虹湖调蓄库容有限,且还要同时给其它河涌补水,因此需研究车陂涌补水的水质改善效应,为车陂涌补水方案优化修编提供依据。本文分别从水质调查评价分析与水质模拟两条途径开展研究,其研究内容及结论如下:(1)车陂涌补水河段水质调查及评价分析。通过现场采集水样检测得到水质指标(氨氮、总磷、溶解氧、氧化还原电位、透明度)数据,结合模糊综合评价方法对车陂涌水质进行评价分析;并综合考虑生活源、工业源、畜禽养殖用水对河段沿程入河污水水量及浓度进行估算。研究结果表明:未补水、补水工况下水质标准皆为劣V类水,但在补水工况下劣V类水隶属度下降,I~V类水隶属度明显上升,说明水质在一定程度上有所改善;根据入河污染物的估算,车陂涌现状存在一定量的入河污染物。因此为改善河涌水环境,长虹湖补水十分必要。(2)车陂涌一维水动力水质耦合模型构建。基于研究区域数据资料构建一维水动力水质模型,上游流量-水质边界、下游水位-水质边界采用现场采集数据,面源流量-水质边界采用河段沿程估算入河污水水量及浓度。利用实测数据与模拟值的相对误差及NSE系数验证模型准确性及适用性,结果表明所构建模型能够很好反映车陂涌水动力及水质变化规律及趋势。(3)涌口潮汐规律分析。车陂涌现状补水无法满足全天补水条件,且未考虑下游潮汐规律(补水方案优化需要结合下游潮汐规律)。本文采用模糊聚类-模糊c均值算法推求涌口潮汐规律(四个特征潮位及发生时间),为模型提供下游水位边界,此处以枯水期11月份为例推求车陂涌涌口潮汐规律。(4)补水方案模拟及分析。通过现状补水工况的模拟,分析其存在问题,由此提出三种补水方案(小流量-长历时的恒定补水方案、非恒定流量补水方案、增设补水点的方案),针对三种补水方案分别拟定一系列工况并模拟分析。研究结果表明:方案一小流量-长历时补水方式对上游河段水质改善效果较优,中下游河段无改善效果或水质变差;方案二采用非恒定流量补水方式对河涌整体水质改善效果较优;方案三增设补水点无法改善河涌水流态,水质改善效果不佳。研究结果表明:水质改善效果方案二优于方案一,方案一优于方案三。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X52
【图文】：

广州市天河区,地理位置

第二章研究区域概况2.1 自然概况2.1.1 区域自然地理概况车陂涌是广州市天河区最长的河流[39]，广州市位于广东省中南部，是西江、北江东江三江汇合处，毗邻珠江。广州市南邻东莞市与中山市，北靠清远市，西邻佛山市隔海与香港、澳门相望。地理坐标东经 112°57'~114°3'，北纬 22°26'~23°56'。天河区是广州市新城中心，东到玉树尖峰岭，吉山狮山，与黄埔区相连；南到珠江，与海珠区隔江相望；西从广州大道、杨箕、先烈东路、永福路、沿广深铁路方向达登峰，与越秀区相接；北到筲箕窝，与白云区和黄埔区相接，行政区域总面积约 137.38km2。广州市天河区地理位置图见图 2-1。

广州市车陂涌调水补水的水质改善效应研究

车陂涌流域图

示意图,补水工程,示意图,补水

图 2-3 三涌补水工程示意图（2）补水流量在不考虑三涌补水工程补水条件下，沙河涌现状补水水源为上游耙齿沥水库，车陂涌现状补水水源为上游龙洞水库，猎德涌上游虽与华南理工大学三个湖泊相连，但由于校方景观用水需求，在校内设置闸门，无法给猎德涌补给水源。为保证三条河涌堰上 10~12cm 水位，猎德涌、沙河涌、车陂涌分别需要 1.2m3/s、2.25m3/s、1.80m3/s 补水流量，按照 10%富裕量考虑，“三涌补水”工程设计需水流量5.775m3/s[41]。三条河涌补水方式不同，长虹湖通过长虹泵站及埋管方式向沙河涌、猎德涌补水，车陂涌临近长虹调蓄湖，采用自流管补水。（3）东圃泵站及长虹泵站根据三涌补水工程设计需水流量，综合考虑输水管道设计的水头损失及静扬程（东圃泵站进水池水位与长虹调蓄湖出水池水位差），计算东圃泵站总扬程。根据总扬程及设计需水流量选择泵机型号及机组，环城干线输水管道采用内径 1.8m 钢管，东圃泵

【参考文献】