[发明专利]一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法

说明书

本发明提供了一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法，包括如下步骤：步骤1，基于MIKE构建河网模型，并通过空间步长控制、地形复核、以时间序列赋值群闸操作的方法，增加模型稳定性和精度；步骤2，确定补水活水方案；步骤3，确定补水过程和补水量。针对感潮河网复杂的水流特性，利用MIKE11模型的HD，AD模块构建了一维水动力与水质模型，模型可直接确定水闸和泵站的规划流量、污染源汇入点流量和浓度，输出河涌各断面的水位过程线及污染物浓度的过程线，为河网区域的补水活水、河道整治项目实施安排提供决策依据，充分利用潮汐动力和现有水闸调度补水，项目运行成本较低，有利于实施，河涌互连成片，改善河涌水环境同时有利于洪水调节。

技术领域

本发明涉及水环境治理方法，特别是一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法。

背景技术

为了深入推进水污染治理工作，提升水环境质量，需对内河涌采取工程与非工程措施进行水环境整治，很多项目所在水系为感潮河网地区，水流受潮汐的影响形成双向往复流，水系纵横交错、水情极其复杂，且水工建筑众多，这些因素都大大增加了水动力模拟的难度，因此采用的数学模型需要既能够模拟其复杂的河道水动力条件，还能够进行水质计算。目前模型应用较多的WASP、QUAL2K、EFDC等，主要应用于水量模拟、污染物的模拟预测等领域，模型均用于模拟河流流量、水位、泥沙输送，并没有进行水质模拟的模块，从而无法科学分析评价利用潮汐动力及泵闸调度的补水量以及补水活水后水环境质量的改善效果。

因此需要建立新的模型进行水环境治理前后的方案策划和效果评估。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于MIKE模型的感潮河网水环境治理方法，包括如下步骤：

步骤1，基于MIKE构建河网模型，并通过空间步长控制、地形复核、以时间序列赋值群闸操作的方法，增加模型的稳定性和精度；

步骤2，确定补水活水方案；

步骤3，确定补水过程和补水量。

优选地，步骤1所述河网模型建模的基本原理包括：

(1)河网模型的控制方程

研究水系属于感潮河网水系，模型控制方程为描述一维非恒定流运动的圣维南方程组：

式中，z为水位；Q为流量；B为过水断面水面宽；q为旁侧入流量；A为过水断面面积；c为谢才系数；R为水力半径；x，t为位置和时间坐标；方程组利用Abbott-Ionescu六点隐式有限差分格式离散控制方程组，该格式在每一个网格点不同时计算水位和流量，按顺序交替计算水位或流量，分别称为h点和Q点；

(2)水工结构物

研究区域建有多个闸泵等水工结构物，MIKE11将水闸作为特殊的汊点进行考虑，描述各种不同类型的水闸的调度，当水闸全开时，该汊点满足简单衔接条件，当水闸关闭或部分关闭时，水闸上下游河段作为边界河段考虑，其边界条件为流量边界，当水闸不完全闭合时根据上下游水位差和水闸的堰流或孔流流量公式计算出过闸流量。

优选地，所述步骤1包括利用水动力HD模块进行项目片区河网水动力计算，利用可控水工建筑物SO模块对河网内的水闸、泵站进行模拟，利用对流扩散AD模块进行水质计算，从而分析评价利用潮汐动力及闸泵调度的补水量及补水活水后水环境质量的改善效果。

优选地，所述步骤1所述构建数学模型包括：相应区域的大河网模型以及相应区域的河网水动力模型，在率定和验证的基础上，利用大河网模型提供边界驱动条件给河网水动力模型，并且将河网水动力模型与大河网模型的对应站点水位和流量进行对比，从而为所述河网水动力模型进行间接验证。