[发明专利]一种感潮河道纳潮补水纳潮量阈值确定方法

说明书

本发明公开了河道治理技术领域的一种感潮河道纳潮补水纳潮量阈值确定方法，开展河道及外海水文、地形、水质、污染物、盐度等基础资料收集与分析；确定河道控制断面及水质提升目标、盐度控制目标；建立感潮河道水动力水质数学模型，模拟计算不同工程治理方案下的水动力水质成果，统计不同治理方案下河道控制断面的纳潮量Q、水质浓度C与盐度P；本发明根据提出的感潮河道纳潮补水纳潮量阈值确定方法，可以确定利用潮汐资源改善感潮河道水环境时的合理纳潮量，为感潮河道工程治理任务和规模的确定提供了关键技术支撑，也避免了纳潮量增加使得咸潮入侵进影响生产生活用水安全的问题。

技术领域

本发明涉及河道治理技术领域，具体为一种感潮河道纳潮补水纳潮量阈值确定方法。

背景技术

利用潮汐资源引入相对优质的外海水源是解决沿海感潮河道水环境问题的重要途径之一。通过清淤疏浚、退养还滩、退耕还滩等工程治理措施增大感潮河道河槽容积，提升河道纳潮能力，增加纳潮量与潮流动力，可有效提高感潮河道河水的稀释、自净和循环能力。但是河道纳潮量增加，潮汐动力增强也会使导致咸潮上溯，咸潮上溯将直接影响地下淡水资源水质情况，部分沿海地区居民生活用水将受到影响。同时，海水上溯还会导致土壤盐渍化，使得灌溉面积和耕地面积减少，影响农业生产。因此，确定科学合理的纳潮量，是感潮河道工程治理措施的重要技术依据，也是利用潮汐资源改善感潮河道水环境问题的关键技术参数。

基于此，本发明设计了一种感潮河道纳潮补水纳潮量阈值确定方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种感潮河道纳潮补水纳潮量阈值确定方法，以解决上述背景技术中提出的增加感潮河道纳潮量可有效提高感潮河道河水的稀释、自净和循环能力，但纳潮量的增加会导致咸潮入侵，影响生产生活用水安全的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种感潮河道纳潮补水纳潮量阈值确定方法，包括以下步骤：

1)开展河道及外海基础资料收集与分析。收集的基础资料包括河道及外海水文、地形、水质、污染物、盐度等监测数据，分析河道特征流量、外海特征潮位、河道水质状况及超标指标等。

2)确定河道控制断面及水质提升目标、盐度控制目标。控制断面宜设置在河道口门附近；河道控制断面水质超标指标为A，浓度为C1，外海水质指标A的浓度为C2，河道水质改善目标浓度为C3，C1＜C3≤C2；河道控制断面盐度控制目标为Pmax，即该断面允许达到的最大盐度。

3)建立感潮河道水动力水质数学模型，模拟计算不同工程治理方案下的水动力水质成果，统计不同治理方案下河道控制断面的纳潮量Q、水质浓度C与盐度P。数学模型的上边界为流量，该流量宜为河道多年平均流量，下边界为潮位过程，该潮位宜为多年平均高潮位过程。工程治理方案宜不少于三组，以得到尽可能多的水动力水质计算成果。纳潮量统计的时段是一个涨潮阶段，水质浓度与盐度统计的是相同时段的最大值。

4)基于不同治理方案下数学模型计算的河道控制断面的纳潮量Q、水质浓度C与盐度P，建立水质浓度C与纳潮量Q、盐度P与纳潮量Q的关系，并进行回归分析，宜采用一元多次方程进行拟合。

5)依据河道控制断面盐度P与纳潮量Q的关系曲线，结合该断面允许达到的最大盐度，确定允许的最大纳潮量Qmax；依据河道控制断面水质浓度C与纳潮量Q的关系曲线，结合该断面水质改善目标浓度C3，确定可以实现该目标的最小纳潮量Qmin。

6)对比分析最大纳潮量Qmax和最小纳潮量Qmin，并以盐度控制优先确定纳潮量阈值Qs。当Qmax＞Qmin时，则纳潮量阈值为Qmin≤Qs＜Qmax；当Qmax≤Qmin时，则纳潮量阈值为Qs≤Qmax。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明根据提出的感潮河道纳潮补水纳潮量阈值确定方法，可以确定利用潮汐资源改善感潮河道水环境时的合理纳潮量，为感潮河道工程治理任务和规模的确定提供了关键技术支撑，也避免了纳潮量增加使得咸潮入侵进影响生产生活用水安全的问题。