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天津市洪水资源化对策研究

张亚  
【摘要】:天津市水资源严重短缺,随着经济的发展,水资源供需矛盾将更为突出。以往“入海为安”的单纯防洪思想造成了有限水资源的严重浪费。如能利用洪水的资源特性,适当分蓄洪水,对缓解天津地区的缺水状况和促进水资源的合理布局将具有重要的理论和实际意义。 本文以天津市北系河网为例,对洪水资源利用所涉及的问题进行了较为全面的研究和探讨。论文的主要研究工作及成果如下: (1)河道洪水演进过程及蓄滞洪区蓄水过程研究。利用一维河网非恒定流数学模型对天津市北系河网进行了计算,模拟了包括潮白新河、北运河、永定新河、青龙湾减河四条河流的河网,研究了不同频率洪水下各河道洪水演进过程以及黄庄洼、大黄堡洼、西七里海、淀北四个蓄滞洪区的蓄水过程。蓄滞洪区的蓄水过程考虑了河道上游边界的来水情况、下游潮位引起的海水上溯、各蓄滞洪区淹没的经济损失以及最大允许蓄量等问题。与目前洪水资源化的研究多为概念上的论述相比,该部分内容将洪水资源化研究具体到了量化的层面。 (2)蓄滞洪区蓄水过程三维动态演示及蓄水量和淹没面积计算。利用ArcGIS9.0为开发平台,采用COM(组件对象模型)技术,结合编程语言VisualBasic对ArcGIS9.0提供的Arcscene进行了二次开发,建立了蓄洪三维动态演示模块。所建三维演示模块能计算蓄滞洪区不同水位下的蓄水量和淹没面积,为评估蓄洪损失提供了一个简单、有效、快速的途径,并在形象性和直观性上弥补了传统二维可视化的局限性。 (3)蓄滞洪区蓄水评价及蓄水优化研究。根据天津市蓄滞洪区的工农业生产现状以及不同高程蓄滞洪区的资产状况,对不同淹没程度下各蓄滞洪区的经济损失和效益进行评价,并给出最佳的蓄水方案。提出了考虑蓄滞洪区的淹没损失、防洪效益、供水效益和生态效益等指标,以蓄洪的综合效益最大为原则,采用模糊识别理论进行方案优选,确定最优蓄水位的方法。 (4)汛期排浑蓄清,河道行洪冲污研究。为实现依河道水质优劣控制汛期蓄水时间,从而蓄到“好水”,提出了行洪冲污的观点。建立了河道水动力学和水质耦合计算模型,研究不同重现期洪水时河道中污染物的输移扩散规律,确定蓄水时间。重点分析了永定新河在不同来水情况下河道中的水质变化情况及冲污时间,为向蓄滞洪区和海洋水库分洪蓄水提供参考。 (5)海洋水库蓄水水质盐度研究。结合天津市海挡防护规划,提出了在永定新河河口规划的人工泻湖可兼作海洋水库。并利用三维水动力和水质耦合模型,从蓄水盐度方面探讨了在汛期将人工泻湖作为蓄淡水库的可能性。以20年一遇洪水过程为例,给出了相应不同蓄水方式条件下水库水质的变化过程;同时,探


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