城市景观湖泊水体交换的数值模拟研究.pdfVIP

第 6期 广东水利水电 No．6 2016年 6月 GUANGDONGWATER RES0URCESAND HYDROPOWER Jun．2016 城市景观湖泊水体交换的数值模拟研究术 谭 超，黄广灵，黄本胜 ，邱 静 (广东省水利水电科学研究院，广东省水动力学应用研究重点实验室， 河口水利技术国家地方联合工程实验室，广东 广州 510635) 摘 要：通过水流数学模型模拟城市湖泊流场分布是评估水体交换能力的重要依据。利用二维水动力数学模型研究了惠 州西湖的水动力优化调控方案，探明了惠州西湖各状条件下水动力较差的区域，评估了引水对于惠州西湖湖水动力的改 善程度，并对比了不同方案的的引水效果，进而提出了较好的引水方案。其成果可为惠州西湖和其他城 市湖泊水质改善 工程提供参考和借鉴。 关键词：惠州西湖；水体交换；二维水流数学模型；流场分布 中图分类号：T~143 文献标识码：A 文章编号：1008～0l12(2016)06—0006—06 城市湖泊作为城市中重要的景观元素，对人类 生 期，调节和 改变换水量和换水时间，改善城市湖泊的 活有着重大意义。它既是风光优美，景色宜人的景观 水动力条件，进而增大水体循环速度，改变湖泊的水 工程与旅游胜地，也起到调蓄洪水、防洪减灾、保护 动力学过程 ，缩短水力滞留时问，改善湖泊水环境。 生物多样性、维持生态平衡、保存淡水资源、补充地 为此，本文利用二维水动力模型研究了惠州西湖 下水、调节气候、降解污染物等作用，具有 良好的生 的水动力优化调控方案，发现了惠州西湖状条件下水 态、社会、经济、环境效益 J。然而近年来随着城市 动力较差的区域，评估了引水对于惠州西湖湖水动力 化的急剧发展，城市湖泊的开发强度也逐渐变大，但 的改善程度，并对比了不同方案的的引水效果，进而 是城市湖泊人工设计不够科学，如为满足人们的景观 提出了较好的引水方案，成果可为惠州西湖和其他城 需求，多将湖岸设计成不规则形状，曲折多弯，易出 市湖泊水质改善工程提供参考和借鉴。 现湖泊水体的 “死角”， “死角”中水体流动性较差，得 1 模型建立与方案设计 不到置换，随着使用时期延长，各种污染物发生沉积， 1．1 模型建立 最终导致水质恶化，并扩散到整个湖泊范围；“死角” 1．1．1 基本方程 越多，所 占范围越大，水质恶化也就越快；达不到引 本文采用平面二维水流数学模型进行纳污能力计 算，模型计算方法如下 。 水改善湖泊水质的总体效果。城市湖泊具有水体流动 连续方程 ： 性较差，水域 面积较小、水生生态系统简单、水环境 OH Qs (1) —— 一 … 一 ‘ _ J 容量小、水体 自净能力低、人类活动影响大等特性， + + ： at ax 8v A 一 导致其生态相当脆弱，污染负荷超过水体 自净能力， 运动方程 ： 易引起水生动、植物种类的减少，湖水变黑发臭，造 血 + +Tsx一Tbx