河道适宜蜿蜒度的研究与分析 ——以北京市南沙河为例

论文摘要

基于河流生态系统结构功能整体性概念模型和研究区域现状,选取流速、水深、化学需氧量和总磷作为特征性指标,选择基础资料较好的南沙河作为研究对象,通过查询相关文献与现场调查等方式获取基本数据,以AUTOCAD散点构建所选河段的不同平面蜿蜒形态数据组,利用MIKE21与River2D模型,分别进行水动力、水质和鱼类有效栖息地的模拟,将蜿蜒度变化与水深流速多样性、鱼类有效栖息地面积、河道行洪安全、河道水质等相关关系进行量化研究,根据河流平面形态蜿蜒性修复及构建方法中的系统分析法综合考虑上述关系,进而对南沙河所选河段进行适宜性分析,找出其适宜蜿蜒度范围,明确适宜蜿蜒度定义,并对基于蜿蜒度变化的河道整治方法进行了归纳与梳理。研究结果表明,随着蜿蜒度的降低,水深流速多样性逐渐降低,鱼类有效栖息地面积逐渐减小,河道水质状况逐渐变差,然而河道的行洪安全却逐渐提升。综合考虑上述结果,对河道蜿蜒度进行适宜性分析,从而确定了所选河段的适宜蜿蜒度范围为1.3~1.4。由此也明确了适宜蜿蜒度定义,一般的,河道尤其是城市河道往往具有多种功能,在设计时需考虑多方面的要求,如防洪安全、水生生境重建、水质提升、景观格局功能加强等,适宜的河道平面蜿蜒度,应该是综合分析河道平面形态构建时对这些功能上的改善和加强作用而得出的最优蜿蜒度。

论文目录

摘要

abstract

1 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究进展

1.2.1 蜿蜒型河流

1.2.2 河流蜿蜒度

1.2.3 河流蜿蜒度变化的影响

1.3 研究内容

1.4 技术路线

2 理论基础与研究方法

2.1 理论基础

2.1.1 河流生态系统结构功能整体性概念模型

2.1.2 蜿蜒度对水深流速、水质的影响

2.1.3 水力条件对鱼类栖息地的影响

2.1.4 河流蜿蜒性生态意义

2.2 研究方法

2.2.1 系统分析法

2.2.2 MIKE21水动力模型

2.2.3 MIKE21水质模型

2.2.4 栖息地模拟

2.3 研究河段选取及分析

2.3.1 研究区域概况

2.3.2 水文气象

2.3.3 水质状况

2.3.4 生物资源

2.3.5 研究河段分析

2.4 小结

3 河道蜿蜒度构建与水动力水质模型的建立

3.1 不同平面蜿蜒度的构建

3.2 目标鱼类选取

3.3 MIKE21水动力水质模型建立

3.3.1 网格生成

3.3.2 边界条件

3.3.3 参数设定

3.3.4 控制断面位置

3.3.5 模型率定

3.4 River2D模型建立

3.4.1 栖息地适宜度曲线

3.4.2 模型建立

3.4.3 模型率定

3.5 模拟结果

3.5.1 不同蜿蜒度下河道水深流速分布

3.5.2 不同蜿蜒度下鱼类适宜栖息地分布

3.5.3 洪峰流量下流速分布

3.5.4 所选控制断面水质情况

3.6 小结

4 河道适宜蜿蜒度分析

4.1 蜿蜒度变化对河道水深流速多样性的影响

4.2 蜿蜒度与目标鱼类有效栖息地的适宜性分析

4.3 蜿蜒度变化对河道行洪安全的影响

4.4 蜿蜒度变化对河道水质状况的影响

4.5 河道适宜蜿蜒度分析

4.6 基于蜿蜒度变化的河道整治方法分析

4.6.1 蜿蜒度变大的整治方法

4.6.2 蜿蜒度不变的整治方法

4.6.3 蜿蜒度变小的整治方法

4.7 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简介

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 于子铖

导师: 韩会玲,赵进勇

关键词: 蜿蜒度,水动力,水质,鱼类栖息地,行洪安全

来源: 河北农业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地球物理学,水利水电工程

单位: 河北农业大学

分类号: TV147

DOI: 10.27109/d.cnki.ghbnu.2019.000250

总页数: 71

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