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南方圩区生态河道建设关键问题研究

专 业: 水文学及水资源
关键词: 南方圩区 生态河道 水生态服务功能 生态河道评价 河道人工湿地 数值模拟 湿地植物
分类号: TV85
形 态: 共 160 页 约 104,800 个字 约 5.013 M内容
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内容摘要


河流是地球生命的支持系统,也是水资源与水生态的重要载体。

过去的几十年,人类对河流的不合理开发利用,导致河流退化,服务功能衰退。

如何利用生态学观念指导河道生态系统的恢复与重建,实现人与河流和谐发展,是新时期新的治河思路。

本文在总结分析前人研究成果的基础上,以南方圩区河道为研究对象,开展了南方圩区生态河道的功能定量分析、生态河道评价及河道人工湿地构建等关键问题的研究。

论文主要内容和取得的成果如下:

(1)建立了南方圩区水面服务功能定量计算模型。

在充分分析南方圩区河道特点的基础上,对南方圩区水面的供水、防洪、滞涝、自净、气温调节、物质生产和生物多样性等7个方面的主要功能进行了分析,并首次建立了各功能与水面率之间的函数关系,实现了水体服务功能计算的模型化,改变了水生态服务功能分析中定性描述居多或采用简单估算方法的现状。

以江苏里下河腹部圩区为例进行了应用与验证表明,计算模型概念明确、计算简便,并具有一定的精度。

(2)建立了南方圩区生态河道评价的指标体系。

通过对河道生态整体性分析,针对目前生态河道恢复建设的生态实践存在的问题,提出了生态河道的概念内涵与特征,将生态河道的生存状态与动态建设过程相结合,建立了南方圩区生态河道评价的指标体系,也给出了指标数据的收集与量化方法。

并通过现有评价方法的比较分析,选择采用了投影示踪法对生态河道进行综合评价,改变了一般方法指标权重确定的主观影响性。

(3)提出了河道人工湿地构建的方法。

根据南方圩区河道的特点,将人工湿地应用于生态河道的恢复与重建,提出了通过河道局部滩地的扩展构建河道人工湿地的方法,并利用河滩“洪没枯出、夏水冬陆”的水位变化实现湿地床体基质的自然化修复。

在此基础上,采用雷诺平均纳维一斯托克斯方程(RANS)和标准κ-ε湍流模型,合理给定边界条件,运用SIMPLEC算法,对河道人工湿地内部水流进行三维数值模拟计算,实现对河道人工湿地尺寸的优化,以消除湿地中水流旋涡和死水区等一些不良水流流态,使人工湿地内获得最佳的水流条件,且湿地面积最大。

并分析了河道人工湿地对河道水流的影响。

(4)提出了河道人工湿地植物优化布局方案。

针对南方圩区河道特点,依据现有湿地植物对河道富营养化元素的吸附利用特性及生长习性研究成果,提出了河道人工湿地植物优化布局方案,为人工湿地最大程度地吸收利用水体污染物及提高水体生物多样性提供基础..……

全文目录


文摘
英文文摘
前言
第一章 绪论
1.1问题提出
1.1.1水资源短缺与水生态环境恶化
1.1.2南方圩区生态河道建设相关研究问题提出
1.2水资源可持续利用与生态水利内涵
1.3研究的目的与意义
1.4国内外相关研究进展
1.4.1生态河道的理论研究
1.4.2生态河道建设的实践
1.4.2生态河道研究理论与实践的不足
1.5本文主要研究内容、技术路线
1.5.1主要研究内容
1.5.2研究技术路线
第二章 南方圩区水体服务功能定量分析
2.1南方圩区的自然特征
2.2生态系统服务功能的内涵
2.2.1生态系统服务功能
2.2.2生态系统服务功能的类型
2.3水体生态系统的特点
2.4里下河腹部圩区概况
2.4.1地理位置
2.4.2地形地貌
2.4.3水文气象
2.4.4河流水系
2.4.5土地利用情况
2.4.6水面变化情况
2.5圩区水体生态服务功能定量计算方法
2.5.1供水功能
2.5.2防洪削峰功能
2.5.3滞涝功能
2.5.4气温调节功能
2.5.5水体自净功能
2.5.6物质生产功能
2.5.7生物多样性产生与维持功能
2.6定量计算公式中有关参数的确定
2.6.1供水功能中的N确定
2.6.2防洪削峰功能中R确定
2.6.3滞涝功能中h的确定
2.6.4水体自净功能中k的确定
2.6.5物质生产功能中P的确定
2.6.6生物多样性产生与维持功能中S的确定
2.7实例应用与验证
2.7.1里下河圩区的供水功能
2.7.2里下河圩区的防洪削峰功能
2.7.3里下河圩区滞涝功能
2.7.4里下河圩区温度调节功能
2.7.5里下河水体自净功能
2.7.6里下河水体物质生产功能
2.7.7里下河水体生物多样性功能
2.8本章小结
第三章 南方圩区生态河道评价
3.1生态河道基本概念与特征
3.1.1生态河道的概念
3.1.2生态河道的基本特征
3.2生态河道与健康河流
3.3生态河道评价的探讨
3.3生态河道评价指标体系建立的原则
3.3生态河道评价指标体系构建
3.3.1指标体系构成
3.3.2指标体系数据资料的收集
3.3.3指标体系的量化
3.3.4南方圩区评价指标体系
3.4.生态河道评价方法
3.4.1评价方法选择
3.4.2投影寻踪评价模型
3.5南方圩区河道生态评价应用
3.5.1研究实例基本情况
3.5.2待评价河道段的综合评价
3.6本章小结
第四章 河道人工湿地优化设计及其对河道水流影响研究
4.1人工湿地应用研究
4.2河道人工湿地的构建方法
4.2.1河道人工湿地的概念
4.2.2河道人工湿地的构建方法
4.3河道人工湿地水流数值模拟的优化计算方案及数学模型
4.3.1均匀设计法拟定计算方案
4.3.2河道人工湿地水流数值模拟数学模型
4.3.3求解方法
4.4应用实例
4.4.1基本资料
4.4.2湿地床体的构建与优化设计
4.4.3人工湿地对河道水流的影响
4.5本章小结
第五章 河道人工湿地植物优化组合
5.1湿地植物的种类与生长特性
5.1.1湿地植物的种类
5.1.2湿地植物的生长习性
5.2人工湿地植物对污染物去除的贡献
5.3河道人工湿地植物的选择与优化组合
5.3.1湿地植物的选择原则
5.3.2河道人工湿地适宜植物的选择
5.3.3河道人工湿地植物的优化组合指标
5.3.4河道人工湿地植物组合方案评价
5.4本章小节
第六章 结论与展望
6.1结论
6.1.1结论
6.1.2主要创新点
6.2展望
参考文献

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中图分类: > TV85 > 工业技术 > 水利工程 > 治河工程与防洪工程 > 治河方法(河道整治)

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