乡村水系连通的数值模拟研究——以苏南典型村庄为例

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1、学校代码：10286分类号：X522密级：公开UDC：627.4学号：150999乡村水系连通的数值模拟研究——以苏南典型村庄为例研究生姓名：胡如幻导师姓名：杨小丽教授申请学位类别工学硕士学位授予单位东南大学一级学科名称土木工程论文答辩日期2018年6月4日二级学科名称市政工程学位授予日期2016年月日答辩委员会主席吴慧芳教授评阅人S005421-1S005421-22018年6月4日.硕士学位论文乡村水系连通的数值模拟研究——以苏南典型村庄为例专业名称：市政工程研究生姓名：胡如幻导师姓名：杨小丽本论文获国家科技支撑计划项目（2015BAL02B01-01）资助。NU

2、MERICALSIMULATIONOFRURALRIVERSYSTEMINTERCONNECTION--TAKINGTHETYPICALVILLAGEINSOUTHERNJIANGSUPROVINCEASANEXAMPLEAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYHURu-huanSupervisedbyProf.YANGXiao-liDepartmentofMunicipalEngineeringSoutheastUniversityMay2018F

3、inancialsupportedbyNationalScienceandTechnologySupportProgram(2015BAL02B01-01)东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成也不包＾■为获得絲大学献它贿机翻学位或证価使腿的材料。与我—同工作的同志对本研宄所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：〇－＿日期：７；８ｖｉｏ＾东南大学学位论文使用授权声明

4、东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、《中国学术期刊（光盘版）》电子杂志社有限公司、万方数据电子出版社、北京万方数据股份有限公司有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内谷概质论文的内容相－致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布（包聽电子信息形式職）论文的德内容或中、英錢要等部分内容。论文的公布（包括以电子信息形式刊登）授权东南大学研究生院办理。研宂生签名＂：４１２导师签名＾明：揚“摘要摘要平原河网地区水系发达，随着经济发展和人类活动，河流之间原

5、有的联系被打破，水系的连通性变差，加之农药化肥的大量使用，水体富营养化现象时有发生，乡村河道的水环境问题日趋严峻。水生态系统的富营养化不仅取决于水体中营养物质的负荷，水动力条件的影响也至关重要。河网水系连通后，河流水动力条件的改善对水体自净能力和河流水质提升均具有积极的作用。本文以位于常熟市福圩村的沉海圩乡村湿地公园水系为研究区域，基于河道水位、河道断面形状、河流水质等资料，采用水系结构连通度评价体系，对研究区域水系不同结构连通度及不同连通路径下的河流水质状况进行了模拟研究，提出了平原河网地区乡村水系连通设计的准则，为区域水系河道治理、修复和规划等提供理论参考和实际指

6、导。本文主要研究成果如下：（1）环境监测采用RISEN-SFCC超声波测深仪对河道各断面进行高密度测量多点水深，计算绘制河道断面形状，耗时两个月实测河道断面427个。在不同季节对研究区域河网水体进行采样检测工作，发现水体中总氮平均浓度高达3.09mg/L，94%为无机氮；总磷平均浓度0.24mg/L，主要以有机磷形态存在，总氮与总磷浓度均为劣Ⅴ类水体标准，亟需治理。（2）模型构建与模拟分析本研究基于Mike11模型构建了沉海圩河网水系的水动力模型，在水动力模型的基础上依托AD模块和EcoLab模块中的富营养化模板构建了水动力-水质耦合模型，状态变量有氨氮（NH+-3-

7、4-N）、硝氮（NO3-N）、总氮（TN）、磷酸根（PO4）、总磷（TP）、叶绿素a等12个指标，主要模拟指标为总氮与总磷。本文采用水系结构连通度评价方法，结合Mike11模型模拟研究了不同水系结构连通度下河流的水质状况。沉海圩湿地公园河网水体中氮、磷元素的主要存在形态分别为无机氮和有机磷。模拟研究发现：水系环度与TN的降解效果呈正相关，与TP的降解效果呈负相关，河网设计为树状河网（无环路）时TN的降解效果较好，河网设计为水系环度等级为优（0.06~0.08）的环状河网时TP的降解效果较好。河网节点连接率与TN、TP的降解效果呈正相关，节点连接率等级