城市河网水环境是制约城市发展,影响城市风貌的重要因素,良好的水环境是经济社会可持续发展的前提,对人类生活状况的改善至关重要。随着城市化进程的加快、人口数量的增多,天津中心城区河网的水质普遍较差,局部河段由于营养盐过甚等原因而暴发水华。针对天津中心城区河网补水效果差、水质不达标的现状,本文根据中心城区河网的地形和连通布局、闸泵工程布局和规模、实测水质数据等多方面信息,采用一维水动力-水质耦合模拟模型对现状补水方案下的水流运动特性及补水效果进行分析与评价。根据水质不达标成因,提出多类型的优化调控方案及水质净化方案,并对其补水程度及水质净化效果加以模拟验证,总结并提出水质改善的综合方案。在此基础上,估算各河道允许的最大排污量及年内水循环的总需水量。本文的研究内容和主要成果如下:1)建立了天津中心城区河网水动力-水质耦合模拟模型。依据数值模拟结果,提取水体流速、水体滞留时间和置换周期、示踪浓度等指标,分析现状补水方案的补水效果;对各二级河道的水质问题进行了汇总,最后得出,无有效补水通道、承接上游排放污水、沿程截污不彻底以及底泥释放污染是天津市中心城区河网水质不达标的主要原因。2)依据水质不达标成因提出了多类型的优化调控策略,对各优化调控方案的补水效果进行模拟分析。提出了用于改善河网水质的物理、化学及生物生态原位净化技术,并对EHBR技术的试验效果及应用效果进行评价。最终提出改变流量配比、增设补水进出口、分时段分区补水、在盲肠河段布置净水装置结合差量周期置换的改善河网水质的综合策略,实现了河网水质水量的联合调控,具有可操作性和实践指导意义。3)估算了各河道允许的最大排污量,总结得出补水水源越好,允许排污量越大,在补水水源相同的条件下,允许排污量取决于河道体积、河道流速、河道流量。计算得出不存在排污时年内水循环所需补水量为4800万m~3,排污等级越大,所需总补水量越大,表明在加大截污力度的前提下可利用有限的补水资源有效地改善天津中心城区河网水质。