兼顾排涝标准与水质净化要求的农业圩区最优水面率确定

来源：农业工程学报杂志2022年第3期北京时间：

作者：程吉林,徐兢,汪靓,蒋晓红,高山,

摘要：针对农业圩区的排涝以及水环境问题，该研究以江苏里下河地区为研究对象，以满足里下河圩区设计排涝标准与水质净化要求为目标，构建农业圩区坑塘-排水沟道湿地系统最优水面率数学模型。模型以工程系统总费用现值最小为目标函数，以泵站涝水外排能力与圩内水面率、水面率上下限、水环境容量与圩内坑塘与排水沟道系统的关系（主要包括圩内坑塘沟道湿地系统对总氮、总磷以及铬的化学需氧量的去除率）等为约束条件，以圩内坑塘（湖泊）水面率、排水沟道水面率、外排涝水泵站设计排涝流量为决策变量，采用遗传算法对模型进行求解。对江苏里下河地区阜宁县渠南灌区的圩区河湖与排水工程系统进行实例优化分析可知：当采用明沟排水系统，圩内总水面率为11.35%（其中坑塘、排水沟道系统水面率分别为8.15%、3.20%）、设计排涝模数为0.86 m3/(s·km2)时，工程建设费用现值最小；此时，圩区可达到20年一遇设计排涝标准、且圩外周边水体为V类时，圩内水体可达到IV类水标准。该方法可为同类地区在国土整治、防洪排涝规划、河湖水体净化等提供参考。

关键词：污染, 排水, 水质净化, 农业圩区, 水面率, 优化方法