冀西北地区河流水质模型研究及风险评价

发布时间：2020-03-24 17:28

【摘要】：当今由于我国经济的快速发展,逐渐造成了环境污染,其中尤为突出的是水环境污染。冀西北地区主要指位于河北省西北部的张家口市及其部分周边范围,其地处内蒙古高原与华北平原交汇之地,属寒温带大陆性季风气候,全年风多雨少,空气十分干燥,蒸发量较大,年内大多数河流常常出现断流状况。永定河水系位于北京的西南部,整条河流大部分位于冀西北地区,主要支流有壶流河、洋河、桑干河、妫水、清水河等,其中洋河、桑干河在冀西北地区具有一定的代表性,因而选取其作为具体研究对象,建立适合当地的水质模型并为河流水质污染防治和管理提供科学依据,具有现实意义。以此为背景,本学位论文首先对2014年和2015年所选河流各监测断面水质指标进行监测,而为了方便模拟计算,需对河道进行河网概化处理,因此,河道形状概化为水平底坡、梯形断面,为若干个不同断面串联而成的河道,选择河段间距为1000m,概化河道共2条,边界点4个;其次采用近期某年的监测数据及收集到的冀西北地区洋河、桑干河的河流特点建立河流一维水质模型,通过隐式有限差分格式进行离散并采用托马斯的“追赶法”进行求解,使用VC6.0软件进行编程,将计算所得模拟值与实测值进行比较分析,结果为七个监测断面三个水质指标的模拟值与实测值基本一致,大部分的相对误差在±20%以内,整体误差都不超过±40%,故符合水质模型计算精度的要求;再次是对已经建立好的水质模型进行参数的灵敏度分析以及模型的检验,灵敏度分析结果表明影相最大的均为水体流量Q,其次是纵向弥散系数E,而检验的结果为达有90%以上的数点的相对误差小于±20%,全部模拟结果均在±40%范围之内,这对于本课题所研究的河网来说,已令人满意;最后对洋河、桑干河流域规划水平年4月各监测点的水质指标浓度进行了水质风险性评价,三种水质指标的模糊可靠度均在90%以上,风险均很低,故达到地表Ⅱ类水质标准的概率很高。因此可以根据已经建立好的水质模型和已有的断面划分、边界条件、率定的参数及后期普查到的污染源的排放点,计算得到冀西北地区洋河、桑干河流域每一个河段的空间断面在年内任意模拟时刻的浓度值,可以得到不同河段由于污染源排入对水体中污染物浓度时空变化的影响,还可以根据模拟出来的数据以及实际所需的临界水质容许浓度和该地区河流水质功能区的划分对其进行水质风险性评价,找出不可靠的水质风险点,可已通过限值企业的污染物排放或集中附近居民生活污水或控制河流流量等,进一步的进行河流水质的污染防治工作。
【图文】：

技术路线图,河流水质,风险性评价,极限状态

第 1 章绪论复以上建模步骤，再进行检验直到模型精度满足要求为止。（5）河流水质风险性评价。风险评价主要是对研究流域内的风险水质参进行识别、分析、度量以及可能产生的危害进行评价。在河流水质风险性评价中水质的极限状态 Z 通常定义为水体中污染物浓度 c(x)达到水质容许浓度 C 的界点，相应的极限状态数学关系表示为：当 Z>0 时，所研究水体的纳污能力于污染负荷水平，这时河流水质是安全的；当 Z<0 时，所研究水体的纳污能小于污染负荷水平，将发生失效概率事件，就会出现水质超标现象；而 Z=0 极限状态。本课题技术路线图如下图。

断面图,桑干河,洋河,质监

由于入库河流水质的改善影响着官厅水库水质，而如何能持续确保入库水质的好坏是保护官厅水库水质要面临的一个主要问题；近些年张家口市降水量逐年减少，，河水流量不大，导致入库水量越来越少，这是官厅水库所要面临的另一个主要问题[84]。近几年来，政府以及大量研究学者针对官厅水库流域水质存在的这些问题，为了对加强永定河流域水质污染的控制，制定了相关该流域水质污染的控制方案，提出了大量合理可行的流域污染控制管理技术措施，随着张家口市加大对上游洋河、桑干河流域的治理，上游各区县大量污水处理厂的相继建成以及大力加强对各污染企业的治理，该流域河流水质正在逐步得到改善，为官厅水库又一次成为北京市饮用水的备用水源地提供了条件。针对以上问题本课题对洋河、桑干河流域水质进行了监测。图 3-1 为本课题所选流域具体监测断面位置图。其中洋河、桑干河所选 7 个监测断面，其中洋河包括左卫、响水铺、鸡鸣驿以及八号桥四个监测断面，桑干河包括壶流河小渡口、石匣里以及温泉屯三个监测断面，七个断面的具具体监测情况分析如下：
【学位授予单位】：河北建筑工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X52;X820.4

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