峡谷分层型水源水库季节性水质响应特征及水质模拟研究
发布时间：2021-04-26 06:27
为研究峡谷分层型水源水库水体热分层的水质响应特征及其变化规律,对西安市黑河金盆水库的水温、溶解氧、叶绿素a、氮磷营养盐及铁锰等水质指标进行持续的现场监测,并且在此基础上研究了扬水曝气系统对水体等温层需氧量的影响及人工强制混合与自然混合的衔接条件。同时运用MIKE3模拟软件建立了黑河金盆水库的三维溶解氧和高锰酸盐指数的水质模型,引入RSMSobol方法探究模型的参数敏感性。得到主要成果以及结论如下:（1）黑河金盆水库属于典型的峡谷分层型水源水库,49月水体处于热分层状态,温跃层及等温层分界明显。热分层稳定时期垂向溶解氧也呈现一定的“氧分层”,底层无氧区域（DO=0 mg/L）厚度最高达到13.82 m,等温层缺氧区域（DO≤2mg/L）厚度也达到了19.63 m。长时间的厌氧环境导致底部沉积物中营养盐及金属离子向上覆水体释放,总氮、总磷浓度最高上升至1.55 mg/L和0.042 mg/L,总铁、总锰浓度最高达到了0.39 mg/L和0.15 mg/L。因此抑制水体内源污染物释放,改善水体溶解氧分层是保障供水安全的关键。（2）对黑河金盆水库水体的相关水质指标进行系统...
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水库热分层及周期性水质演变
1.2.2 原位水质改善技术
1.2.3 水质模型研究进展及现状
1.2.4 水质模型和软件的分类及介绍
1.3 研究主要内容及技术路线
1.3.1 研究的主要内容
1.3.2 技术路线
2.研究方法及模型的建立
2.1 研究对象
2.2 材料与方法
2.2.1 黑河金盆水库监测点及扬水曝气系统分布
2.2.2 原位检测方法
2.2.3 水样采集及实验室检测方法
2.3 模型的研究方法及基本方程
2.3.1 MIKE3软件简介
2.3.2 ECOLab模块简介及耦合方法
2.3.3 计算基本方程
2.3.4 MIKE3软件计算及离散化方法
2.3.5 水质模型基本方程
2.3.6 RSMSobol定量敏感性分析法
3.峡谷型热分层水源水库水质响应特征
3.1 黑河金盆水库热分层特征
3.1.1 黑河金盆水库水质、水情概况
3.1.2 黑河金盆水库热分层特性
3.2 水库分层条件下水质响应特征
3.2.1 持续混合时期水体水质响应特征
3.2.2 热分层时期水体水质响应特征
3.2.3 人工强制混合时期及自然混合时期水质响应
3.3 黑河金盆水库水质因子相关分析
3.4 本章小结
4.金盆水库扬水曝气系统水质改善研究及运行工况优化
4.1 温跃层演变规律研究
4.2 动态分层下金盆水库溶解氧响应特征及等温层需氧量计算研究
4.2.1 等温层需氧量计算研究
4.2.2 动态分层下金盆水库溶解氧响应特征
4.3 人工强制混合与自然混合衔接机制研究
4.4 本章小结
5.黑河金盆水库DO/CODMn模型参数分析及应用
5.1 黑河金盆水库DO/CODMn模型的建立
5.1.1 模型概述
5.1.2 模型的率定和验证
5.2 基于Morris参数筛选的RSMSobol参数分析
5.2.1 Morris参数筛选法
5.2.2 RSMSobol参数敏感度定量分析
5.3 扬水曝气系统充氧效果模拟研究
5.4 本章小结
6.结论与建议
6.1 主要研究成果与结论
6.2 建议与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间主要的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]金盆水库热分层特性及扬水曝气系统运行效果研究[J]. 黄廷林,谭欣林,李扬,龙圣海. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]暴雨径流潜流演变特征及对水源水库水质的影响[J]. 刘日锋,李扬,马卫星,曾康. 供水技术. 2017(04)
[3]三峡澎溪河水-气界面温室气体模型估算及其敏感性分析[J]. 赫斌,李哲,姚骁,郭劲松,陈永柏,李翀. 湖泊科学. 2017(03)
[4]扬水曝气器对水源水库水质改善及沉积物控制[J]. 周子振,黄廷林,李扬,龙圣海,周石磊. 中国环境科学. 2017(01)
[5]水源水库水质污染原位控制与改善是饮用水水质安全保障的首要前提[J]. 黄廷林. 给水排水. 2017(01)
[6]抚仙湖夏季热分层时期水温及水质分布特征[J]. 王琳杰,余辉,牛勇,牛远,张有林,刘倩,吉正元. 环境科学. 2017(04)
[7]溶解氧对湖库热分层和富营养化的响应——以枣庄周村水库为例[J]. 邱晓鹏,黄廷林,曾明正. 中国环境科学. 2016(05)
[8]柘林水库污染物来源及水体分层对水质的影响[J]. 周子振,黄廷林,章武首,马卫星. 哈尔滨工业大学学报. 2016(02)
[9]丹江口水库水质评价及水污染特征[J]. 朱媛媛,田进军,李红亮,江秋枫,刘琰. 农业环境科学学报. 2016(01)
[10]亚热带分层水库固氮微生物时空分布格局[J]. 王丽娜,陈辉煌,刘乐冕,余正,杨军. 生态学报. 2016(18)
博士论文
[1]黄河呼和浩特段动态性水环境容量研究及风险评价[D]. 冯利忠.内蒙古农业大学 2016
[2]暴雨径流潜流对峡谷分层型水源水库水质影响与水质原位改善[D]. 马卫星.西安建筑科技大学 2015
[3]扬水曝气水源水质改善技术研究[D]. 丛海兵.西安建筑科技大学 2007
硕士论文
[1]基于水动力-水质的黄壁庄水库数值模拟研究[D]. 李苏.河北工程大学 2017
[2]峡谷分层型水源水库水质变化特征及水温结构模拟研究[D]. 龙圣海.西安建筑科技大学 2017
[3]周村水库沉积物氮磷释放及扬水曝气控制内源污染的研究[D]. 刘飞.西安建筑科技大学 2016
[4]青草沙水库流场、滞留时间及盐水入侵来源[D]. 陈泾.华东师范大学 2014
[5]WASP模型及其在水库水质模拟研究中的应用[D]. 徐安娜.华北电力大学 2014
[6]气象场驱动下太湖水温及溶解氧的数值模拟研究[D]. 欧阳潇然.南京信息工程大学 2013
[7]石砭峪水库水质和氮磷收支及扬水曝气水质改善研究[D]. 秦昌海.西安建筑科技大学 2013
[8]黑河水库水质变化规律及扬水曝气应用效果研究[D]. 马卫星.西安建筑科技大学 2012
[9]基于生态水文模型的参数估计算法和灵敏度分析算法研究[D]. 刘少博.兰州大学 2012
[10]扬水曝气技术改善黑河水库水源水质的应用研究[D]. 高超.西安建筑科技大学 2011
本文编号：3160914
【文章来源】：西安建筑科技大学陕西省
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水库热分层及周期性水质演变
1.2.2 原位水质改善技术
1.2.3 水质模型研究进展及现状
1.2.4 水质模型和软件的分类及介绍
1.3 研究主要内容及技术路线
1.3.1 研究的主要内容
1.3.2 技术路线
2.研究方法及模型的建立
2.1 研究对象
2.2 材料与方法
2.2.1 黑河金盆水库监测点及扬水曝气系统分布
2.2.2 原位检测方法
2.2.3 水样采集及实验室检测方法
2.3 模型的研究方法及基本方程
2.3.1 MIKE3软件简介
2.3.2 ECOLab模块简介及耦合方法
2.3.3 计算基本方程
2.3.4 MIKE3软件计算及离散化方法
2.3.5 水质模型基本方程
2.3.6 RSMSobol定量敏感性分析法
3.峡谷型热分层水源水库水质响应特征
3.1 黑河金盆水库热分层特征
3.1.1 黑河金盆水库水质、水情概况
3.1.2 黑河金盆水库热分层特性
3.2 水库分层条件下水质响应特征
3.2.1 持续混合时期水体水质响应特征
3.2.2 热分层时期水体水质响应特征
3.2.3 人工强制混合时期及自然混合时期水质响应
3.3 黑河金盆水库水质因子相关分析
3.4 本章小结
4.金盆水库扬水曝气系统水质改善研究及运行工况优化
4.1 温跃层演变规律研究
4.2 动态分层下金盆水库溶解氧响应特征及等温层需氧量计算研究
4.2.1 等温层需氧量计算研究
4.2.2 动态分层下金盆水库溶解氧响应特征
4.3 人工强制混合与自然混合衔接机制研究
4.4 本章小结
5.黑河金盆水库DO/CODMn模型参数分析及应用
5.1 黑河金盆水库DO/CODMn模型的建立
5.1.1 模型概述
5.1.2 模型的率定和验证
5.2 基于Morris参数筛选的RSMSobol参数分析
5.2.1 Morris参数筛选法
5.2.2 RSMSobol参数敏感度定量分析
5.3 扬水曝气系统充氧效果模拟研究
5.4 本章小结
6.结论与建议
6.1 主要研究成果与结论
6.2 建议与展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间主要的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]金盆水库热分层特性及扬水曝气系统运行效果研究[J]. 黄廷林,谭欣林,李扬,龙圣海. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]暴雨径流潜流演变特征及对水源水库水质的影响[J]. 刘日锋,李扬,马卫星,曾康. 供水技术. 2017(04)
[3]三峡澎溪河水-气界面温室气体模型估算及其敏感性分析[J]. 赫斌,李哲,姚骁,郭劲松,陈永柏,李翀. 湖泊科学. 2017(03)
[4]扬水曝气器对水源水库水质改善及沉积物控制[J]. 周子振,黄廷林,李扬,龙圣海,周石磊. 中国环境科学. 2017(01)
[5]水源水库水质污染原位控制与改善是饮用水水质安全保障的首要前提[J]. 黄廷林. 给水排水. 2017(01)
[6]抚仙湖夏季热分层时期水温及水质分布特征[J]. 王琳杰,余辉,牛勇,牛远,张有林,刘倩,吉正元. 环境科学. 2017(04)
[7]溶解氧对湖库热分层和富营养化的响应——以枣庄周村水库为例[J]. 邱晓鹏,黄廷林,曾明正. 中国环境科学. 2016(05)
[8]柘林水库污染物来源及水体分层对水质的影响[J]. 周子振,黄廷林,章武首,马卫星. 哈尔滨工业大学学报. 2016(02)
[9]丹江口水库水质评价及水污染特征[J]. 朱媛媛,田进军,李红亮,江秋枫,刘琰. 农业环境科学学报. 2016(01)
[10]亚热带分层水库固氮微生物时空分布格局[J]. 王丽娜,陈辉煌,刘乐冕,余正,杨军. 生态学报. 2016(18)
博士论文
[1]黄河呼和浩特段动态性水环境容量研究及风险评价[D]. 冯利忠.内蒙古农业大学 2016
[2]暴雨径流潜流对峡谷分层型水源水库水质影响与水质原位改善[D]. 马卫星.西安建筑科技大学 2015
[3]扬水曝气水源水质改善技术研究[D]. 丛海兵.西安建筑科技大学 2007
硕士论文
[1]基于水动力-水质的黄壁庄水库数值模拟研究[D]. 李苏.河北工程大学 2017
[2]峡谷分层型水源水库水质变化特征及水温结构模拟研究[D]. 龙圣海.西安建筑科技大学 2017
[3]周村水库沉积物氮磷释放及扬水曝气控制内源污染的研究[D]. 刘飞.西安建筑科技大学 2016
[4]青草沙水库流场、滞留时间及盐水入侵来源[D]. 陈泾.华东师范大学 2014
[5]WASP模型及其在水库水质模拟研究中的应用[D]. 徐安娜.华北电力大学 2014
[6]气象场驱动下太湖水温及溶解氧的数值模拟研究[D]. 欧阳潇然.南京信息工程大学 2013
[7]石砭峪水库水质和氮磷收支及扬水曝气水质改善研究[D]. 秦昌海.西安建筑科技大学 2013
[8]黑河水库水质变化规律及扬水曝气应用效果研究[D]. 马卫星.西安建筑科技大学 2012
[9]基于生态水文模型的参数估计算法和灵敏度分析算法研究[D]. 刘少博.兰州大学 2012
[10]扬水曝气技术改善黑河水库水源水质的应用研究[D]. 高超.西安建筑科技大学 2011
本文编号：3160914
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