闸控河段水质多相转化过程模拟及机理研究

发布时间：2017-12-13 16:20

  本文关键词：闸控河段水质多相转化过程模拟及机理研究

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【摘要】：闸坝是辅助人类开发管理水资源的重要工具,它在防洪排涝、拒咸蓄淡、灌溉供水、通航养殖、景观娱乐、生态保护等方面起着积极作用。然而,闸坝的建设,截断了天然河流的连续性,导致水流流速趋缓,河道径流减少,水体自净能力降低,水污染加剧。近年来,闸坝建设的负面效应逐渐凸显出来,造成水污染事故频繁发生、生态与环境持续恶化、生物多样性减少等一系列问题。目前,闸坝建设给河流水资源开发管理、下游地区造成的水污染防治压力等问题引起了社会各界的强烈关注。因此,在这种背景下开展闸控河段水质多相转化过程及机理研究,加强闸控河段水环境系统演化机理研究和水闸调度在水质改善方面的功效评估,对客观认识闸坝在水资源开发和保护中所起的作用,减少水利工程建设所带来的生态与环境风险,具有重要的实际应用价值。本文主要从以下几个方面对闸控河段水质多相转化过程及机理开展了研究:(1)对闸控河段内水质多相转化的机理进行了归纳总结,提出闸控河段水体—悬浮物—底泥—藻类界面水质多相(溶解相、悬浮相、底泥相、生物相)转化驱动模式的整体架构;分析水闸调度对水质多相转化的驱动作用。(2)研制考虑水闸调度作用的水质多相转化数学模型。该模型不但能反映出闸控河段内不同水域的水动力过程空间差异,又能通过建立的描述主导反应过程的数学表达式反映出溶解相、悬浮相、底泥相、生物相水质之间相互转化过程,为对闸控河段水质多相转化过程的仿真模拟提供手段。(3)结合同步监测实验收集的数据资料,对研制的数学模型进行参数率定和验证,并对闸控河段的水动力过程以及不同相态水质之间的物理、化学、生物等反应过程进行模拟,揭示受水闸调控作用后水质在水体—悬浮物—底泥—藻类界面内的重新分配关系及其对水闸调度的响应程度。(4)通过情景分析和数值模拟,分析不同调度方式下污染物迁移转化过程的时空差异,识别不同调度方式下水质多相转化的主导反应机制,并计算出水闸调度对水质多相转化的贡献率大小,进而构建不同物质浓度变化率与主要影响因子之间的量化关系,以揭示闸控河段水环境系统的演变规律。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X52;TV135

【引证文献】

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈豪;闸控河流水生态健康关键影响因子识别与和谐调控研究[D];郑州大学;2016年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张彦;小型人工湖水体富营养化数值模拟及风险概率研究[D];郑州大学;2016年

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本文编号：1285791