Delft3D模型在内河航道环保疏浚中的应用研究

发布时间：2017-05-31 20:17

  本文关键词：Delft3D模型在内河航道环保疏浚中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：泥沙的累积增加会对河道的正常作业产生一定的负面影响,甚至导致某些航道断航、某些港区不能作业等局面。与此同时,近年来许多内河航道的底泥污染也十分严重,若不处理,污染物将会重新释放回水中,对水体水质产生恶劣的影响。因而,对内河航道进行污染底泥的环保疏浚亟需展开。虽然环保疏浚可以清除河道的污染底泥,对航道通航及去除底泥污染物方面有很好的帮助,但是疏浚作业本身也会引起底泥的悬浮,以及附着在底泥中的污染物扩散入水体中,对水环境造成污染。因而对疏浚过程中的水环境进行数值模拟,可预测疏浚作业对水环境的影响,为疏浚作业提供合理的理论依据。本文的主要内容是模拟三峡航道疏浚过程中的水环境情况,选取三峡库区典型的淤积河段-忠县皇华城河段进行数值模拟。采用Delft-3D软件,对忠县皇华城河段疏浚过程中的水动力及水质状况进行模拟运算。首先对忠县皇华城河段的水动力进行了模拟,然后在水动力的基础上,取疏浚点为排放口以点源形式排放,模拟了惰性污染物在水体中的迁移扩散情况。本文水动力模拟的内容是忠县皇华城河段2天内的水动力情况,为水质模拟提供基础。将模拟得到的流速分布图与河道的地形深度图比较,会发现流速较小的部分水深较浅,流速较大的部分水深较深,这是因为流速大的部分由于冲刷的作用泥沙淤积较少,而流速较小的部分则因为多年来泥沙的淤积而使水深较浅。模拟结果与实测资料基本符合,可用于进行下一步的水质模拟工作。水动力模拟前期数值流场还不稳定,不能用于以后的水质计算,后期流场计算基本稳定了,可用于之后的水质计算。本文水质模拟的内容是疏浚的12小时过程中的河道水环境变化情况,以及疏浚结束后8天内的河道水环境变化情况,可模拟出疏浚工程进行时对水环境的影响,以及疏浚结束后水体的恢复情况。通过对忠县皇华城河段的水质模拟,可以发现疏浚工程的进行对河道水质环境影响比较明显,尤其是在疏浚地点下方不远处,污染物浓度迅速上升,且上升很多,但是随着水流向下游方向污染物浓度上升得越来越少,且上升得越来越慢。当疏浚工程结束后,忠县皇华城河段的水体水质能够较快得到恢复。疏浚结束一天后污染物浓度基本已恢复到本底值,疏浚的影响基本消除,水体自净能力较好,疏浚工程对水环境的影响可以较快得到恢复。
【关键词】：三峡航道 环保疏浚 数值模拟 水质影响 Delft-3D
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U616
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景与研究意义10-12
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 水环境模型研究进展12-15
• 1.2.1 水环境模型发展历程12-13
• 1.2.2 水环境模型研究现状13-14
• 1.2.3 水环境模型的发展趋势14-15
• 1.3 研究内容与方法15-17
• 1.3.1 研究内容15
• 1.3.2 研究方法15-17
• 第二章 模型的比较与选择17-32
• 2.1 模型的比较与选择17-19
• 2.1.1 Fluent功能和特点17-18
• 2.1.2 Delft3D功能和特点18-19
• 2.1.3 模型的选择19
• 2.2 Delft3D软件简介及应用19-23
• 2.2.1 Delft3D简介及主要特点19-20
• 2.2.2 主要模块介绍20-23
• 2.3 Delft-3D数学模型介绍23-31
• 2.3.1 基本假设24
• 2.3.2 基本方程24-28
• 2.3.3 模型定解条件28-29
• 2.3.4 计算方法29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 三峡库区典型淤积河段水动力数值模拟32-54
• 3.1 三峡库区水环境现状32-36
• 3.1.1 三峡库区地理位置及气象资料32-33
• 3.1.2 三峡库区泥沙淤积现状33-36
• 3.1.3 水环境模拟的典型淤积河段选择36
• 3.2 忠县皇华城河段水动力模拟36-47
• 3.2.1 边界和网格生成37-40
• 3.2.2 深度插值40-42
• 3.2.3 水动力模型参数设定42-47
• 3.3 忠县皇华城河段水动力模拟结果分析47-52
• 3.4 本章小结52-54
• 第四章 疏浚工程对水质的影响数值模拟54-76
• 4.1 水质模型的建立54-58
• 4.1.1 零维水质模型54-55
• 4.1.2 一维水质模型55-56
• 4.1.3 二维水质模型56-58
• 4.1.4 三维水质模型58
• 4.2 忠县皇华城河段水质模拟58-63
• 4.2.1 环保疏浚技术59-60
• 4.2.2 水动力耦合60-61
• 4.2.3 水质模型参数设定61-63
• 4.3 忠县皇华城河段水质模拟结果分析63-74
• 4.4 本章小结74-76
• 第五章 结论与建议76-78
• 5.1 结论76-77
• 5.2 建议77-78
• 致谢78-79
• 参考文献79-82
• 在学期间发表的论文和取得的学术成果82

【参考文献】

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1 雷晓玲;彭小兰;黄媛媛;杨白露;;抓斗式疏浚设备对底泥污染物释放规律的研究[J];环境工程;2015年04期

  本文关键词：Delft3D模型在内河航道环保疏浚中的应用研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：410549