基于水沙两相模型的排放模式对水质影响的模拟研究

发布时间：2017-07-02 09:10

  本文关键词：基于水沙两相模型的排放模式对水质影响的模拟研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：水是生命之源,是人类赖以生存和发展的基础。近年来随着人民生活生产水平的日益提高与不断加快的城镇化城市化进程,水资源的染问题也变得愈发严重,一系列水质问题也日益称为讨论与研究的热点。本文在水沙两相模型的基础上,通过研究长江水域不同排放方式下的水质情况,揭示长江水域的不同排放方式对污染物迁移扩散影响的规律。本文基于Delft3D软件,建立水动力模型,并在此基础上与水沙两相水质模型进行耦合,得到了适合于本文的水动力——水沙两相水质耦合模型,进而对不同排放方式下,长江水域主要的水质参数变化情况进行模拟研究。本文重点研究了COD,总氮以及氨氮的迁移扩散规律,研究得到如下结论:在整个模拟流场的范围内,无论是单点源排放模式,还是双点源排放模式,在河道的模拟流场区域中,污染物的扩散迁移沿着水流方向浓度逐渐降低,沿着江宽方向在污染点中心附近发散以后也越来越低,同时水中的溶解氧浓度随着污染物浓度的降低而逐渐升高。由于作为污染物载体的流体沿着水流方向逐渐由上游流场区域迁移至下游流场区域,因此上游部分污染物(COD、总氮和氨氮)在30min内扩散分布即趋于稳定,下游部分污染物在60min后才可完全趋于稳定。为了优选排放方式,本文分别在整个网格坐标系中选取六个监测点对水质变化情况进行监测,监测结果发现,无论是COD浓度,总氮浓度还是氨氮浓度,仅有上游一个监测点与下游一个监测点出现了部分时段双点源排放处污染物浓度高于单点源污染物浓度的情况。总体来看,依旧是单点源排放模式对水质影响要大于双点源排放模式。从而表明双点源模式排放较于单点源模式排能够将大部分流场区域的污染物浓度降低,使得污染物浓度不至于过于集中,以避免形成较多区域的高浓度污染物,同时也使得河流中低溶解氧区域相对减少,较于单点源排放模式对于水质的负面影响有着较为显著的优势,对环境的影响程度也相对较小,因此双点源排放模式更优于单点源排放模式。本文的研究内容可对长江水环境发展提供支持,研究内容具有较为重要的现实意义与使用价值。
【关键词】：长江废水 排放模式 Delft3D 水质模型
【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】：X143;TV14
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 数值模型研究现状9-10
• 1.1.1 关于泥沙数值模型的研究9
• 1.1.2 关于水质数值模型的研究9-10
• 1.2 基于水沙两相系统的水质研究现状10-12
• 1.2.1 关于河流泥沙对水环境影响的研究10-11
• 1.2.2 关于运用数值模型分析水环境影响的研究11-12
• 1.3 研究目的及意义12-13
• 第二章 数值计算模拟研究概况13-20
• 2.1 Delft3D软件概况13
• 2.2 Delft3D相关模块简介13-14
• 2.3 基于Delft3D的基本方程14-16
• 2.3.1 基本假设14
• 2.3.2 基本控制方程14-16
• 2.4 计算方法16-19
• 2.4.1 常见数值计算方法16-17
• 2.4.2 Delft3D计算方法17-19
• 2.5 数值计算模拟流程19-20
• 第三章 水动力模型设置及模拟研究20-27
• 3.1 物理模型定义20-22
• 3.1.1 定义物理模型区域20
• 3.1.2 网格的生成与建立20-21
• 3.1.3 水动力模拟参数设置21-22
• 3.2 水动力模拟研究22-27
• 3.2.1 模型水位变化的模拟研究22-24
• 3.2.2 模型流速变化的模拟研究24-27
• 第四章 基于水沙两相模型的水质模拟研究27-64
• 4.1 水质模拟参数设置27-28
• 4.1.1 水动力模型与水质模型的耦合27
• 4.1.2 水质指标的选定27
• 4.1.3 水质模块的参数设置27-28
• 4.2 单点源近岸排方对水质影响的模拟研究28-45
• 4.2.1 单点源近岸排放对COD的扩散分布影响模拟研究28-33
• 4.2.2 单点源近岸排放对总氮的扩散分布影响模拟研究33-38
• 4.2.3 单点源近岸排放对氨氮的扩散分布影响模拟研究38-43
• 4.2.4 单点源近岸排放对溶解氧的扩散分布影响模拟研究43-45
• 4.3 双点源近岸排方对水质影响的模拟研究45-64
• 4.3.1 双点源近岸排放对COD的扩散分布影响模拟研究45-51
• 4.3.2 双点源近岸排放对总氮的扩散分布影响模拟研究51-56
• 4.3.3 双点源近岸排放对氨氮的扩散分布影响模拟研究56-61
• 4.3.4 双点源近岸排放对溶解氧的扩散分布影响模拟研究61-64
• 第五章 单点源排放模式与双点源排放模式对比64-83
• 5.1 各监测点上COD分布对比分析64-70
• 5.2 各监测点上总氮分布对比分析70-76
• 5.3 各监测点上氨氮分布对比分析76-83
• 第六章 结论与展望83-85
• 6.1 结论83-84
• 6.2 展望84-85
• 致谢85-86
• 参考文献86-89
• 在学期间发表的论著及取得的科研成果89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 胡国华;黄河泥沙对COD_(Mn)影响的实验研究[J];人民黄河;2000年03期

2 何用,李义天,郜会彩,王家生;泥沙污染水质模型研究[J];四川大学学报(工程科学版);2004年06期

3 邢大韦,张玉芳,粟晓玲,刘明云,蔡明科;中国多沙性河流的洪水灾害及其防御对策[J];西北水资源与水工程;1998年02期

  本文关键词：基于水沙两相模型的排放模式对水质影响的模拟研究，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：509269