南水北调东线鲁北干线水质模拟研究

发布时间：2017-07-06 01:06

  本文关键词：南水北调东线鲁北干线水质模拟研究

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【摘要】：南水北调工程是我国一项重大战略性工程,对解决山东半岛、华北地区水资源紧缺问题具有重要意义。由于东线工程经过南四湖、东平湖,渠线距离长,建筑物多,途径工业发达或农业法密集区,污染源分散、复杂。水环境形势较为严峻。在南水北调长距离的输水调度中,水质能否达标度,是调水成功的关键。在整个东线的调水渠道中,污染源最多的在山东段,而山东段主要集中在南四湖和鲁北干线。胶东干线采用与其它河道采用全立交形式,极大的减少了污染途径。但是鲁北干线与相交河道为平交形式,周围河道、农田均可向干渠排污。因此鲁北干线的水质安全是整个调水系统的水质安全的核心。本文根据鲁北干线的特点,以及污染物运移的特征,建立了鲁北干线污染物运移数值模拟模型,编制了程序。并针对鲁北干线对水温、藻类、BOD、有机磷、氨氮等迁移过程进行了模拟。为比较冬、夏不同季节污染物对输水的影响,进一步模拟了不同季节输水时污染物运移过程。以典型突发水污染事故为例进行了数值模拟,并对不同调控方案仿真模拟,比较调控效果。为保护南水北调的水文生态系统提供参考依据。主要研究内容如下:建立水污染数值模拟模型。水动力模拟分别采用一维恒定流模型和一维非恒定流模型。前者用于正常输水期,后者用于事故应急工况下的模拟。污染物运移采用一维对流扩散方程。根据水污染模拟数值模型编写模拟程序,程序包括恒定流模拟、非恒定流模拟、水污染模拟、源汇项计算、热平衡计算等模块。根据鲁北干线的实际情况和断面水力特性,建立鲁北干线水污染模拟模型。构建水质模型中各源汇项计算方法,设定水污染模拟数值模型的边界条件。通过设定鲁北干线进口(代表东平湖出口水质)水质变化因素,模拟污染物沿程变化过程,分析东平湖出口水质对鲁北干线水质的影响。模拟的污染物指标包括水温、DO、BOD、有机磷、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、有机氮、正磷酸盐等。根据夏、冬季输水的气候条件、水温条件,以藻类为典型污染物,模拟冬、夏不同季节输水时,污染物沿程、断面变化情况。对典型突发水污染事故进行模拟预测;针对突发事件可能出现的不同程度,模拟比较不同的调度方案,为突发水污染事件给予合理建议。
【关键词】：南水北调东线鲁北干线 数学模型 水质模拟
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TV68
【目录】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 绪论11-17
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.1.1 研究背景11
• 1.1.2 研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 水动力模型研究进展13-14
• 1.2.2 水质模型研究进展14-15
• 1.3 研究目标及主要研究内容15-16
• 1.4 技术路线图16-17
• 第二章 工程概况及水力要素17-23
• 2.1 南水北调东线概况17-19
• 2.1.1 南水北调东线山东段工程概况17-18
• 2.1.2 南水北调东线鲁北段工程概况18
• 2.1.3 水环境状况18-19
• 2.2 河道及其断面水力学要素的确定19-23
• 2.2.1 小运河输水河工程19-20
• 2.2.2 七一·六五河输水河工程20-21
• 2.2.3 渠道糙率21
• 2.2.4 综合衰减系数的率定21-23
• 第三章 数学模型的建立23-41
• 3.1 南水北调东线鲁北干线水动力模型23-29
• 3.1.1 恒定流控制方程23
• 3.1.2 非恒定流控制方程23-24
• 3.1.3 Saint-Venant方程组的离散24-27
• 3.1.4 方程组的求解27-29
• 3.2 南水北调东线鲁北干线水质模型29-41
• 3.2.1 一维对流扩散方程31
• 3.2.2 水质方程的离散31-32
• 3.2.3 水质方程的求解32-34
• 3.2.4 水质变量源汇项计算34-39
• 3.2.5 藻类生长模型基本方程及其求解39-41
• 第四章 南水北调东线鲁北干线水质数值模拟41-57
• 4.1 水质标准41-42
• 4.2 典型时段东平湖水质对鲁北段沿线水质影响42-50
• 4.2.1 边界条件设定及模拟过程42-47
• 4.2.2 模拟结果47-50
• 4.3 冬季输水和夏季输水对水质的影响50-53
• 4.3.1 边界条件设定及模拟过程50-52
• 4.3.2 模拟结果52-53
• 4.4 典型水污染事故模拟53-57
• 4.4.1 边界条件设定及模拟过程54
• 4.4.2 典型突发水污染事故一54-55
• 4.4.3 典型突发水污染事故二55-57
• 第五章 结论与建议57-59
• 5.1 结论57-58
• 5.2 建议58-59
• 参考文献59-63
• 致谢63-65
• 附录65

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1 ;南水北调东线关键性控制工程开工建设[J];水利水电技术;2004年12期

2 ;南水北调东线骆马湖至南四湖段江苏省境内工程开工建设[J];南水北调与水利科技;2004年06期

3 杜虹;梅立庚;;南水北调东线东平湖蓄水影响处理工程对生态环境的影响分析[J];海河水利;2006年05期

4 张莉;王慧敏;王璐;;南水北调东线供应链结构及资金流分析[J];人民黄河;2006年11期

5 王丽慧;冯旭松;;南水北调东线一期江苏境内工程勘察设计公开招标探索与实践[J];南水北调与水利科技;2007年04期

6 ;我国开始打通南水北调东线长江水过黄河“咽喉”[J];水利水电快报;2008年01期

7 张莉;王慧敏;杨玮;;南水北调东线作业成本分配模型及实例测算[J];人民长江;2008年03期

8 仇蕾;王慧;王慧敏;刘银;;基于蒙特卡罗的水期权定价模型——以南水北调东线为例[J];统计与决策;2008年23期

9 周明军;张文俊;李瑞;;南水北调东线山东段移民实物调查模式[J];山东水利;2010年06期

10 ;南水北调东线一期工程开工[J];工程机械文摘;2010年04期

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1 张树麟;王会容;朱乾德;;南水北调东线江苏段水污染防治成效研究[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集（第一卷）[C];2011年

2 曲卓杰;于锋学;;南水北调东线山东段工程渠道结构型式、新材料研究[A];第二届全国灌区及水工建筑物防渗抗冻胀技术与生态建设专刊[C];2010年

3 郭秀军;罗辉;王淼;李永顺;李典基;;南水北调东线渠道混凝土衬砌厚度GPR快速无损检测[A];山东地球物理六十年[C];2009年

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1 吴生锋;确保南水北调东线水质[N];扬州日报;2008年

2 记者 何平;南水北调东线明年通水[N];光明日报;2012年

3 记者 张彦彦;确保南水北调东线调水安全[N];济宁日报;2013年

4 记者 刘文;南水北调东线山东段已具备全线通水条件[N];济南日报;2013年

5 记者　 高杰;江苏建立治污资金筹集新机制[N];中国环境报;2006年

6 沈环轩 刘晓东;我省将筹措59亿资金治污[N];江苏经济报;2006年

7 记者　李将辉;南水北调东线治污形势不容乐观[N];人民政协报;2006年

8 姚润丰;防治航运业带来污染[N];中国企业报;2008年

9 李力;南水北调东线京杭运河段航运水污染综合治理[N];经济日报;2008年

10 记者 侯美丽;南水北调东线济南段工程开工[N];中国经济时报;2008年

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1 闫德强;南水北调东线山东段工程风险及其应对研究[D];河海大学;2006年

2 常虹;南水北调东线江苏境内工程管理模式研究[D];河海大学;2005年

3 张亮方;南水北调东线一期工程山东段通信传输系统设计研究[D];山东大学;2012年

4 赵勇;南水北调东线水量调度仿真系统研究与开发[D];西安理工大学;2002年

5 武玉清;南水北调东线山东段信息采集及传输系统研究[D];河海大学;2006年

6 高源;南水北调东线鲁北干线水质模拟研究[D];济南大学;2015年

7 吴炼石;南水北调东线一期工程对南四湖及周边地区环境和经济影响分析[D];山东大学;2012年

8 刘文芳;南水北调东线工程水价系统建模及仿真[D];西安理工大学;2003年

9 田间;南水北调东线济南市区段输水方案研究[D];河海大学;2007年

10 魏晓东;基于Multi-Agent南水北调东线快速调水研究与仿真[D];河海大学;2006年

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本文编号：524203