南水北调东线两湖段突发水污染应急模拟研究

发布时间：2021-03-07 20:27

南水北调东线是以扬州附近的长江干流为源头,利用京杭大运河进行河道输水工程,期间流经洪泽湖、骆马湖、南四湖、东平湖,并将其作为调蓄水库。经济高速发展的同时,由于人们重发展轻环保,许多安全配套设施建设不到位,给环境安全造成了极大的隐患,重大突发性水污染事故的频频发生就是这种历史的必然反映,并且此种突发性污染事故不同于一般的环境污染,它没有固定的排放方式和排放途径,都是突然发生、来势凶猛,在瞬间或短时间内有大量的污染物排放,对环境造成了严重的污染和破坏,给人民的生命带来危害、国家财产安全造成重大损失。由于此种突发水污染事故的存在,从而无法保证正常的调水以及供水水质。针对以上问题,本文以南水北调东线段南四湖到东平湖流域(以下简称两湖段)的渠道为主要研究对象,采用一维水力学数值模拟技术,利用DHI-Mike11进行了水动力模拟。利用DHI-Mike11中的AD(水质模块)进行了多种典型突发水污染水质仿真模拟,为突发水污染事故的应急管理提供技术支持和有效的判断,具有较强的理论和现实意义。取得成果包括:(1)南水北调东线两湖段的水质风险调查及分析本研究针对两湖段的河道水质进行风险源调查与分析,根据两湖段污染源的来源、取水口、排污口、污染物的种类及运移等情况,调查影响水质安全的主要污染源和污染物,分析影响水质变化的主要风险源发生的历史事故,选定了渠道中最易发生的非保守型污染物甲醇为污染研究对象,为复杂的长距离输水系统突发水污染的模拟预测提供基本依据。(2)建立南水北调东线两湖段突发水污染水动力学模型在调查评估分析两湖段风险的基础上,建立突发水污染水动力学模型,通过模拟几种典型工况下的水动力学特征,即为对梁济运河与柳长河进行的河道水动力模拟。模型模拟了两种工况分别为正常工况和停泵工况,为河道长距离调水实时监控其的水位与流量的变化以及运移的时间等水力要素提供参考,为河道突发水污染的模拟研究奠定了一定的基础。(3)建立南水北调东线两湖段突发水污染水质模型在水动力模拟的基础上,建立突发水污染水质模拟模型,即一维水质污染物输移转化动态模拟模型(AD模型)。模拟研究污染物的沿程转化规律;污染物在不同来水流量、不同污染位置处的水位变化、浓度变化、流速变化等水质特性;以及应急调控下突发水污染事故。为突发水污染事故的应急调控预测方案提供参考依据。(4)南水北调东线两湖段突发水污染事故的应对措施研究针对各类突发水污染事故,结合沿线具体情况主要研究了在多级泵站和单级泵站的情况下,污染团在不同污染位置、不同来水流量的应急处理方法。另一方面探讨了目前中国预防和应对突发水污染事件的一般应急方法。
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TV68;X52

文章目录

摘要

abstract

第一章绪论

1.1 研究目的与意义

1.1.1 研究目的

1.1.2 研究意义

1.2 国内外现状与进展

1.2.1 水动力模型进展

1.2.2 水质模型进展

1.2.3 突发水污染事故预警及调度研究

1.3 研究背景（南水北调东线两湖段工程）

1.4 研究目标与内容

1.5 技术路线

第二章南水北调两湖段水质风险调查及分析

2.1 风险源调查

2.2 调查流程

2.3 调查方法

2.4 两湖段水污染事故风险源调查成果

第三章两湖段输水水力学仿真模型及应用研究

3.1 引言

3.2 一维水动力模型建模原理及方法

3.2.1 基本原理

3.2.2 水动力学方程组的求解

3.2.3 基于DHI Mike的两湖段输水水力学建模

3.3 两湖段典型输水工况模拟及水力学特性分析

3.4 结论

第四章两湖段突发水污染事故仿真模型及应用研究

4.1 引言

4.2 一维水质模型原理

4.2.1 模型原理

4.2.2 模型模块的选择

4.2.3 对流扩散方程的求解

4.3 典型突发水污染事故模拟及分析

4.4 结论

第五章两湖段突发水污染事故应对措施研究

5.1 引言

5.2 调度措施

5.3 处置措施

5.4 结论

第六章结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

附录

【参考文献】