基于数学模型的寒区河流水量水质联合调控研究

发布时间：2020-03-23 23:31

【摘要】：松花江地处我国寒冷地区,整个流域介于北纬41°42＇—51°38＇之间,其水环境特征与国内其他大河有所不同。松花江干流存在多个河流型水源地,水源地的水质关系到沿岸哈尔滨、齐齐哈尔、吉林、松原等多个重要城市上千万人口的用水安全。每年由工业、农业、生活等排放的大量污水进入松花江,加重了松花江水体污染,增加了发生突发性污染事件的几率。为了给流域水质日常管理提供分析平台,给流域突发性水污染事件应急管理提供技术支撑,本论文做了相关研究,主要包括以下几方面内容： (1)本文根据流域特点建立了松花江干流非冰封期及冰封期水动力水质耦合模型。首先利用多年实测水文、水质资料,建立非冰封期数值模型,模型的重要参数(纵向扩散系数、污染物衰减系数等)的确定采用实地监测和模型率定相结合的方法,利用监测结果分析了Fischer、E1der两种纵向扩散系数经验公式在松花江的适用性,在此基础上,根据冰封期水利要素及水文监测特点,对模型进行改进,建立了适合该地区的冰封期水动力水质模型。 (2)文中对松花江南源第二松花江干流水质问题进行了深入研究,比较了上游来水和支流饮马河对第二松花江干流水质的影响,并进一步预测了各类水质边界条件变化后干流水质的变化。通过评价饮马河水质对干流水质的影响,类推其它流量较小的支流、水质好于饮马河的支流对干流水质的影响。进一步分析了干流上游来水和支流对干流水质改善的影响比重。文中分析了第二松花江丰满水库水量调控措施对下游松原水源地CODcr、氨氮水质的影响。 (3)利用模型对2005年松花江硝基苯水污染事件进行模拟。对污染冰体融化导致的二次污染问题进行研究,通过结冰实验,了解硝基苯在冰冻过程的分配特点,利用冰封期模型对冰体融化过程中残留污染物释放对水质的影响进行了预测。对2010年吉林化工原料桶污染事件进行模拟,对不同污染负荷导致的水质变化情况进行预测。 (4)建立了面向突发性水污染事件的水库群应急调控机制。根据调控机制需要,将干流研究区域划分为5段,分析了各段在不同水量条件下的水流传播规律及水库群对水质的调控规律,模拟研究了10种调控措施在应对硝基苯污染事件中发挥的作用。文中模拟了五种潜在突发性污染事件,根据污染物的类型、发生地点及季节的不同,共采取了25个调度方案,并对调控效果进行了比较和分析。
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：X131.2;TV131.2

【参考文献】