小流域水环境系统运行特性分析

发布时间：2017-03-28 19:14

  本文关键词：小流域水环境系统运行特性分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文从流域层次的水环境污染控制出发,依据水环境系统基础理论,通过选取流江河渠县段进行水环境系统运行特性研究。论文在调查小流域水环境的自然环境概况、水系空间结构等基本信息的基础上,将流域水环境系统进行概化,分析小流域水环境系统的系统结构,并确定水质响应区域为270km2,河道长度为49.5km。基于流江河渠县段的基本概况,依据渠县多年水文资料及流江河流域水系空间结构,将研究区域划分为13段,选取降雨期(p=5、p=2)和非降雨期作为典型研究工况,研究水动力运行特性。通过计算参数矩阵分析可知：p=5时河道最终输出流量为585.42m3/s,p=2时河道最终输出流量为32184m3/s,且两个工况下各断面流量处于均匀变化状态,呈现逐渐递增的趋势；非降雨河道流量基本无变化。降雨期的流速均比非降雨期的流速大,但降雨期和非降雨期流速均呈现出先递增再逐渐降低的趋势,且该变化趋势与坡度的变化趋势相符。结合污染源分布现状和水动力特性,研究水环境耗氧污染物的降解过程及氧输送特征。建立合理的水质响应预测模型,基于最优化分析,计算3个水力工况下的各个断面的水质运行参数值,降雨期p=5时,k1值范围为：0.16～0.33/d；kN值范围为：0.12～0.30/d；k2值范围为：0.24～0.39/d。降雨期p=2时,k1值范围为：0.13～0.29/d；kN值范围为：0.09～0.25/d；k2值范围为：0.22-0.36/d。非降雨期,k1值范围为：0.09-0.27/d;kN值范围为：0.07-0.23/d;k2值范围为：0.19-0.32/d。从3个数据整体趋势来看,k1.p=5＞k1,p=2＞k1.非降雨期；kN,p=5＞kN,p=2＞kN.非降雨期；k2,p=5＞k2,p=2＞k2非降雨期。结合水质变化参数计算结果,分析研究区域水环境水质,通过分析得出：降雨期比非降雨期河流自净能力强,综合衰减系数大,河流复氧能力较强;各断面的溶解氧浓度均能满足河中鱼类存活最低需氧量的要求。在有污染物入河的条件下,P=5工况期间,断面5之后的河段水质不能满足河中鱼类存活最低需氧量(5mg/L)要求,最终断面的输出溶解氧浓度为274mg/L；p=2工况期间,断面4之后的河段溶解氧含量已低于5mg/L,断面10之后的河段溶解氧浓度陡降,至断面12处溶解氧含量逼近于0；非降雨期,断面2之后的河段溶解氧含量已低于5mg/L,至断面11处溶解氧含量逼近于0,说明降雨期由于地表径流汇入河流,河流流量增大,导致河流径污比增大,这有利于污染物的混合稀释,自净程度相对较快,但结合无污染物入河情况下溶解氧含量分布情况可知,在有污染污染物入河时候,降雨强度较小时,河流稀释和自净能力也不足以降解入河污染物。此外,非降雨期河流流量小、流速小的情况下,河道自净能力严重不足,出现长距离黑臭河段。根据3个工况下水质运行结论,建议采取污染源治理、人工复氧及水体涵养林等措施。
【关键词】：小流域 水环境系统 运行工况 水质预测 特性分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X52
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 研究背景及意义12-14
• 1.1.1 研究背景12-13
• 1.1.2 研究意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-18
• 1.2.1 小流域研究现状14-15
• 1.2.2 水环境容量的研究现状15
• 1.2.3 水质评价及预测的研究现状15-16
• 1.2.4 水污染负荷的分配模式研究现状16-18
• 1.3 研究目的、内容及技术路线18-20
• 1.3.1 研究目的18
• 1.3.2 研究内容18
• 1.3.3 技术路线18-20
• 第2章 小流域水环境系统基础理论20-31
• 2.1 小流域水环境系统20-22
• 2.1.1 小流域20
• 2.1.2 小流域水环境系统结构20-21
• 2.1.3 小流域水环境系统的概化21-22
• 2.2 小流域形状特征22-24
• 2.3 小流域水环境系统运行特征24-31
• 2.3.1 小流域水环境系统水力运行特征24-26
• 2.3.2 小流域水环境系统耗氧及复氧特征26-31
• 第3章 流江河渠县段概况31-43
• 3.1 自然地理概况31-33
• 3.1.1 地理位置31-32
• 3.1.2 气候特征32
• 3.1.3 水文地质32-33
• 3.2 流域水系概况33-35
• 3.2.1 流域水系结构33-35
• 3.2.2 汇水区域地形地貌特征35
• 3.2.3 河道水动力特征35
• 3.3 水环境系统结构35-38
• 3.4 流域水环境质量现状分析38-43
• 3.4.1 流域污染源调查38-41
• 3.4.2 污染负荷统计41-42
• 3.4.3 水环境水质分布特征42-43
• 第4章 流江河渠县段水环境系统运行特性分析43-68
• 4.1 水环境水力工况分析43-47
• 4.1.1 降雨期43-46
• 4.1.2 非降雨期46-47
• 4.2 水环境耗氧与复氧工况分析47-60
• 4.2.1 水环境系统水质变化特征参数的分析47-55
• 4.2.2 计算边界条件的确定55-56
• 4.2.3 水质参数率定56-60
• 4.2.4 计算成果分析60
• 4.3 流域水环境系统特性分析60-65
• 4.3.1 水力特性分析60-63
• 4.3.2 水环境水质分析63-65
• 4.4 小流域水环境问题控制措施65-68
• 结论与建议68-71
• 结论68-69
• 建议69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-74

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