流域水环境系统模型研究及其应用

发布时间：2022-01-05 23:35

　　目前,中国的流域水环境整体状况已进入大范围生态退化和复合性环境污染的新阶段,污染负荷不断增加、污染治理进展艰难,水污染加剧的态势未能得到有效遏制,发达国家上百年工业化过程中分阶段出现的水环境问题正在中国集中出现。而与此同时,流域水污染问题长期以来缺乏系统性、协同性和创新性的科学研究,水污染控制的技术支撑比较薄弱。流域水污染日益严重的态势尚未得到根本扭转,水环境状况随着社会经济快速发展而下降乃至突变的潜在危险依然存在,伴随我国经济社会的高速发展,资源环境的瓶颈制约与胁迫影响将日益严峻。流域水体污染演化过程的研究是当前制定水环境保护措施的重要依据。流域水污染过程涉及社会经济、污染排放、气候及水资源循环系统变化等诸多因素,其演化机理极为复杂。本文从污染物运动过程的流域尺度上,分析不同区域的污染物汇集、输移及演化过程机理,以理论分析、野外采用、室内模拟试验为手段,建立了不同环境条件下的污染物演化模式及经验公式,同时结合水动力模型、水质模型、生态模型等,建立了基于社会—经济—水文—水环境—水生态多要素耦合的流域水环境系统模型。通过对滆湖水系水环境污染过程的模拟比较,表明该模型具有较好的适应性,为... 

【文章来源】：武汉大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
论文创新点
摘要
Abstract
1. 绪论
    1.1 研究背景与研究意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究进展
        1.2.1 流域水文模型
        1.2.2 面源模型
        1.2.3 水动力水质模型
        1.2.4 能量模型
    1.3 主要研究内容
    1.4 技术路线
2. 流域水环境系统模型理论框架
    2.1 模型理论框架
        2.1.1 总体框架
        2.1.2 社会经济模型框架
        2.1.3 箱体单元模型框架
        2.1.4 水动力水质模型框架
    2.2 流域概化方法
    2.3 模型功能和应用范围
3. 流域水环境系统模型理论体系
    3.1 社会经济模型
        3.1.1 取退水量分析模型
        3.1.2 排污负荷分析模型
    3.2 箱体单元模型
        3.2.1 产汇流模型
        3.2.2 污染物产生/迁移模型
        3.2.3 土壤温度模型
        3.2.4 水箱水量水质模型
    3.3 水动力水质模型
        3.3.1 河网水动力水质模型
        3.3.2 湖泊水动力水质模型
        3.3.3 水温模型
        3.3.4 底泥释放模型
    3.4 箱体与河道交换过程
        3.4.1 陆面与第Ⅰ类水箱交换
        3.4.2 第Ⅰ类水箱与第Ⅱ类水箱交换
        3.4.3 第Ⅱ类水箱与骨干河道交换
    3.5 计算条件
        3.5.1 初始条件
        3.5.2 边值条件
        3.5.3 过程条件
    3.6 模型算法
        3.6.1 箱体单元模型
        3.6.2 水动力水质模型
4. 滆湖水系概况及典型环境过程实验研究
    4.1 自然地理
        4.1.1 区域位置
        4.1.2 地形地貌
        4.1.3 水文气象
    4.2 社会经济
        4.2.1 行政区划
        4.2.2 人口及经济总量
        4.2.3 产业结构
        4.2.4 土地利用
    4.3 水系及水利工程
        4.3.1 水系
        4.3.2 水利工程
    4.4 水功能区划
    4.5 污染源及水质概况
        4.5.1 污染源概况
        4.5.2 现状水质评价
    4.6 流域水环境典型过程实验研究
        4.6.1 静态底泥污染物释放实验
        4.6.2 扰动对底泥污染物影响实验
        4.6.3 植物生长/营养物迁移转化实验
5. 滆湖水系水环境演变模拟
    5.1 流域概化
    5.2 计算条件
        5.2.1 水文气象条件
        5.2.2 社会经济条件
    5.3 模型主要参数
        5.3.1 社会经济参数
        5.3.2 产汇流参数
        5.3.3 产污参数
        5.3.4 能量转化参数
        5.3.5 水动力/水质模拟参数
    5.4 模型验证
        5.4.1 水动力模型验证
        5.4.2 水质模型验证
    5.5 流域水环境响应模拟结果与分析
        5.5.1 污染负荷
        5.5.2 底泥释放量
        5.5.3 箱体单元-河道交换水量
        5.5.4 河网水动力过程
        5.5.5 河网水质
        5.5.6 滆湖流场
        5.5.7 滆湖水质
6. 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 研究展望
参考文献
攻博期间发表的科研成果目录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]两种土壤温度算法的对比分析[J]. 代成颖,高志球,王琳琳,范俊红.  大气科学. 2009(01)
[2]土壤水环境中污染物运移双点吸附解吸动力学模型[J]. 赵颖,梁冰,薛强,刘磊,王永波.  岩土力学. 2007(12)
[3]丹江口水库垂向水温模型研究[J]. 戚琪,彭虹,张万顺,雷少平,熊文.  人民长江. 2007(02)
[4]浅水水体生态修复的数值模拟[J]. 王艳,彭虹,张万顺,陈文祥,冯桃辉.  人民长江. 2007(01)
[5]一种高效实用的河网水动力数学模型研究[J]. 詹杰民,吕满英,李毓湘,江洧.  水动力学研究与进展（A辑）. 2006(06)
[6]流域水文模型研究进展[J]. 石教智,陈晓宏.  水文. 2006(01)
[7]关于河道一维非恒定流水温预测模型的研究[J]. 郝红升,李克锋,庄春义.  四川大学学报(自然科学版). 2005(06)
[8]水质预警预报系统的研究与应用——以汉江武汉段为例[J]. 肖彩,张艳军,彭虹,黄燕华.  贵州环保科技. 2005(03)
[9]船舶螺旋桨射流扰动下的污染底泥起悬研究[J]. 李剑超,胡仁志,王波,王布匀.  环境科学与技术. 2005(02)
[10]一二维耦合温度模型在三峡水库水温中的应用研究[J]. 熊伟,李克锋,邓云,李嘉.  四川大学学报(工程科学版). 2005(02)

博士论文
[1]河流水动力及水质模型研究[D]. 张明亮.大连理工大学 2007
[2]大型水库纵竖向二维水温、水质数值模拟——以糯扎渡水库为例[D]. 张仙娥.西安理工大学 2004
[3]大型湖泊水库平面及垂向二维流场与水质数值模拟[D]. 冯民权.西安理工大学 2003

硕士论文
[1]西安市城区非点源污染负荷初步研究[D]. 齐苑儒.西安理工大学 2009
[2]土壤水分的垂直运动对土壤温度的影响[D]. 王琳琳.南京信息工程大学 2007
[3]河网底泥释放规律及其与模型耦合应用研究[D]. 陈美丹.河海大学 2007
[4]分布式城市降雨径流面源污染模拟及预测研究[D]. 肖彩.武汉大学 2005
[5]城市暴雨径流面源污染影响规律研究[D]. 刘华祥.武汉大学 2005
[6]浅水湖泊二维水流-水质-底泥耦合模型研究与应用[D]. 计勇.河海大学 2005



本文编号：3571259