生态丁坝对河流水质改善与鱼类栖息地影响的模拟研究

发布时间：2023-06-13 21:20

　　丁坝是河道整治工程中常见的水工构筑物。在河流中修建丁坝能够显著地改变其周围的水流结构,对污染物在水体中的迁移扩散有着重要的影响。然而,鲜有研究对丁坝的自身材料进行改进,使其本身具有一定的污染物吸附降解效率,成为“生态丁坝”。此外,现有研究大多只考虑了丁坝在河流中的单一几何布置参数对河流水动力或污染物迁移的影响,没有考虑不同布置参数之间的关联性或综合影响。因此,通过实验与模拟的方法研究生态丁坝在河道中的水质净化及污染物迁移扩散效果,对河道的综合整治具有重要的理论和现实意义。针对目前缺乏生态丁坝水质净化效果的研究现状,采用生物沸石为丁坝材料制作生态丁坝,构建水槽试验模型,探究不同布设方式的生态丁坝(单丁坝、对口丁坝、错口丁坝)对河流污染物氨氮(NH₃-N)的去除效果。其次,基于水槽试验的数据建立MIKE21生态丁坝模型并将模型应用于江苏省无锡市新吴区徐塘桥河唐家里段支流,基于正交试验探究生态丁坝群的几何布置参数(丁坝挑角、丁坝长度、丁坝间距)对河流水质改善的影响。最后,以徐塘桥河唐家里段干支流交汇区域为研究区域,建立River2D鱼类栖息地模型,探究生态丁坝群对该河段...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 丁坝研究现状
        1.2.2 河流水质模拟研究现状
        1.2.3 河流鱼类栖息地数值模拟研究现状
    1.3 研究思路与内容
        1.3.1 研究思路
        1.3.2 研究内容
第2章 生态丁坝对河流水质净化的试验研究
    2.1 试验设计
        2.1.1 水槽模型装置的搭建
        2.1.2 生态丁坝的制作
        2.1.3 试验仪器与药品
        2.1.4 试验方案
        2.1.5 水样采集与分析
        2.1.6 流速与流量测量
    2.2 试验结果与分析
        2.2.1 天然沸石丁坝与生物沸石丁坝水质净化效果对比
        2.2.2 生态丁坝布设方式与进水流量对水质净化效果的影响
        2.2.3 生态丁坝布设方式对断面平均流速的影响
    2.3 本章小结
第3章 生态丁坝群几何布置参数对河流水质的影响模拟
    3.1 研究区域概况
        3.1.1 地理位置与气候水文特征
        3.1.2 区域水质关键性问题及解决方案
    3.2 正交试验设计
        3.2.1 正交试验因素水平选择
        3.2.2 正交表设计
    3.3 生态丁坝群水质模拟
        3.3.1 MIKE21数学模型及其数值解法
        3.3.2 模拟区域网格剖分
        3.3.3 边界条件与初始条件
        3.3.4 参数率定
        3.3.5 模型验证
        3.3.6 模拟结果与分析
    3.4 正交结果分析
    3.5 本章小结
第4章 生态丁坝群对河流鱼类栖息地影响的数值模拟
    4.1 River2D数学模型
        4.1.1 水动力模型控制方程
        4.1.2 鱼类栖息地模型控制方程
    4.2 模型建立与验证
        4.2.1 模拟区域网格剖分
        4.2.2 边界条件与初始条件
        4.2.3 特征物种及其适宜性曲线
        4.2.4 模型验证
    4.3 模拟结果分析
        4.3.1 水动力模拟结果
        4.3.2 鱼类栖息地模拟结果
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3833318