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北大港水库水质安全研究

作　者: 朱慧芳
导　师: 高学平
学　校: 天津大学
专　业: 水力学及河流动力学
关键词: 北大港水库水质安全水质数值模型底泥污染物释放氯离子浓度
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

水质安全是经济和社会可持续发展的基础。随着外源污染控制技术的不断发展和治理技术的不断提高,内源污染治理问题受到了决策者和科研工作者的极大关注。当底泥上覆水体污染物含量减少或水体受到扰动时,大量的底泥污染物会被释放出来,对水体造成污染,要解决此问题,需要对水污染防治措施及底泥释放机理有全面的认识和了解。本文以北大港水库为例,运用数值模拟方法进行了水质模拟研究,并通过优化调度方式,确保水库水质安全,并通过对底泥污染物释放的模拟分析得出底泥释放的影响因素,为水质安全研究提供科学依据。北大港水库存在严重的底泥污染问题,作为天津市最大的平原水库和南水北调调蓄水库,2013年起将调蓄南水北调东线来水4.5-5亿m3。首先,建立三维水动力水质耦合模型,以氯离子为水质模拟指标,对水库水体氯离子迁移及底泥氯离子的释放进行模拟,并通过对水位及水体氯离子浓度的模拟值与实测值的比较,验证了模型的可靠性。其次,通过对底泥释放的模拟分析得出:底泥氯离子的释放量和释放速度与底泥、水体污染物的浓度差及其上覆水体的流速成正比。最后,运用上述模型,对北大港水库设置了三种典型蓄供水方案,分别进行了水动力及水质模拟研究,通过对各运行方式的流场、水质的分析比较,选出了较合理的方案,即主辅库联合调度方案。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-17
  1.1 研究背景及意义  7
  1.2 水质安全研究发展及现状  7-11
    1.2.1 水环境容量  8
    1.2.2 水体自净能力  8-9
    1.2.3 水质评价  9-10
    1.2.4 水质模拟预测  10-11
  1.3 河湖底泥污染研究发展及现状  11-16
    1.3.1 底泥吸附/释放机理  11-12
    1.3.2 底泥污染水质数学模型的发展  12-13
    1.3.3 国内外研究现状  13-16
  1.4 本文主要工作  16-17
第二章北大港水库工程概况  17-20
  2.1 北大港水库概况  17-18
  2.2 北大港水库分区规划  18-19
  2.3 水质现状  19
  2.4 基本资料  19-20
第三章数学模型的建立及验证  20-36
  3.1 控制方程  20-22
    3.1.1 水动力控制方程  20-21
    3.1.2 吸附污染物输运方程  21-22
  3.2 求解方法  22
  3.3 网格划分  22-24
  3.4 初始条件  24-25
  3.5 模型验证  25-35
    3.5.1 流场、水位  26-28
    3.5.2 水体氯离子  28-33
    3.5.3 底泥氯离子  33-35
  3.6 小结  35-36
第四章北大港水库水质安全研究  36-62
  4.1 各方案模拟  36-53
    4.1.1 原方案  38-43
    4.1.2 规划方案一  43-48
    4.1.3 规划方案二  48-53
  4.2 各方案比较  53-61
    4.2.1 流场  53
    4.2.2 库内水质  53
    4.2.3 底泥释放  53-60
    4.2.4 供水水质  60-61
  4.3 小结  61-62
第五章结论  62-63
参考文献  63-67
发表论文和参加科研情况说明  67-68
致谢  68

北大港水库水质安全研究

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