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模型参数敏感性分析在松花江枯水期水污染控制中的运用

作　者: 闫妍
导　师: 王英伟
学　校: 东北林业大学
专　业: 环境科学
关键词: 二维稳态混合衰减模式参数敏感性
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

河流污染是目前全球范围内普遍存在的突出环境问题之一。第二松花江发源于长白山天池,承载着黑龙江、吉林两省大部分地区约6000万人口的生活、生产用水的重任。近年来,随着沿岸工业企业的不断增加、城市生活污水的大量排放以及农村面源污染的不断扩大,水质问题一直没有得到良好的解决。这不仅影响了人们的日常生活和经济的发展,同时也加剧了水资源短缺的危机。因此,综合整治松花江流域地面水环境污染就成为广大城市居民普遍关心的问题。本文以河流水质模型中参数的敏感性问题作为研究的切入点,通过分析松花江哈尔滨江段的自然地理环境、水资源特征、污染状况以及污染物的迁移转化规律等,最终决定选用《环境影响评价技术导则——地面水环境》（HJ/T2.3-93）中的二维稳态混合衰减模式作为研究对象进行分析。这不仅增强了人们对松花江的理性认识,同时也为松花江流域环境污染防治和环境管理决策提供理论依据。为了从不同的角度阐明参数的敏感性问题,本文将传统的灵敏度分析法与现代的回归分析法相结合,同时借助于地面水环评助手软件,在大量试算的基础上全面而系统的了解了松花江哈尔滨段二维水质模型中各个参数的敏感程度。并有:污水排放量（Q_p）=污水排放浓度（C_p）＞河流本底浓度（C_h）＞流速（u）＞横向扩散系数（M_y）＞降解系数（K₁）;污水流量（Q_p）、污水排放浓度（C_p）、河流本底浓度（C_h）与预测点浓度均呈正向完全线性相关;降解系数（K₁）与预测点浓度呈负向完全线性相关;流速（u）和横向扩散系数（M_y）均与预测点浓度满足幂函数方程,且呈负相关等一系列结论的产生。解决松花江哈尔滨段水质污染问题的关键在于控制污染源,即限制污水排放量,减小污水排放浓度。特别是在枯水期,由于温度、降水量等因素的影响,流速、横向扩散系数和降解系数都会减小,如果不能有效的控制污染源头,必将使污染加重。文章最后将文昌污水处理站下游500m、800m和1000m处的实测值与模拟值进行比较,二者的平均相对误差仅为9.47%。这就说明二维稳态混合衰减模式能够较好的模拟、预测污染物在水环境中的行为,使得计算结果更加贴近实测值。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 研究背景  8
  1.2 水质模型及其发展概况  8-12
    1.2.1 水质模型的概念和发展历程  8-9
    1.2.2 水质模型的分类  9-10
    1.2.3 水质模型在环境规划与管理中的应用  10
    1.2.4 国内外研究现状  10-12
  1.3 参数敏感性研究的目的和意义  12-13
  1.4 本文研究的意义和主要内容  13-14
2 二维稳态混合衰减模式的选取依据  14-21
  2.1 松花江哈尔滨段地表水环境概况  14-17
    2.1.1 自然地理环境  14
    2.1.2 水资源特征  14
    2.1.3 流域水污染现状  14-17
  2.2 模型的选择  17-19
    2.2.1 水体中污染物的自净过程  17-18
    2.2.2 污染因子的性质  18-19
  2.3 二维稳态混合衰减模式  19
  2.4 本章小结  19-21
3 参数敏感性分析方法及EIAW软件简介  21-28
  3.1 参数敏感性分析方法  21-23
    3.1.1 灵敏度分析原理  21-22
    3.1.2 回归分析法  22-23
  3.2 EIAW软件简介  23-27
    3.2.1 EIAW软件的优点  23-24
    3.2.2 EIAW软件的功能  24-27
  3.3 本章小结  27-28
4 参数敏感性分析结果  28-39
  4.1 单个参数的敏感性分析  28-32
    4.1.1 污水排放量和排放浓度的敏感性分析  28-29
    4.1.2 河流本底浓度的敏感性分析  29-30
    4.1.3 流速的敏感性分析  30
    4.1.4 河流横向扩散系数的敏感性分析  30-31
    4.1.5 河流降解系数的敏感性分析  31-32
  4.2 多个参数的敏感性分析  32-36
    4.2.1 流速、横向扩散系数与COD浓度间的关系  32-34
    4.2.2 流速、降解系数与COD浓度间的关系  34-36
  4.3 浓度分布  36-38
  4.4 本章小结  38-39
5 实测松花江哈尔滨段COD浓度值  39-43
  5.1 选择 COD作为测定对象的原因  39
  5.2 水样的采集过程  39-40
    5.2.1 监测断面和采样点的设置  39
    5.2.2 采样方法的选择  39
    5.2.3 水样的类型  39-40
  5.3 实验室测定COD浓度值  40-42
    5.3.1 实验仪器及试剂  40
    5.3.2 试剂的制备  40-41
    5.3.3 实验步骤  41
    5.3.4 测定结果的比较  41-42
  5.4 本章小结  42-43
结论  43-44
建议与展望  44-45
参考文献  45-48
攻读学位期间发表的学术论文  48-49
致谢  49-50

模型参数敏感性分析在松花江枯水期水污染控制中的运用

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