【摘要】：突發(fā)性水污染事故在短時間內(nèi)大量排放污染物,演變迅速,處理困難,破壞性極強(qiáng),嚴(yán)重威脅著人民的身體健康和生命安全。特別是近年來,突發(fā)水污染事件頻繁發(fā)生,屢見不鮮。因此,研究污染物運(yùn)移擴(kuò)散區(qū)域預(yù)測及其濃度時空分布規(guī)律反演,為水污染事件治理提供決策依據(jù),已經(jīng)刻不容緩。長江南京江心洲河段位于長江南京段上游,沿岸工廠廢水、居民區(qū)生活污水及眾多污染河流的匯入、交錯的排污口都嚴(yán)重危及到飲用水源的安全。同時,該段的夾江水源地作為當(dāng)?shù)刂匾┧畞碓?一旦發(fā)生水污染事件,勢必會對當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ睢⑸a(chǎn)秩序造成嚴(yán)重影響。因此,研究該區(qū)域突發(fā)性水污染事故的模擬、預(yù)測與可視化,具有現(xiàn)實(shí)性和緊迫性。本文以長江南京江心洲河段為研究區(qū)域,基于數(shù)值建模模擬、模型與GIS集成技術(shù)以及仿真模擬技術(shù)直觀演繹水體污染物的輸移擴(kuò)散過程,研究內(nèi)容與成果如下：(1)可視化概念建模。根據(jù)長江南京江心洲河段的自然概況,基于可視化概念建模原理,從實(shí)體層、空間關(guān)系層、場景層出發(fā),構(gòu)建了該地的概念場景,對該地的地理環(huán)境進(jìn)行抽象和簡化,為數(shù)值模型的模擬提供基礎(chǔ)。(2)基于可溶性與非可溶性污染物結(jié)合的數(shù)值模擬。在研究水流運(yùn)動物理過程與水環(huán)境特征的基礎(chǔ)上,考慮風(fēng)、水流等動力要素的影響,基于水動力模型計(jì)算模擬了河段水流運(yùn)動規(guī)律；基于水質(zhì)模型實(shí)現(xiàn)了可溶性污染物運(yùn)移擴(kuò)散的預(yù)測；基于質(zhì)點(diǎn)追蹤模型與隨機(jī)擾動模型刻畫了不可溶性污染物(如船只溢油)的漂移軌跡。(3)水污染擴(kuò)散的可視化表達(dá)。通過流域水體污染物擴(kuò)散模擬可視化表達(dá)技術(shù),對不同工況條件進(jìn)行污染物濃度的建模模擬,快速實(shí)現(xiàn)污染物運(yùn)移擴(kuò)散區(qū)域預(yù)測及其濃度時空分布規(guī)律反演,為準(zhǔn)確預(yù)測水污染過程,為長江南京江心洲河段突發(fā)水污染事故調(diào)度決策提供重要參考。(4)長江南京江心洲河段水污染擴(kuò)散仿真模擬系統(tǒng)的搭建。結(jié)合模擬預(yù)測的需求,設(shè)計(jì)并開發(fā)了長江南京江心洲河段水污染擴(kuò)散仿真模擬系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了突發(fā)水污染事件污染物輸移擴(kuò)散的模擬、預(yù)測及可視化表達(dá)。
【圖文】：

長江南京江也洲河段地處長江南京段上游，其南岸是南京市河西新城區(qū)，逡逑河段長度為２２公里，平均寬度為１．２公里，，沙島、淺灘使江水分為夾江與長逡逑江主河道。研巧區(qū)范圍如圖２－１所示。其中，夾江河段自梅子洲頭至梅子洲逡逑尾，長１３．６ｋｍ，俗稱大勝關(guān)水域，具有漁業(yè)、工業(yè)、飲用水域功能，平均寬逡逑３００ｍ左右，分布著城南水廠、第二鋼鐵廠、油脂化工廠和北河口水廠等單位，逡逑年取水量３８０８１萬ｍ３，是南京市重要的飲用水源地。長江南京江也洲河段河段逡逑為感潮河段，平均水深２０到３０ｍ，深槽最深處７２ｍ，多年平均流量逡逑２８８００ｍＶｓ，水文特征（水位、流速）受到上游地表徑流及來自長江口潮波的雙逡逑重影響，同時淮河入江水量對江水下泄也有一定的頂托影響。南京年最高水位逡逑一般發(fā)生在５至９月間，上世紀(jì)年最高水位大于９．０ｍ發(fā)生的時間集中在７至９逡逑Ｈ個月

網(wǎng)格步長為５０ｍ，長江主河道較寬闊，平均網(wǎng)格步長為１８０ｍ。垂直方向上均勻逡逑剖分３層，并根據(jù)平均水位進(jìn)行插值運(yùn)算，生成各層離散點(diǎn)的水深信息。研究逡逑區(qū)網(wǎng)格剖分結(jié)果如圖２－４所示。逡逑ｉ邋＃逡逑ｊＭ逡逑ｍｌ逡逑？．分邋ｍ逡逑ａ逡逑！邋ｍ邋Ｊ逡逑Ｉ逡逑Ｉ邐＾１＾＾＾邐１１１１嘴Ｉ么前ＩＩ１邐Ｉ，塞y義賢跡玻荊闖そ暇┛褳汀⒅蘚傭衛(wèi)肷⑼皴義霞撲閫裼瀉芎玫謀囈縋夂閑院屯窠詰愕木確植夾�，整个网格的疏密辶x隙瓤刂坪俠懟Ｔ詒囈绱ν襝哂氡囈緄哪夂閑院芎茫廡┚的Ｄ馓峁┝隋義蝦俠淼募撲闈疤�。辶x希玻澹玻玻澹炒怪崩肷㈠義銜爍玫哪夂纖碌匭危詿怪狽較蟶喜捎茫米甌浠弧Ｋ鈧低騁蛔義匣嘍運(yùn)�，水赦偟在０祫Ν１之间。�

本文編號：2523782