以分析天然實測資料為基礎(chǔ),推導(dǎo)出具有一定含沙量的渾水中污染物的輸移擴散方程,建立了反映泥沙環(huán)境作用機理和過程的三維渾水水質(zhì)數(shù)學(xué)模型。對室內(nèi)試驗和原型觀測的實例進行數(shù)值模擬,結(jié)果表明,渾水水質(zhì)模型適合于模擬渾水中污染物的輸移擴散。在此基礎(chǔ)上將渾水水質(zhì)模型應(yīng)用于三峽庫區(qū)萬州江段的岸邊水質(zhì)模擬中,對三峽水庫建庫前后的岸邊水質(zhì)變化情況進行了分析,并討論了泥沙對污染物輸移擴散特性的影響。以三峽庫區(qū)清溪場和萬州兩個水質(zhì)斷面實測資料為基礎(chǔ),研究了三峽庫區(qū)水體中泥沙對總磷的吸附關(guān)系,并得到了泥沙對總磷的吸附等溫式,用于渾水水質(zhì)模型中泥沙上總磷吸附量的計算。研究結(jié)論表明:總磷在泥沙上的吸附關(guān)系符合Langmuir吸附等溫式,并且隨著泥沙濃度、粒徑級配的不同,吸附等溫式中的系數(shù)也不相同,這與室內(nèi)吸附實驗的結(jié)果相符�？紤]泥沙對水體中污染物的吸附作用以及泥沙運動影響污染物的輸移擴散特性,建立了三維渾水水質(zhì)模型。通過對明渠側(cè)向排放和涪陵江段岸邊排污水流水質(zhì)模擬結(jié)果的分析,驗證了模型的有效性,討論了泥沙沖淤的影響。當泥沙運動為沖刷時,吸附在泥沙上的污染物會隨著泥沙向水面運動;當泥沙運動為淤積時,吸附在泥沙上的污染... 

【文章來源】：清華大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
第1章 引言
    1.1 工程背景及研究意義
    1.2 岸邊排放污染物濃度場的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
        1.2.1 現(xiàn)場實測
        1.2.2 理論分析
        1.2.3 室內(nèi)模型試驗
        1.2.4 數(shù)值模擬
    1.3 泥沙影響污染物輸移擴散的研究綜述
        1.3.1 污染物在泥沙上的吸附關(guān)系研究
        1.3.2 數(shù)值模擬泥沙對含沙水流污染物輸移擴散的影響
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
第2章 岸邊排放濃度場模擬渾水水質(zhì)模型的建立
    2.1 笛卡兒坐標系下的控制方程
        2.1.1 三維淺水方程推導(dǎo)
        2.1.2 紊流模型的選擇
        2.1.3 污染物輸移擴散方程
    2.2 Sigma 坐標系下控制方程形式
        2.2.1 Sigma 坐標系下的淺水方程
        2.2.2 Sigma 坐標系下的污染物輸移擴散方程
    2.3 Sigma 分層模型的建立
    2.4 渾水水質(zhì)模型中參數(shù)的確定
    2.5 邊界條件
    2.6 本章小結(jié)
第3章 渾水水質(zhì)模型的有限元離散
    3.1 控制方程的時間離散
    3.2 控制方程的空間離散
        3.2.1 控制方程的統(tǒng)一形式
        3.2.2 對流擴散方程的有限元離散
        3.2.3 流線迎風(fēng)有限元法
    3.3 連續(xù)方程和動量方程的解耦方法
    3.4 當?shù)貢r間步長法的應(yīng)用
    3.5 渾水水質(zhì)模型的程序?qū)崿F(xiàn)
    3.6 本章小結(jié)
第4章 三峽庫區(qū)江段泥沙吸附 TP 特性研究
    4.1 三峽庫區(qū)泥沙與污染物清渾水濃度監(jiān)測情況
    4.2 三峽庫區(qū)泥沙吸附 TP 室內(nèi)試驗研究概述
    4.3 利用實測數(shù)據(jù)分析三峽庫區(qū)泥沙吸附 TP 特性
        4.3.1 清溪場水質(zhì)斷面泥沙吸附 TP 關(guān)系擬合
        4.3.2 萬州水質(zhì)斷面泥沙吸附 TP 關(guān)系擬合
        4.3.3 實測數(shù)據(jù)擬合吸附等溫式與室內(nèi)試驗擬合結(jié)果比較
        4.3.4 蓄水前后泥沙吸附 TP 特性的變化
    4.4 本章小結(jié)
第5章 渾水水質(zhì)模型的驗證
    5.1 明槽均勻流的數(shù)值模擬
    5.2 長直明槽側(cè)向排放的模擬
    5.3 三峽庫區(qū)涪陵磷肥廠污水排放的模擬
        5.3.1 涪陵磷肥廠排污口附近的污染帶觀測
        5.3.2 渾水水質(zhì)模型參數(shù)的確定與網(wǎng)格劃分
        5.3.3 排污口附近流場計算的驗證
        5.3.4 TP 濃度場計算的驗證
        5.3.5 渾水模型與清水模型計算結(jié)果對比
    5.4 本章小結(jié)
第6章 排污口附近泥沙濃度分布對岸邊水質(zhì)的影響分析
    6.1 平面二維非平衡輸沙方程的引入
    6.2 排污口附近泥沙濃度分布對 TP 濃度場的影響
    6.3 模擬排污口附近局部江段泥沙濃度分布的必要性討論
    6.4 本章小結(jié)
第7章 渾水水質(zhì)模型應(yīng)用于三峽庫區(qū)岸邊水質(zhì)模擬
    7.1 計算條件與模型參數(shù)的確定
    7.2 龍寶河排污口附近 TP 濃度場的模擬
        7.2.1 三峽建庫前豐水期
        7.2.2 三峽建庫前平水期
        7.2.3 三峽建庫前枯水期
        7.2.4 三峽建庫后豐水期
        7.2.5 三峽建庫后平水期
        7.2.6 三峽建庫后枯水期
    7.3 龍寶河排污口附近岸邊水質(zhì)的變化分析
    7.4 本章小結(jié)
第8章 結(jié)論
    8.1 論文的主要工作及結(jié)論
    8.2 今后進一步的工作
參考文獻
致謝與聲明
個人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果



本文編號：2921660