本文關(guān)鍵詞：寧夏典型抽水型水庫水質(zhì)評價及模擬預測研究

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【摘要】：水質(zhì)評價與水質(zhì)預測是水環(huán)境管理的重要工作之一,是建立科學合理的水質(zhì)控制方案的主要理論依據(jù),在水環(huán)境保護中起著舉足輕重的作用。寧夏鴨子蕩水庫為典型的抽水型水庫,本文利用不確定水質(zhì)評價方法開展庫區(qū)水質(zhì)綜合評價;并在野外測試的基礎(chǔ)上,建立基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的平面二維水流水質(zhì)數(shù)學模型,模擬庫區(qū)流場和水質(zhì)的時空分布。研究結(jié)果表明:(1)實測鴨子蕩水庫的部分水質(zhì)指標,水質(zhì)綜合分析表明CODCr、NH3-N和DO達到Ⅲ類水體要求,BOD5、TP存在部分超標現(xiàn)象,而TN 100%的超標。采用灰色關(guān)聯(lián)法對水庫水質(zhì)進行評價,結(jié)果表明鴨子蕩水庫的水體類別屬于Ⅲ類水體,且Si取Ⅲ類標準值比取5類水質(zhì)標準的平均值時的計算結(jié)果更符合實際。(2)鴨子蕩水庫庫區(qū)布點采樣,利用ArcGIS中的反距離權(quán)重法對CODMn、NH3-N、TN、TP四個水質(zhì)指標進行空間插值分析。結(jié)果表明:4月份由于冰剛?cè)诨?水體對流混合,此階段庫區(qū)污染物空間差異性較小:7月和10月則空間差異較大。庫區(qū)的CODMn和NH3-N均能滿足水體功能要求,但TN在庫區(qū)100%超過標準限值1mg/L,部分TP濃度超過標準限值0.05mg/L。相對于針對各采樣點的單點數(shù)據(jù)分析,空間分布特征更具全面性。(3)利用載波相位差分技術(shù)(RTK)定位,采用先進的“河貓”設(shè)備實測水庫的庫底地形和斷面流速,采用建立基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的平面二維水流數(shù)學模型模擬庫區(qū)流場,結(jié)果表明作為典型的抽水型水庫,鴨子蕩水庫在上水和不上水兩種運行工況下具有明顯不同的水流特征。上水時,從進水口到取水塔形成一條明顯主流,取水塔附近由于取水的動力形成一個大環(huán)流;進水口和取水塔附近水流流速較大,達到0.02～0.03 m/s,其他區(qū)域流速較小,在水庫西南區(qū)域的流速最低,水流流速僅為0.004～0.008m/s。不上水時,庫區(qū)無主流僅在取水塔附近形成環(huán)流,環(huán)流的流速仍可達到0.02～0.03 m/s,其他區(qū)域流速較小,基本處于毫米級。上水時的庫區(qū)水體流速明顯大于不上水時的流速。通過設(shè)置不同工況模擬進一步表明,吞吐流和風生流對鴨子蕩水庫的庫區(qū)流場影響明顯,其中風生流是主動力。(4)建立基于非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的平面二維污染物輸移模型模擬庫區(qū)水質(zhì)空間分布,結(jié)果表明鴨子蕩水庫在上水和不上水時的水質(zhì)變化規(guī)律不同。上水時,高濃度區(qū)域集中在進水口附近,沿庫區(qū)主流方向污染物濃度逐漸降低;在取水塔附近CODCr和NH3-N的濃度分別為10 mg/L和0.25 mg/L左右。不上水時,庫區(qū)污染物濃度空間差異性逐漸減小;上水時的水質(zhì)差于不上水時的水質(zhì)。通過設(shè)置不同工況模擬表明,吞吐流、風場和進水水質(zhì)變化對庫區(qū)CODCr和NH3-N的空間分布影響顯著;各工況下,上水時高濃度區(qū)域均集中在進水口附近,可見控制進水水質(zhì)對于水庫的水質(zhì)管理非常重要。(5)鴨子蕩水庫存在部分水質(zhì)指標超標、上水時水質(zhì)較差、庫區(qū)污染物濃度時空分布不均等問題�？梢詮耐茝V水庫內(nèi)生態(tài)修復及生物凈化技術(shù)、水庫進水口區(qū)域挖掘底泥、進行庫底曝氣等工程性措施及明確管理部門職責加強管理、完善水源地應急預案和監(jiān)管制度,防范水環(huán)境污染事故等非工程性措施對水庫進行水質(zhì)保護和水污染預防工作。
【學位授予單位】：寧夏大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：X524;X824

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本文編號：1282835