考虑航运的突发性水污染事件应急调度研究——以松花江为例

摘要

近年来，中国接连发生众多重大突发性水污染事故，不仅造成了巨大的经济损失，而且造成了社会的不安定和生态环境的严重破坏。在2005年底，中国石油吉林化公公司双苯厂发生爆炸，约100t苯类物质流入松花江，以致400多万人口的哈尔滨市停水4天。松花江作为为中国境内最大支流，其流域丰富的物产和发达的工农业生产，促进了松花江水运的发展，是东北地区主要水运干线，货运量占黑龙江水系的95％左右。松花江通航里程1447km，通航期为4月中旬至11月上旬。
　　本文针对污染物的性质、污染突发事件的特点，以松花江典型河段、典型时期内的典型调蓄水库为研究对象，根据水质模型对不同出库流量的调控，分析污染物的运动规律，得出不同调控方案对航运及水质的影响，提出合理的水库应急调度方案。
　　众多学者对突发性水污染事故的水库调度虽有研究，但没有考虑通航河流在通航期受河道内流量、水位影响。本文在研究采用水库调度来消减污染物的时候，考虑到通航影响具有很大的意义。特别是对于松花江这样水运发达的河流，拥有众多港口及良好的航道条件，在遇突发水污染事故时，不仅要考虑到尽快消减污染物保证安全，也要考虑采取的措施不影响通航正常运行。
　　本文以松花江水污染事件为例，通过对文献资料的查阅和对近年来发生的突发性水污染事件的总结，找出水污染事件的类型、特点、性质，确定本课题研究的调蓄水库、污染物硝基苯的性质、突发污染发生的时期和地段；设置不同的流量调控方案，通过水质模型的调算，找出不同出库流量时污染团的运动规律以及对下游河道的影响规律。
　　通过对出库流量的控制，结合水质模型调算，得出污染物消减的耗时及相应的河道水位情况。采用数学公式计算出河道内的通航水位，与模型调算后的水位相比较。检验通过调度水库出库流量来稀释污染物时，其相应河道水位是否影响到河道的通航情况，从而确立松花江水库群应急调度总原则及具体的调度规则。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 概述

1.1.1 突发性水污染概况

1.1.2 松花江流域概况

1.1.3 航运概况

1.2 研究的目的和意义

1.3 研究现状

1.3.1 应急系统与机制

1.3.2 数值模拟

1.3.3 水库调度

1.4 研究内容

1.5 技术路线

2 突发性水污染事件分析

2.1 水污染事件分类

2.2 水污染突发事件的特点

2.3 污染物性质及危害

2.4 调控措施分析

2.5 应急处理方法

2.6 小结

3 松花江河道概况分析

3.1 水文与水资源概况

3.2 河道情况

3.2.1 第二松花江

3.2.2 嫩江

3.2.3 松花江干流

3.24 通航标准

3.3 航道水深

3.3.1 航道水深的计算

3.3.2 天然河流航道水深论证

3.4 小结

4 松花江水动力与水质模型

4.1 水动力与水质模型概况

4.1.1 背景简介

4.1.2 模型前期准备

4.2 水动力与水质模型原理

4.2.1 明渠水动力学方程组

4.2.2 明渠水质动力学方程

4.2.3 污染物在河道中的迁移转化

4.3 水动力与水质模型构建

4.3.1 河网水动力学方程组的求解

4.3.2 河网水质方程的求解

4.4 模型率定与验证

4.4.1 化学需氧量COD的验证

4.4.2 NH3-N的验证

4.4.3 流量和水位的验证

4.5 模型调试

4.5.1 调算机制及结果

4.5.2 不同水流传播规律

4.6 小结

5 模型计算与验证-以松花江流域水污染事件为例

5.1 应急调度目标及原则

5.2 方案设置

5.3 模型计算结果及规律

5.3.1 未采取水库调度措施

5.3.2 采取综合调度措施

5.4 断面通航水深计算及方案分析

5.4.1 通航水深计算

5.4.2 方案分析

5.5 小结

6 结论与展望

6.1 主要研究成果与认识

6.2 展望

攻读硕士学位期间发表的学术论文及参与的科研项目

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读硕士学位期间参与的科研项目

在校期间获得荣誉

致谢

参考文献