基于WASP模型的湘江中下游水质模拟研究

摘要

湘江是洞庭湖水系中最大的河流，是沿江区域主要的水源地，同时也是主要的纳污水体，是湖南省社会民生与经济发展的重要命脉，被称为湖南省的“母亲河”。近年来，流域人口不断增加及工业经济快速发展致使湘江流域水质污染严重，尤其是产业结构导致的流域重金属污染，已经严重影响着流域人民日常生活和社会经济的发展。
　　 本研究通过收集湘江中下游流域水文数据和水质监测断面数据，使用WASP水质模型不同模块对2007年湘江中下游干流河道污染物氨氮和镉离子进行模拟计算，得到了较好的结果。应用WASP模型EUTRO模块，以污染物氨氮和BOD5为模拟对象，对湘江中下游衡阳水文站断面至长沙水文站断面间干流河道进行了水质模拟计算。通过与实测数据的对比分析，确定了WASP模型在湘江中下游较长河段的适用性。模拟结果较好的反应了污染物氨氮和BOD5浓度的时空分布和变化规律，达到了预期目的。应用TOXI模块，以重金属污染物镉离子为研究对象，对湘江中下游干流河道镉离子污染进行了相对模拟计算。结果很好的反应了湘江中下游干流河道重金属污染物镉离子的迁移扩散情况，揭示了镉离子的时空分布和变化规律。
　　 针对湘江水环境的具体情况，本研究探讨了WASP模型在湘江中下游流域实际问题中的应用。对比分析了湘江长沙枢纽修建后，水体中氨氮和BOD5浓度的变化规律。研究表明，长沙枢纽修建后，湘江长沙段水文站上游河段氨氮和BOD5浓度明显增大，水文情势的改变，导致有可能在库尾及库湾局部河段出现局部富营养化情况。针对湘江重金属污染问题，进行了突发性重金属污染事件的模拟，研究了平水期、汛期和枯水期五种不同时间、不同水文条件下污染物的迁移扩散规律，为湘江水环境问题应急处理决策提供有益的参考。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 水质模型

1．2．1 水质模型的概念

1．2．2 水质模型的分类

1．2．3 水质模型研究进展

1．3 WASP模型

1．3．1 WASP模型介绍

1．3．2 WASP模型的研究进展与发展趋势

1．4 研究内容和技术路线

1．4．1 研究内容

1．4．2 水质模型的选用

1．4．3 技术路线

第二章 湘江中下游水环境特征及现状

2．1 湘江中下游流域的基本概况

2．1．1 自然概况

2．1．2 社会环境概况

2．2 湘江中下游水质概况

2．3 湘江干流水利规划

第三章 湘江中下游水质模拟与分析

3．1 WAsP模型的原理

3．1．1 基本方程

3．1．2 EUTRO模块

3．1．3 TOXI模块

3．2 河网概化和分段

3．2．1 DEM数据预处理

3．2．2 河网概化和分段

3．3 常规水质模拟

3．3．1 数据预处理

3．3．2 计算结果分析

3．3．3 不确定性讨论

3．4 重金属离子水质模拟

3．4．1 数据预处理

3．4．2 计算结果分析

3．5 小结

第四章 WASP模型的应用

4．1 湘江长沙枢纽工程对水质的影响

4．1．1 工程修建后水质模拟

4．1．2 计算结果分析

4．2 突发性水污染事故模拟

4．2．1 突发性水污染事件模拟

4．2．2 模拟结果分析

4．3 小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

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