河道型水库支流库湾富营养化模型研究及应用

摘要

随着水环境治理的日益重视和大力投入，对水流运动和水环境变化规律的研究变得越来越重要。利用数值模拟方法分析水流和水质变化规律是水环境污染治理和规划的重要组成部分。针对人们对湖泊、水库的富营养化问题研究较多，而河道型水库特别是支流库湾的富营养化问题研究较少的现状，本文以河道型水库支流库湾的富营养化问题作为研究对象，建立了富营养化模型，并将模型应用于三峡水库支流香溪河的富营养化研究中。 本文首先利用圣维南方程组建立一维水动力数学模型，计算得出富营养化模型所需要的水动力条件，在此基础上构建一维富营养化模型，以水体中的chla、TN、TP作为研究对象，研究它们在空间的分布及随时间变化规律，建立模型，通过求解上述理化因子的控制方程，进行数值模拟，结合实测数据，对模型进行对比验证。根据模拟结果还分析了水动力条件对藻类生长的影响。研究工作得出了一系列有意义的结论：①三峡水库香溪河库湾计算结果表明，数值模拟与实测值吻合良好，证明本文所建立的富营养化模型可以在一维河道富营养化问题的研究中，用以模拟和预测各理化因子的分布；②在湖泊、水库等流速极低的水体中，忽略水动力条件对藻类出生率的影响，对计算结果影响不大，但在河道及河道向库湾过渡的区域，忽略水动力条件给计算结果将带来较大的误差；③通过水库调度改变下游水位来改变水动力场，分析藻类生长情况，说明水库调节可以起到扼制“藻华”的发生，能够起到改善水质的作用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1本文研究背景和意义

1.2一维水流计算的研究概况

1.3水质模型的研究概况

1.4富营养化模型研究进展

1.5富营养化模型发展趋势及富营养化问题防治进展

1.6本文主要研究内容及章节安排

第二章一维水流计算的理论和方法

2.1概述

2.2一维水流计算的理论基础

2.3圣维南方程组的基本形式及求解

2.4本章小结

第三章一维河道型水库富营养化模型的建立

3.1概述

3.2河道型水库的特征

3.3构造一维富营养化模型

3.4率定模型参数的思路

3.5源项的处理

3.6本章小结

第四章污染物质在水流中的输运及计算

4.1概述

4.2对流—扩散方程的形式及求解

4.3富营养化模型求解及计算流程图

4.4本章小结

第五章一维富营养化模型在三峡支流香溪河的应用

5.1引言

5.2水动力场的计算

5.3富营养化指标的计算

5.4计算区域及边界条件

5.5模拟结果及分析

5.6水动力条件对藻类生长影响分析

5.7水体富营养化的其它防治措施

5.8本章小结

第六章总结与展望

6.1全文总结

6.2存在的问题及展望

参考文献

致 谢