济南市小清河水质评价及环境需水量研究

摘要

随着我国社会经济的发展、工业污水和生活废水排放量逐渐增加，人类在谋取社会经济进步的同时也对环境造成了不良影响。城区河流由于两侧人口较多，工业发达等因素，水环境日益恶化，逐渐成为城市发展的瓶颈。小清河发源于济南市睦里庄，在历史上曾是一条具有防洪、排涝、灌溉、航运、景观等多功能的人工运河，曾有“小清河长又长，山东是个好地方”的美誉。小清河也是唯一能够实现海河联运的河流，对沿线经济社会的发展发挥了不可替代的作用。自上世纪70年代以来，由于流域内经济的快速发展，人们对保护环境认识不到位，导致河道侵占严重，水源减少，工业废水和生活污水排放量逐年增加，使小清河水体遭受污染，生态环境日益恶化，小清河变成了名副其实的“小黑河”，严重影响了济南市及沿河地区社会经济的发展，与省会城市和区域中心城市的地位极不相称，损害了济南市的省会形象和“泉城”的美名。自2004年开始济南市政府对综合整治小清河开展了可行性研究，将对小清河的综合整治工作提上了日程。 本论文作为小清河调水补源课题的子课题，对小清河目前状况下的水质状况做了评价并对小清河综合整治完成后环境需水量从一维和二维两个方面做了分析，将不同补水水源及小清河河道两侧截污工程的进度和泉水补给量考虑在内，为济南市小清河综合治理工程选择合适的补水水源提供参考。 本论文分为水质评价和水质模拟两部分。水质评价部分在综合考虑当前多个水质评价模型基础上选用了投影寻踪-遗传算法综合评价模型，通过遗传算法寻找最佳投影方向，通过投影寻踪确定水质指标所属的水质级别。水质评价结果显示，小清河处源头部分河段水质达到地表水Ⅲ类之外，大部分河段属于Ⅴ类及劣Ⅴ类水，水体污染严重，亟待整治。 水质模拟部分分别从一维和二维两个方面对小清河环境需水量进行了研究。一维方面又分别从考虑河道自净作用和不考虑河道自净作用对小清河环境需水量进行了计算。结合小清河综合整治完成后的特点--狭长型湖泊河流，本文结合一维河流水质模型和一维湖泊模型确定了小清河环境需水量。二维方面选用SMS（Surface Water Modeling System）模型，对小清河综合整治完成前和综合整治完成后的水质状况进行了模拟，对小清河综合整治工程对小清河的影响做了模拟。结果表明，小清河环境需水量的一维计算结果满足精度要求，为小清河调水补源项目提供了决策依据。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.1.1我国整体水体污染现状

1.1.2济南市小清河水体污染现状

1.2研究意义

1.3国内外研究进展

1.3.1水质评价研究进展

1.3.2水质模拟及环境需水量研究进展

1.4本文研究内容

1.5本文技术路线

第二章 小清河两侧污染源概况

2.1河道两侧污染源概况

2.2小清河水质概况

第三章 小清河水质评价

3.1评价指标的选择

3.2评价等级的确定

3.3水质评价标准

3.4小清河水质评价河段的划分

3.5评价指标值的获取

3.6水质评价投影寻踪模型的建立

3.6.1生成投影数据

3.6.2样本的归一化处理

3.6.3构造投影指标函数

3.6.4采用遗传算法优化投影指标函数

3.6.5指标权重获取

3.6.6随机样本投影值

3.7小清河主要断面水质评价结果

第四章 小清河水质模拟理论及软件介绍

4.1一维水质模拟理论

4.2二维水质模拟理论

4.3模拟采用软件介绍

第五章 小清河水质模拟计算依据、模拟范围及模拟采用数据

5.1计算依据

5.2模拟河段长、水质指标的确定

5.3污染物降解系数的选取

5.4源头流量、河道流速的确定

5.5计算断面的选取

5.6计算基本条件

5.7模拟方案

第六章 小清河水质模拟及环境需水量计算

6.1济平干渠及小清河河道水力特性试算

6.2田山引水方案水质模拟分析及环境需水量计算

6.3卧虎山引水方案及环境需水量计算

6.4东平湖引水方案及环境需水量计算

6.5二维水质模拟

6.5.1河道的网格化

6.5.2截污工程完成前水质模拟

6.5.3截污工程完成后水质模拟

6.6计算结果分析

6.6.1调水水源分析

6.6.2小清河需水量分析

第七章 结论与展望

7.1 结论

7.2展望

附录

参考文献

致 谢

攻读硕士学位期间发表的学术论文