城市河道水文情势及水环境修复效果模拟研究——以巢湖流域十五里河为例

摘要

城市河流是城市生态环境的重要组成,其水环境质量与人类社会生活息息相关。人类活动影响及不合理的城市建设改变了城市河流的水文及水环境基本特征,使城市面临水质污染、洪涝灾害频发、水资源枯竭等问题。严峻的水污染形势制约了城市的发展,影响了人类生活,对城市河流水环境修复开展研究已刻不容缓。本文在对城市河流水文水环境耦合作用研究基础上,提出应用于水环境改善的水文情势调控模式,以合肥市十五里河为例,运用数值模拟方法定量评估不同水文情势条件下的水环境改善效果。文章主要工作及研究结论如下:
　　(1)分析城市河流水文及水环境基本特征,探究城市河流水文水环境耦合作用机理,提出包含总量调控、时间过程调控、空间布局调控在内的城市河流水文情势调控模式,定性分析各模式下的河流水环境改善作用。
　　(2)基于模糊综合评判法及综合污染指数法对研究区水质现状进行综合评价,探究其时空变化规律:目标河流污染严重且以氮磷污染为主,其污染程度总体呈沿程递增趋势,在流域出口附近全年近90％时段为劣Ⅴ类水。上游及中游部分河段受人类活动影响较大,水质出现明显恶化,且其降雨面源污染较为严重,汛期水质明显劣于非汛期;中下游地区特别是国考断面污染严重,在汛期大部分时段及非汛期其水质均超出规定限值。
　　(3)应用MIKE11模拟软件构建目标河流一维水动力水质模型,以下游国考断面水质改善情况作为量化依据,定量计算典型水文调控模式的水环境修复效果。结果表明,考虑截污、中水回用及初期雨水截流措施的多元组合治理方案可使国考断面实现水质达标,氨氮及总磷(TP)年均浓度能够削减至1.54mg·L-1和0.26mg·L-1,达标天数占比达到96.1％和99.7％。模拟综合治理后最不利运行条件下,国考断面仍有90％左右时段满足Ⅴ类水质要求,其影响程度尚可接受。

目录

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致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景与选题

1．1．2 研究背景

1．1．3 研究目的及意义

1．2 国内外研究进展

1．2．1 综合水质评价的国内外研究进展

1．2．2 水质模型的国内外研究进展

1．2．3 水文水环境耦合影响的研究进展

1．3 论文的研究内容及技术路线

1．3．2 章节结构

第二章 城市河流水文水环境耦合特征及调控模式

2．1．2 城市河流水环境特征

2．2 城市河流水文水环境耦合作用机理

2．3 水文情势调控模式

2．4 本章小结

第三章 研究区概况及流域水质综合评价

3．1 十五里河流域概况

3．1．1 总体概况

3．1．2 水文气象

3．1．3 土地利用

3．1．4 洪涝灾害

3．2 流域水环境现状调查

3．2．1 存在问题

3．2．2 水质变化

3．2．3 污染构成

3．3 流域水质综合评价

3．3．1 引言

3．3．2 计算方法及流程

3．3．3 计算结果与分析

3．4 本章小结

第四章 一维河道水动力水质耦合模型构建

4．1 引言

4．2 一维水动力水质耦合模型构建

4．2．1 DHI MIKE 11软件介绍

4．2．2 水动力模型的构建

4．2．3 水质模型的构建

4．3 模型的验证计算

4．3．1 水动力模型验证计算

4．3．2 水质模型验证计算

4．4 本章小结

第五章 十五里河水环境修复工程效果模拟

5．1 引言

5．2 水环境修复工程效果模拟

5．2．1 旱季排污口截污

5．2．2 截污及生态补水

5．2．3 污水处理厂尾水提标及中水回用

5．2．4 多元组合治理方案

5．3 流域水质预测

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 主要结论

6．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况