基于數(shù)值技術(shù)的水質(zhì)控制與工程應(yīng)用研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人類改造自然的能力空前增強(qiáng)，同時(shí)也引發(fā)一系列環(huán)境問(wèn)題。其中，水環(huán)境是受到人類破壞最嚴(yán)重的領(lǐng)域，水環(huán)境污染和破壞已成為當(dāng)今世界最嚴(yán)重環(huán)境問(wèn)題之一。在上述背景下，水環(huán)境的健康安全與合理開(kāi)發(fā)問(wèn)題，越來(lái)越受到人類關(guān)注。其中，水源地水庫(kù)的水質(zhì)狀況和供水安全直接關(guān)系到居民生命健康，城市濱水工程的合理性直接影響周邊居民的生活環(huán)境和區(qū)域水體的生態(tài)環(huán)境。因此，研究如何科學(xué)預(yù)測(cè)和控制水質(zhì)問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)具體的工程應(yīng)用，具有重大的科學(xué)意義和

2、現(xiàn)實(shí)意義。本文主要解決的問(wèn)題包括以下幾個(gè)方面：
　　首先，在建立水動(dòng)力與水質(zhì)模型的基礎(chǔ)上，模擬分析水庫(kù)的水交換特性及其影響因素，對(duì)庫(kù)區(qū)水質(zhì)狀況進(jìn)行時(shí)空模擬，從時(shí)間和空間層面實(shí)現(xiàn)水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化等級(jí)的定量評(píng)估，并分析營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和水溫對(duì)庫(kù)區(qū)藻類生長(zhǎng)的影響，及其與水庫(kù)富營(yíng)養(yǎng)化之間的關(guān)系。針對(duì)水庫(kù)的水交換能力較差和較易爆發(fā)富營(yíng)養(yǎng)化的問(wèn)題，提出水質(zhì)提升方案，模擬預(yù)測(cè)不同方案對(duì)庫(kù)區(qū)水交換能力和水質(zhì)參數(shù)的優(yōu)化效果，最終在提升方案中篩選出最佳方案。研究

3、成果為水庫(kù)的水質(zhì)控制工作提供科學(xué)指導(dǎo)，對(duì)保護(hù)庫(kù)區(qū)的水生態(tài)環(huán)境和保障居民供水安全有重要意義。
　　其次，在水質(zhì)控制研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究和解決兩個(gè)具體的工程應(yīng)用問(wèn)題：
　?。?）突發(fā)水污染事件風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警和風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)問(wèn)題
　　建立供水明渠系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)演化動(dòng)力學(xué)模型，提高預(yù)測(cè)突發(fā)水污染事件風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空演化過(guò)程的科學(xué)性。對(duì)研究區(qū)域的風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警進(jìn)行研究，選取典型的情景事件，進(jìn)行污染物風(fēng)險(xiǎn)時(shí)空演化過(guò)程模擬，提出了時(shí)空變化風(fēng)險(xiǎn)

4、因子權(quán)重概念，構(gòu)建突發(fā)污染事件實(shí)時(shí)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)體系，評(píng)估典型情景事件的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，建立突發(fā)污染事件應(yīng)急系統(tǒng)。研究成果為高效應(yīng)對(duì)突發(fā)水污染事件提供技術(shù)支撐，具有重要的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)意義。
　　（2）濱水親水工程的可行性評(píng)估和優(yōu)化問(wèn)題
　　將EFDC數(shù)值技術(shù)應(yīng)用于濱水區(qū)親水工程建設(shè)，科學(xué)定量預(yù)測(cè)濱水區(qū)工程方案的實(shí)施效果。分析示范區(qū)工程方案中的各功能區(qū)設(shè)計(jì)能否滿足工程安全和娛樂(lè)需求，示范區(qū)的植被岸坡在土壤沖刷、潮流作用、風(fēng)力作用角度是