基于EFDC的大伙房水庫(kù)水齡和滯留時(shí)間的數(shù)值模擬研究.pdf

1、大伙房水庫(kù)位于中國(guó)東北部，是遼寧省重要的的水源地之一，保護(hù)水庫(kù)的水質(zhì)對(duì)于遼寧省的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定具有重要的戰(zhàn)略意義。大伙房水庫(kù)屬于山區(qū)河谷型水庫(kù)，注入上游的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有可能需要很長(zhǎng)的時(shí)間才能到達(dá)下游區(qū)域，這使得營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的輸運(yùn)時(shí)間對(duì)于水體的水質(zhì)狀況有著重要影響。因此深入研究大伙房水庫(kù)的水動(dòng)力特征，綜合分析不同因素對(duì)于大伙房水庫(kù)輸運(yùn)時(shí)間的影響顯得尤為重要。本文采用數(shù)值模擬的方法對(duì)大伙房水庫(kù)的水動(dòng)力特征以及輸運(yùn)時(shí)間的影響因素進(jìn)行了研究。

2、>　　本文首先利用基于結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格的環(huán)境水動(dòng)力模型EFDC(Environmental FluidDynamics Code)，綜合考慮風(fēng)、表層熱通量以及入庫(kù)徑流，建立了大伙房水庫(kù)三維水動(dòng)力模型。通過(guò)對(duì)比水位和溫度的模擬值與實(shí)測(cè)值對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，驗(yàn)證結(jié)果表明建立的水動(dòng)力模型能夠很好地再現(xiàn)水庫(kù)水位的升降規(guī)律和溫度的分層—混合變化過(guò)程。
　　然后利用建立的水動(dòng)力模型，對(duì)大伙房水庫(kù)水體的水齡進(jìn)行數(shù)值模擬研究，綜合分析了徑流、風(fēng)、表層熱通

3、量及水位變化對(duì)于水齡的影響。結(jié)果表明徑流是影響水齡的主要因素，僅有徑流驅(qū)動(dòng)時(shí)，在高、平均、低流量下，溢洪道處水體的水齡分別為53.93天、126.96天、458.78天，河道橫斷面上中間水齡小、兩側(cè)水齡大。風(fēng)對(duì)水體輸運(yùn)時(shí)間的影響主要通過(guò)風(fēng)生流和風(fēng)生混合的作用體現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)考慮徑流和風(fēng)的作用時(shí)，水齡沿河道橫斷面的差異減小，在垂向上水齡則是完全均一的。與僅考慮徑流時(shí)的水齡相比，深水河道處的水齡增加值高于其它河道處水齡的增加值，流量較大時(shí)，風(fēng)

4、對(duì)下游水體的水齡影響較大，而流量較小時(shí)，風(fēng)對(duì)上游水體的水齡影響較大。表層熱通量對(duì)輸運(yùn)時(shí)間的影響主要通過(guò)密度流和溫躍層體現(xiàn)出來(lái)，當(dāng)考慮表層熱通量的作用時(shí)，水齡在局部區(qū)域沿水平方向的差異減小，在垂向上呈現(xiàn)表層水齡小、底層水齡大的分層特征，并且越往下游表底層差異越大。表層熱通量對(duì)表層水體的水齡影響較小，對(duì)底層水體的水齡影響較大。水位變化通過(guò)改變水體的溫度結(jié)構(gòu)從而影響著水體的水齡，水位降低時(shí)，水齡整體減小，而且水齡垂向上的差異減小，水位變化對(duì)底