薛城小沙河人工濕地水力優(yōu)化研究.pdf

1、南四湖是我國北方最大的淡水湖群之一，也是南水北調東線工程的必經(jīng)之路，其水質安全直接關系到南水北調東線工程的成敗。薛城小沙河是一條污染較嚴重的南四湖入湖河流，治理和保障其水質是南四湖水質安全的關鍵環(huán)節(jié)之一。根據(jù)南水北調東線工程的治污方案，按照小流域污染控制思路和“治、用、?！辈⑴e策略，擬在薛城小沙河入湖口處建造5375畝的人工濕地水質凈化工程，以確保薛城小沙河水質穩(wěn)定達到南水北調地表水Ⅲ類水的要求。本課題針對薛城小沙河人工濕地工和占地面積

2、大、水流均勻性差的特點，為避免濕地進、出水形成“短流”會引起水質凈化效果差的問題，采用水環(huán)境二維數(shù)學模型進行薛城小沙河人工濕地的水力優(yōu)化研究。
　　 在對日前國內(nèi)外常用的水環(huán)境數(shù)學模型進行仔細篩選之后，課題確定選用深度平均的平面二維水流-水質模型，借助SMS軟件，利用有限元法對薛城小沙河人工濕地系統(tǒng)內(nèi)的流場、濃度場進行模擬研究。通過對人工濕地系統(tǒng)內(nèi)不同的進出水方式進行模擬，得出以下結論：
　　 1、水流的流動狀態(tài)和水力學

3、特性足維持人工濕地系統(tǒng)正常運行以及充分發(fā)揮凈化效果的一個重要岡素，人工濕地系統(tǒng)內(nèi)水流流態(tài)介于推流式和完全混合式之問。
　　 2、人工濕地系統(tǒng)內(nèi)存在滯留區(qū)和短流現(xiàn)象，濕地局部區(qū)域未被充分利用。出水口位置的選擇對水力流念有較大影響，出水口位置設計合理有利于充分利用濕地面積，可避免“短路”現(xiàn)象。
　　 3、通過數(shù)學模擬計算和分析，從六種進、出水方案中得出：均勻進水、2＃出水口單獨出水的方案2以及均勻進水、1＃和2＃出水口同時出