三峽庫區(qū)流域富營養(yǎng)化污染行為的自組織臨界性研究.pdf

1、水體富營養(yǎng)化作為一個全球性的環(huán)境問題，越來越受到人們的關注，而三峽工程對生態(tài)環(huán)境的影響可能更是大家關注的焦點，三峽水庫在帶來巨大綜合效益的同時也將極大地改變長江流域三峽庫區(qū)的生態(tài)環(huán)境。在天然狀況下庫區(qū)江段總磷總氮濃度近年來一直偏高，隨著三峽水庫截流，庫區(qū)出現(xiàn)了流速減緩、消落帶形成和內(nèi)潮汐運動等現(xiàn)象，使得水體自凈化能力進一步降低，從而對庫區(qū)水環(huán)境構成了威脅，故庫區(qū)水域的富營養(yǎng)化預測是三峽水庫水污染綜合防治過程中急需研究的重要課題。本文通過

2、分析富營養(yǎng)化的成因和機理，結合三峽庫區(qū)氣候、水文、水質指標等，類比分析了三峽水庫在成庫過程中和成庫以后庫區(qū)生態(tài)系統(tǒng)相關要素的變化趨勢，探討了富營養(yǎng)化發(fā)生的可能性和主要誘發(fā)因子，初步確定了三峽庫區(qū)水體富營養(yǎng)化污染的氮磷濃度條件，為進一步深入研究和預測庫區(qū)富營養(yǎng)化污染提供了參考意見。 隨著對富營養(yǎng)化機理的深入研究和計算機技術的發(fā)展，富營養(yǎng)化行為的數(shù)值模擬有了長足進步，本文對富營養(yǎng)化模型的研究進展做了綜合評述。同時，為了有效研究富營養(yǎng)

3、化污染物在流域環(huán)境中的演化過程、遷移模式、結構形態(tài)和全局動力學行為，本文利用數(shù)學物理手段，結合環(huán)境科學理論，探討了將自組織臨界性理論和沙堆模型引入到水域富營養(yǎng)化污染領域的研究。在BTW沙堆模型的基礎上，借助多象限、優(yōu)先級和表觀摩擦系數(shù)等概念，提出了兩個改進算法，構建了兩個更具真實物理意義的自組織臨界性沙堆模型。通過大量仿真計算，研究了模型各控制參量對沙堆自組織臨界特性的影響規(guī)律，并借助內(nèi)能、結構熵和自由能的概念，對沙堆系統(tǒng)進行了熱力學分