南水北調中線工程污染物輸移試驗模擬研究.pdf

1、我國水資源供需不匹配，其中南方水多北方水少，調水工程的建設對改善我國北方水資源短缺、優(yōu)化水資源配置意義深遠。南水北調中線多為明渠輸水，干渠上橋梁與水工建筑眾多，存在發(fā)生突發(fā)性水污染事故的風險，水污染事故發(fā)生時需要對渠道水質進行快速預測。本文以南水北調中線污染物運移特性研究為背景，在現場調查和模型試驗模擬的基礎上，研究了發(fā)生突發(fā)性水污染事件下污染物的輸移規(guī)律，提出了突發(fā)性水污染事件發(fā)生后的處理措施。主要研究內容如下:
　　(1)對N

2、aCl、紅墨水、氨氮、機油4種物質在渠道中進行了輸移模型試驗。研究結果表明，在通水流量為6.85×10-3m3/s情況下，NaCl、紅墨水、氨氮的濃度變化趨勢大致相同，四種投放物質在斷面2.5m時相對于監(jiān)測斷面0.5m處的稀釋度達到90％。
　　(2)在不考慮污染物輸移過程衰減的條件下，通過不同示蹤劑對渠道的縱向離散系數進行確定。結果顯示，在通水流量為6.85×10-3m3/s情況下，通過示蹤法計算結果(2.44 m2/s)與愛爾

3、德(Elder)經驗計算值(2.41m2/s)接近。利用室內模擬試驗的對污染物縱向擴散過程的分析在一定程度上能夠反映工程渠道中污染物的輸移狀況。
　　(3)現場調查的結果顯示，渠道中水體的含沙量在0.3～0.5kg/m3之間，濁度在0.8～1.7NTU之間。據南水北調中線局設立的自動水質監(jiān)測站的檢測結果，渠道中水質達到了Ⅱ類飲用水標準。現場測定水面的最大冰厚為0.9cm，且通過攔冰鎖后的最大冰厚為0.1cm，冰凍、泥沙對工程輸水的

4、影響很小。
　　(4)基于實測的數據結果與理論公式，驗證了污染物的縱向離散過程近似服從正態(tài)分布。針對于南水北調中線實際渠道中的氨氮污染進行了分析，通過一維水質模型公式推導出污染時長與污染物到達斷面的起始時間均為關于斷面位置x的二次函數方程，且方程的各項系數關于投放量w的表達式。在工程實際中，對于機油類不溶性污染物可通過過濾、撇油的方式進行處理;對于可溶性污染物，可根據污染物在確定斷面的污染時長，對污染水體進行分流處理。