水閘調度對河流水質作用機制及可調性研究.pdf

1、水是人類不可缺少的寶貴資源,為了滿足人類對水資源合理分配的要求,河道上修建了大量的水閘等水利工程。然而,水閘的存在改變了天然河流的水流狀態(tài),并對水體中污染物的遷移轉化過程產生一定的影響。水閘對河流環(huán)境的負面影響已逐步被證實,目前,如何合理利用水閘調度改善河流水質,以及水閘調度與水質濃度變化的關系問題越來越受到研究人員的關注。本文從這些問題出發(fā),開展了以下幾個方面的具體工作:
　　 (1)閘控河段水質轉化機理及數學模型研制。以關閘

2、蓄水和開閘放水兩個階段污染物的遷移轉化規(guī)律,對閘控河段水質轉化關系進行分析發(fā)現:關閘蓄水時,污染物的遷移轉化主要以沉降作用為主;而開閘放水時,污染物的遷移轉化主要以底泥的再懸浮作用為主。在此基礎上,構建了具有嚴格物理機制的水閘調度影響模型,包括基于水閘調控的一維水動力模型和考慮底泥作用的水環(huán)境模型,并根據實測資料對模型進行參數率定和模擬結果的驗證,模型能較好的模擬上述污染物遷移轉化過程。
　　 (2)水質濃度影響因子識別及量化關

3、系研究。閘控河段水質濃度變化過程主要受上游來水條件和區(qū)間排污過程的影響,同時還受到水閘調度方式的影響。因此,在評估上述影響因子對水質濃度的影響的基礎上,進一步構建了水閘調度與水質濃度、污染物負荷與水質濃度的量化關系。結果表明,閘控水質濃度變化率與水閘調度方式(閘門開度、閘門開啟個數)有乘冪關系、與來水污染負荷有對數關系,間接的反映出了閘控河段水閘調度、污染負荷與水質濃度變化之間的復雜非線性關系。
　　 (3)水閘對水質改善的可調

4、性研究。主要從可調性定義及內涵的界定,可調性判別方法展開討論,并對槐店閘、周口閘、阜陽閘和潁上閘的可調性進行了判別,進而發(fā)現,水閘在污染負荷較大時,水閘調度對水質有較好的改善作用(即可調性較好),但污染負荷較小時,水閘調度對水質改善的可調性較差,甚至無可調性。
　　 (4)研發(fā)了閘壩調控對水質影響模擬與關系識別系統(tǒng)。以計算機可視化技術為支撐,運用相關理論,以實用為主要開發(fā)原則,開發(fā)出適應于水閘調度、排污及暴雨對河流水質影響模擬的