WASP水質(zhì)模型在南水北調(diào)東線南四湖水質(zhì)預(yù)測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、南水北調(diào)是借助于先進(jìn)的工程技術(shù)手段來優(yōu)化配置中國水資源的一項(xiàng)宏偉工程?？偡桨赣蓶|線、中線和西線調(diào)水三個(gè)基本方案組成，分別從長江上、中、下游調(diào)水，以滿足西北、華北各地發(fā)展要求。東線工程是我國南水北調(diào)工程總體布局的重要組成部分，但該工程沿線水質(zhì)污染較重，尤其是黃河以南段的部分地區(qū)水污染問題比較突出，對(duì)調(diào)水水質(zhì)構(gòu)成了威脅。為了體現(xiàn)“先節(jié)水、后調(diào)水，先治污、后通水，先環(huán)保、后用水”的原則，確保東線工程的調(diào)水水質(zhì)，必須采取有力措施治理水污染。

2、r>　　 南四湖是南水北調(diào)東線的必經(jīng)之路，也是東線調(diào)水的調(diào)蓄湖泊，根據(jù)南水北調(diào)東線工程規(guī)劃，一期工程下級(jí)湖蓄水位由32.5m提高至33.0m，而上級(jí)湖將保持現(xiàn)狀設(shè)計(jì)蓄水位34.2m，利用湖泊自身進(jìn)行槽蓄。在調(diào)水期上、下級(jí)湖水流流向由原來的自北向南自然流向通過泵站提水將變?yōu)橛赡舷虮钡牧飨颉?br>　　 由于南四湖的特有地理位置和水文特點(diǎn)，南水北調(diào)東線干線山東境內(nèi)規(guī)劃的調(diào)蓄水庫雖然還有東平湖及新建大屯、東湖、雙王城3座平原水庫，但南四湖

3、因緊鄰調(diào)水上游地區(qū)江蘇省徐州市，因此該湖泊的調(diào)蓄能力和水資源狀況直接影響整個(gè)山東供水的保證率，對(duì)未來向河北、天津送水也將起到至關(guān)重要的配置作用。
　　 論文借助USEPA研發(fā)并推薦使用的水質(zhì)分析模擬程序WASP，結(jié)合南四湖地形特征、調(diào)水工況、水文條件、水力學(xué)原理和污染物輸移擴(kuò)散規(guī)律與混合特性等，選取南四湖為研究對(duì)象，按照國家水體污染控制與治理科技重大專項(xiàng)項(xiàng)目(編號(hào):2009ZX07210-007)的考核指標(biāo)要求，利用2008～2

4、009年水質(zhì)數(shù)據(jù)，建立了南四湖上、下級(jí)湖水體富營養(yǎng)化及簡(jiǎn)單有毒污染物模型，對(duì)湖泊主要污染物的分布規(guī)律與分布特征進(jìn)行了模擬研究，預(yù)測(cè)了南水北調(diào)東線調(diào)水后，南四湖出水口水質(zhì)是否能達(dá)到國家地表水Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。通過研究分析，論文得出如下研究結(jié)論:
　　 (1)根據(jù)2008年南四湖上級(jí)湖中二級(jí)壩和南陽島的水質(zhì)數(shù)據(jù)，建立的南四湖上級(jí)湖富營養(yǎng)和簡(jiǎn)單污染物模型，模擬曲線與實(shí)測(cè)散點(diǎn)的變化趨勢(shì)基本一致。在模擬2009年南陽島和二級(jí)壩水質(zhì)數(shù)據(jù)時(shí)，存在

5、一定程度的誤差，通過微調(diào)參數(shù)，最終建立的南四湖水質(zhì)模型，二級(jí)壩DO和CODCr模擬值與實(shí)測(cè)值保持良好的一致性，其相對(duì)誤差絕對(duì)值的平均值分別為6.9％和12.4％;BOD5和總氮次之，其相對(duì)誤差絕對(duì)值的平均值分別為16.9％和30.6％。南陽島模擬情況與二級(jí)壩類似，同樣DO和CODCr模擬情況優(yōu)于BOD5和總氮，分別是16.3％、18.9％、23.4％、22.4％。雖然最終建立的2009年南四湖上級(jí)湖富營養(yǎng)和簡(jiǎn)單污染物模型，在模擬準(zhǔn)確性上

6、存在一定問題，但對(duì)于預(yù)測(cè)調(diào)水后南四湖出水口水質(zhì)有著一定的指導(dǎo)意義。
　　 (2)基于WASP建立的南四湖下級(jí)湖模型，DO、BOD5、CODCr的預(yù)測(cè)結(jié)果較TN好;由于南四湖入、出湖河流大多為季節(jié)性河流，雨季產(chǎn)生徑流和行洪，旱季以污水排泄為主，因此DO、BOD5、CODCr的濃度值都呈現(xiàn)季節(jié)性變化。南四湖水質(zhì)一般是自北向南水質(zhì)逐漸變好，故大捐水質(zhì)一般都好于微山島東，但微山島東和大捐的TN濃度變化較為復(fù)雜，由于內(nèi)源釋放、湖內(nèi)農(nóng)業(yè)面源

7、和養(yǎng)殖污染源的嚴(yán)重影響，使得水質(zhì)復(fù)雜多變。
　　 (3)通過對(duì)WASP模型參數(shù)的率定，水溫、底泥需氧量、大氣復(fù)氧系數(shù)和流量對(duì)于溶解氧的靈敏度較高;生物需氧量對(duì)BOD5衰減系數(shù)、水溫和流量較為敏感;氨氮的主要影響因素為水溫、氨氮硝化速率常數(shù)和流量。
　　 (4)基于WASP所建立的南四湖水質(zhì)模型，對(duì)南四湖調(diào)水后水質(zhì)指標(biāo)CODCr和TN進(jìn)行模擬，上級(jí)湖出水口TN濃度從10月份開始逐月上升，至12月中旬達(dá)到穩(wěn)定，濃度為1.14

8、mg/L，接近Ⅲ類水，較調(diào)水前全湖TN濃度平均值0.97mg/L上升了14％。CODCr濃度在11月～12月呈波動(dòng)上升趨勢(shì)，到1月份達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，濃度為21.12mg/L，較調(diào)水前濃度下降了2.4％，屬于地表水Ⅳ類水。下級(jí)湖出水口TN在11月～12月中旬，TN值上升較快，至12月11號(hào)達(dá)到最大值，然后TN值變小，在1月底達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，濃度為0.92mg/L，較調(diào)水前南四湖全湖TN平均值0.97mg/L，下降了5.16％。CODCr濃度從