水閘調(diào)度對河流水質(zhì)作用機(jī)制及可調(diào)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(zhuǎn)化過程產(chǎn)生一定的影響。水閘對河流環(huán)境的負(fù)面影響已逐步被證實,目前,如何合理利用水閘調(diào)度改善河流水質(zhì),以及水閘調(diào)度與水質(zhì)濃度變化的關(guān)系問題越來越受到研究人員的關(guān)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(zhì)轉(zhuǎn)化機(jī)理及數(shù)學(xué)模型研制。以關(guān)閘

2、蓄水和開閘放水兩個階段污染物的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律,對閘控河段水質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn):關(guān)閘蓄水時,污染物的遷移轉(zhuǎn)化主要以沉降作用為主;而開閘放水時,污染物的遷移轉(zhuǎn)化主要以底泥的再懸浮作用為主。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建了具有嚴(yán)格物理機(jī)制的水閘調(diào)度影響模型,包括基于水閘調(diào)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(jù)實測資料對模型進(jìn)行參數(shù)率定和模擬結(jié)果的驗證,模型能較好的模擬上述污染物遷移轉(zhuǎn)化過程。
　　 (2)水質(zhì)濃度影響因子識別及量化關(guān)

3、系研究。閘控河段水質(zhì)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(diào)度方式的影響。因此,在評估上述影響因子對水質(zhì)濃度的影響的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步構(gòu)建了水閘調(diào)度與水質(zhì)濃度、污染物負(fù)荷與水質(zhì)濃度的量化關(guān)系。結(jié)果表明,閘控水質(zhì)濃度變化率與水閘調(diào)度方式(閘門開度、閘門開啟個數(shù))有乘冪關(guān)系、與來水污染負(fù)荷有對數(shù)關(guān)系,間接的反映出了閘控河段水閘調(diào)度、污染負(fù)荷與水質(zhì)濃度變化之間的復(fù)雜非線性關(guān)系。
　　 (3)水閘對水質(zhì)改善的可調(diào)

4、性研究。主要從可調(diào)性定義及內(nèi)涵的界定,可調(diào)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(diào)性進(jìn)行了判別,進(jìn)而發(fā)現(xiàn),水閘在污染負(fù)荷較大時,水閘調(diào)度對水質(zhì)有較好的改善作用(即可調(diào)性較好),但污染負(fù)荷較小時,水閘調(diào)度對水質(zhì)改善的可調(diào)性較差,甚至無可調(diào)性。
　　 (4)研發(fā)了閘壩調(diào)控對水質(zhì)影響模擬與關(guān)系識別系統(tǒng)。以計算機(jī)可視化技術(shù)為支撐,運(yùn)用相關(guān)理論,以實用為主要開發(fā)原則,開發(fā)出適應(yīng)于水閘調(diào)度、排污及暴雨對河流水質(zhì)影響模擬的