近年來(lái),我國(guó)很多城市都相繼修建了城市人工湖,用以改善市民生活環(huán)境。對(duì)于資源缺水型與水質(zhì)缺水型城市而言,補(bǔ)水方案的優(yōu)劣將直接影響人工湖置換水體的有效利用率,為確保人工湖達(dá)到正常運(yùn)行目標(biāo),對(duì)人工湖的補(bǔ)水方式進(jìn)行優(yōu)化研究就顯得十分必要。本文基于MIKE21數(shù)值模擬軟件,以海東市人工湖為研究對(duì)象,建立了二維水動(dòng)力-水質(zhì)模型,并對(duì)多個(gè)影響因素條件下不同補(bǔ)水方案的效果進(jìn)行數(shù)值模擬研究。(1)結(jié)合國(guó)內(nèi)外的研究進(jìn)展和人工湖補(bǔ)水的實(shí)際需求,提出了以換水率和流速作為評(píng)價(jià)人工湖補(bǔ)水效果的指標(biāo),在此基礎(chǔ)上開展多因素的補(bǔ)水方案評(píng)價(jià),選出較優(yōu)補(bǔ)水方案并結(jié)合水質(zhì)模型對(duì)其補(bǔ)水效果進(jìn)行驗(yàn)證;(2)通過(guò)對(duì)比不同入水口數(shù)量及不同進(jìn)水形式下人工湖內(nèi)的換水率及流速,發(fā)現(xiàn)三個(gè)入水口的方案優(yōu)于單、雙入水口的方案。此外,在以正對(duì)出口的3#入水口為主入水口的基礎(chǔ)上,采用三個(gè)入水口分時(shí)段交錯(cuò)補(bǔ)水的方案比三個(gè)入水口同時(shí)補(bǔ)水的方案最小換水率顯著增加,補(bǔ)水效果有所增強(qiáng);(3)在引水總量一定時(shí),比較分析了四組補(bǔ)水周期方案下的補(bǔ)水效果。結(jié)果表明:以15天作為換水周期方案的湖區(qū)換水率要顯著高于補(bǔ)水周期為30天、6天以及3天的方案,平均換水率高達(dá)72.69%;(4)通過(guò)比較兩組湖心島形狀方案下的湖區(qū)換水率以及流場(chǎng),得出湖心島的形狀對(duì)人工湖內(nèi)的流場(chǎng)有一定的影響,湖心島的形態(tài)應(yīng)當(dāng)盡可能的圓潤(rùn),避免出現(xiàn)凹凸交錯(cuò)的形狀,否則不利于湖區(qū)水體交換;(5)通過(guò)分析東南風(fēng)和北風(fēng)對(duì)人工湖換水率的影響,發(fā)現(xiàn)風(fēng)速對(duì)人工湖換水率的影響較為明顯,而風(fēng)向?qū)Q水率基本沒(méi)有影響。且這兩種風(fēng)應(yīng)力對(duì)湖體流場(chǎng)的影響較大,與無(wú)風(fēng)情況相比,流速提高了3倍以上;(6)最后基于上述多參數(shù)評(píng)價(jià)下確定的較優(yōu)補(bǔ)水方案,建立了水質(zhì)模型對(duì)所選方案進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)價(jià),結(jié)果表明該方案下的TN濃度被稀釋了70.0%,TP濃度被稀釋了68.8%。說(shuō)明上述各影響因素是確定最終補(bǔ)水方案的關(guān)鍵性因素。
【學(xué)位單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：P334.92;X143;X52

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本文編號(hào)：2814181