本文關(guān)鍵詞：南水北調(diào)東線魯北干線水質(zhì)模擬研究

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【摘要】：南水北調(diào)工程是我國一項(xiàng)重大戰(zhàn)略性工程,對解決山東半島、華北地區(qū)水資源緊缺問題具有重要意義。由于東線工程經(jīng)過南四湖、東平湖,渠線距離長,建筑物多,途徑工業(yè)發(fā)達(dá)或農(nóng)業(yè)法密集區(qū),污染源分散、復(fù)雜。水環(huán)境形勢較為嚴(yán)峻。在南水北調(diào)長距離的輸水調(diào)度中,水質(zhì)能否達(dá)標(biāo)度,是調(diào)水成功的關(guān)鍵。在整個東線的調(diào)水渠道中,污染源最多的在山東段,而山東段主要集中在南四湖和魯北干線。膠東干線采用與其它河道采用全立交形式,極大的減少了污染途徑。但是魯北干線與相交河道為平交形式,周圍河道、農(nóng)田均可向干渠排污。因此魯北干線的水質(zhì)安全是整個調(diào)水系統(tǒng)的水質(zhì)安全的核心。本文根據(jù)魯北干線的特點(diǎn),以及污染物運(yùn)移的特征,建立了魯北干線污染物運(yùn)移數(shù)值模擬模型,編制了程序。并針對魯北干線對水溫、藻類、BOD、有機(jī)磷、氨氮等遷移過程進(jìn)行了模擬。為比較冬、夏不同季節(jié)污染物對輸水的影響,進(jìn)一步模擬了不同季節(jié)輸水時污染物運(yùn)移過程。以典型突發(fā)水污染事故為例進(jìn)行了數(shù)值模擬,并對不同調(diào)控方案仿真模擬,比較調(diào)控效果。為保護(hù)南水北調(diào)的水文生態(tài)系統(tǒng)提供參考依據(jù)。主要研究內(nèi)容如下:建立水污染數(shù)值模擬模型。水動力模擬分別采用一維恒定流模型和一維非恒定流模型。前者用于正常輸水期,后者用于事故應(yīng)急工況下的模擬。污染物運(yùn)移采用一維對流擴(kuò)散方程。根據(jù)水污染模擬數(shù)值模型編寫模擬程序,程序包括恒定流模擬、非恒定流模擬、水污染模擬、源匯項(xiàng)計(jì)算、熱平衡計(jì)算等模塊。根據(jù)魯北干線的實(shí)際情況和斷面水力特性,建立魯北干線水污染模擬模型。構(gòu)建水質(zhì)模型中各源匯項(xiàng)計(jì)算方法,設(shè)定水污染模擬數(shù)值模型的邊界條件。通過設(shè)定魯北干線進(jìn)口(代表東平湖出口水質(zhì))水質(zhì)變化因素,模擬污染物沿程變化過程,分析東平湖出口水質(zhì)對魯北干線水質(zhì)的影響。模擬的污染物指標(biāo)包括水溫、DO、BOD、有機(jī)磷、氨氮、亞硝酸鹽、硝酸鹽、有機(jī)氮、正磷酸鹽等。根據(jù)夏、冬季輸水的氣候條件、水溫條件,以藻類為典型污染物,模擬冬、夏不同季節(jié)輸水時,污染物沿程、斷面變化情況。對典型突發(fā)水污染事故進(jìn)行模擬預(yù)測;針對突發(fā)事件可能出現(xiàn)的不同程度,模擬比較不同的調(diào)度方案,為突發(fā)水污染事件給予合理建議。
【關(guān)鍵詞】：南水北調(diào)東線魯北干線 數(shù)學(xué)模型 水質(zhì)模擬
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TV68
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.1.1 研究背景11
• 1.1.2 研究意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 水動力模型研究進(jìn)展13-14
• 1.2.2 水質(zhì)模型研究進(jìn)展14-15
• 1.3 研究目標(biāo)及主要研究內(nèi)容15-16
• 1.4 技術(shù)路線圖16-17
• 第二章 工程概況及水力要素17-23
• 2.1 南水北調(diào)東線概況17-19
• 2.1.1 南水北調(diào)東線山東段工程概況17-18
• 2.1.2 南水北調(diào)東線魯北段工程概況18
• 2.1.3 水環(huán)境狀況18-19
• 2.2 河道及其斷面水力學(xué)要素的確定19-23
• 2.2.1 小運(yùn)河輸水河工程19-20
• 2.2.2 七一·六五河輸水河工程20-21
• 2.2.3 渠道糙率21
• 2.2.4 綜合衰減系數(shù)的率定21-23
• 第三章 數(shù)學(xué)模型的建立23-41
• 3.1 南水北調(diào)東線魯北干線水動力模型23-29
• 3.1.1 恒定流控制方程23
• 3.1.2 非恒定流控制方程23-24
• 3.1.3 Saint-Venant方程組的離散24-27
• 3.1.4 方程組的求解27-29
• 3.2 南水北調(diào)東線魯北干線水質(zhì)模型29-41
• 3.2.1 一維對流擴(kuò)散方程31
• 3.2.2 水質(zhì)方程的離散31-32
• 3.2.3 水質(zhì)方程的求解32-34
• 3.2.4 水質(zhì)變量源匯項(xiàng)計(jì)算34-39
• 3.2.5 藻類生長模型基本方程及其求解39-41
• 第四章 南水北調(diào)東線魯北干線水質(zhì)數(shù)值模擬41-57
• 4.1 水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)41-42
• 4.2 典型時段東平湖水質(zhì)對魯北段沿線水質(zhì)影響42-50
• 4.2.1 邊界條件設(shè)定及模擬過程42-47
• 4.2.2 模擬結(jié)果47-50
• 4.3 冬季輸水和夏季輸水對水質(zhì)的影響50-53
• 4.3.1 邊界條件設(shè)定及模擬過程50-52
• 4.3.2 模擬結(jié)果52-53
• 4.4 典型水污染事故模擬53-57
• 4.4.1 邊界條件設(shè)定及模擬過程54
• 4.4.2 典型突發(fā)水污染事故一54-55
• 4.4.3 典型突發(fā)水污染事故二55-57
• 第五章 結(jié)論與建議57-59
• 5.1 結(jié)論57-58
• 5.2 建議58-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 致謝63-65
• 附錄65

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：524203