【摘要】： 中國正面臨著嚴重的水質(zhì)危機,大量湖泊、水庫處于富營養(yǎng)狀態(tài),直接威脅到飲用水安全。三峽水庫運行后所造成支流水體富營養(yǎng)化問題已經(jīng)顯現(xiàn),一些支流開始發(fā)生水華現(xiàn)象。在點源污染逐步得到控制的情況下,非點源的氮、磷的匯入便成為富營養(yǎng)化的重要因素。 構(gòu)建流域分布式非點源污染模型是對流域泥沙、污染物進行量化,并研究它們的變化規(guī)律的有效方法。本文首先參照分布式水文模型的通用框架,建立了能夠描述土地覆被、土壤水力特性的坡面單元產(chǎn)流計算子模型和河網(wǎng)匯流計算子模型,然后將土壤侵蝕/輸移模型和污染物輸移模型嵌入到兩個子模型中,形成分布式非點源污染模型,在總體框架的構(gòu)建方面取得了新的發(fā)展。 對分布式非點源污染模型的支撐技術(shù)進行了系統(tǒng)研究:以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的多叉樹理論為基礎(chǔ)提出了自動建立子流域拓撲關(guān)系的新算法;采用“+1”分級與Strahler分級的河網(wǎng)生成算法,實現(xiàn)了同級河段的多線程并行匯流計算及擴散波與動力波匯流計算的自動搭接。 利用Visual C++開發(fā)環(huán)境結(jié)合GIS、數(shù)據(jù)庫和多線程并行計算等多種技術(shù),開發(fā)了綜合計算平臺。該計算平臺具備了通用模型系統(tǒng)的基本功能及擴展功能,即前處理、模型計算、后處理功能,重視功能模塊間的組織和配合,具有較強的適應(yīng)性和可擴展性。平臺的數(shù)據(jù)自動提取、制備功能得以增強,支持基于數(shù)據(jù)庫和基于文件的數(shù)據(jù)流模式,能夠支持Access、Oracle多種流行數(shù)據(jù)庫格式。坡面計算采用多線程并行計算機制,能充分發(fā)揮多核計算機的工作效能。 選取香溪河流域作為研究對象,收集整理了流域內(nèi)的水文、氣象、土地、植被等數(shù)據(jù),同時計入工業(yè)、農(nóng)業(yè)及生活排水量和排污量,對流域內(nèi)的水文動態(tài)過程進行了模擬,并與流域內(nèi)的興山水文站的資料進行了對比驗證。在水文模擬的基礎(chǔ)上,對土壤侵蝕和氮磷污染負荷的變化過程、規(guī)律進行了模擬研究。結(jié)果表明,流域內(nèi)的土壤侵蝕量與短時降雨強度正相關(guān);月平均總氮濃度與降雨量存在明顯的正相關(guān),而月平均總磷濃度則主要受人類生產(chǎn)生活的影響;三峽蓄水后,隨著污染物在香溪河庫灣內(nèi)的蓄積,庫灣內(nèi)的水質(zhì)將有可能進一步惡化。
【圖文】：

填洼原理示意圖

即統(tǒng)計每個單元格相鄰的 8 個單元格有多少個單位可以得到該區(qū)域水流累積數(shù)字矩陣。在此過程中實際上陣，如果考慮特殊情況（如降水不均勻），則可以使用特定算水流累計值，但一般默認權(quán)值取 1。根據(jù)前述規(guī)則，，圖向矩陣生成的水流累積矩陣的示例。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：X522

【引證文獻】

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本文編號：2631734