發(fā)布時間：2020-06-07 06:51

【摘要】：淮河水系鳳臺至淮南主城區(qū)段位于淮河中游,地處安徽省淮南市�；春幼晕飨驏|橫穿淮南市,在鳳臺縣附近受八公山的阻隔,河道曲折,受自然因素和人工開挖河渠的雙重影響,具有二道河、河心洲(上下六坊堤)等地形特點�；春幼鳛榛茨鲜兄匾乃蠘屑~,是工農業(yè)用水、居民飲用水源地,與淮南市的經濟發(fā)展、百姓的生活息息相關。但是由于氣候、地理、歷史等方面的原因,淮河中游河段極易發(fā)生洪水和干旱,且受人類工農業(yè)活動的影響,水質狀況也不容樂觀,部分監(jiān)測斷面水質甚至達到國家V類水。因此有必要對目標河段的水環(huán)境狀況展開深入研究,以便全面了解污染物在時間和空間上的影響深度和廣度。 本文以淮河水系鳳臺至淮南主城區(qū)為目標河段,上游起始斷面為淮南市鳳臺縣魯臺子水文站,下游終止斷面設為淮南市主城區(qū)田家庵區(qū)田家庵斷面,研究對淮河中游大斷面地形資料,部分年份的水文水質觀測資料進行了數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析。利用SMS(地表水模擬系統(tǒng))中二維水動力學模型RMA2和物質輸運模型RMA4,對目標河段特定年份豐水期和枯水期的水流水質狀況進行了模擬計算。通過本論文的研究,對淮河水系鳳臺至淮南主城區(qū)段水動力學擴散特征、水質要素的擴散輸移規(guī)律有了一定的認識,具體包括以下幾個方面： (1)以特定洪水年2003年的水文資料對目標河段進行糙率率定,率定結果為n=0.02。通過對2004年洪水期和2009年枯水期水位、流速的模擬值和觀測值比較,成功模擬了水位和流速的變化過程。相對誤差δ、平均誤差η、均方根誤差σ較小。誤差最小二乘法分析顯示相關性系數(shù)R2平均在0.95以上,模型精確度較高,為污染物輸運計算提供了可信的動力場。 (2)分汊流水動力學模擬計算得出鳳臺大橋附近分漢口處南北汊分流比約為4：1,南汊分出的二級支漢南北分流比為約3：1,交匯口處南北汊分流比約3：2。分汊流整體水流流場模擬顯示分漢型河道二道河以上河心洲(上六坊堤)分隔的南汊較北汊具有較好的通航條件,二道河以下河心洲(下六坊堤)分隔的南北汊通航能力較均衡。通過對上游不同流量級下交匯口處的流場模擬展示了交匯口處有河心灘出露,且為不穩(wěn)定灘地,并分析了灘地形成的原因及其演化趨勢。 (3)水質模擬對目標河段接納污染源進行了概化處理,對各排污口的排污量和排污濃度采取年平均統(tǒng)計分析方法,以豐水期2004年7月水質資料為基礎,對魯臺子斷面、平圩大橋斷面、田家庵斷面污染指標氨氮(NH3-N)、高錳酸鉀指數(shù)(CODMn)、重鉻酸鉀指數(shù)(CODcr)進行了計算,模擬值和實測值吻合度較好,研究表明豐水期污染物徑流輸入較大,污染物高濃度區(qū)隨著潁河向魯臺子推移,各下游斷面污染物濃度與潁河排污相關率高。并以氨氮(NH3-N)為例,展示了特定時刻點污染源的時空分布特征。通過對分汊河道六個特征點的污染物動態(tài)變化過程計算,顯示了豐水期受潁河口動態(tài)排污的影響,分汊型河道各漢分污整體均衡,局部存在一定差異,但差異規(guī)律不顯著。 (4)根據(jù)1956-2000年的實測流量資料,推求出魯臺子水文站95%、75%保證率下的設計流量,對水動力要素進行預測,結合目標河段沿淮排污口2003年全年排污資料,對鳳臺大橋斷面、平圩大橋斷面、田家庵斷面的污染指標氨氮(NH3-N)和化學需氧量(CODCr)進行預測,模擬結果分析表明：小流量下(枯水期),當上游來水為《地表水環(huán)境質量標準》Ⅲ類水濃度時,水質穩(wěn)定后下游各特征斷面污染指標濃度嚴重超標。其中鳳臺排污口排污對下游斷面水質“貢獻率”較大,尤其對于分汊型河道交匯口不遠處的平圩大橋斷面(淮南飲用水源區(qū)的代表斷面),受到上游污水和鳳臺排污的雙重影響,污染物產生聚集效應,難以擴散推移。為體現(xiàn)污染源在河道中分布的時空變化,研究中以P=75%來水條件為例,模擬了不同時刻點CODCr在河道中的擴散狀態(tài),得出污染源排污強度和上游來水的水動力條件為制約下游水質的主要因素。
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TV14;X522

【參考文獻】

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1 余文疇;長江中下游河道水力和輸沙特性的初步分析──初論分汊河道形成條件[J];長江科學院院報;1994年04期

2 錢寧;關于河流分類及成因問題的討論[J];地理學報;1985年01期

3 蔡成鳳;劉友兆;;淮南市耕地資源生產潛力及人口承載能力研究[J];國土資源科技管理;2006年02期

4 王超,朱黨生,程曉冰;地表水功能區(qū)劃分系統(tǒng)的研究[J];河海大學學報(自然科學版);2002年05期

5 史鐵錘;王飛兒;方曉波;;基于WASP的湖州市環(huán)太湖河網(wǎng)區(qū)水質管理模式[J];環(huán)境科學學報;2010年03期

6 儲鏖;Delft3D在天文潮與風暴潮耦合數(shù)值模擬中的應用[J];海洋預報;2004年03期

7 賁鵬;倪晉;;淮河蚌埠閘至老子山段一維水動力數(shù)學模型研制及應用[J];江淮水利科技;2010年02期

8 魯海燕;SMS模型在杭州灣潮流模擬中的應用[J];浙江水利科技;2003年03期

9 杜平安;有限元網(wǎng)格劃分的基本原則[J];機械設計與制造;2000年01期

10 賈海峰;張巖松;何苗;;北京水系多藻類生態(tài)動力學模型[J];清華大學學報(自然科學版)網(wǎng)絡.預覽;2009年12期

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本文編號：2701028