【摘要】：灞河作為穿越西安市的主要河道,在西安的發(fā)展中扮演著關(guān)鍵角色。本研究以灞河流域?yàn)閷?duì)象,對(duì)灞河流域進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)以及生態(tài)干擾評(píng)估,深入剖析灞河流域現(xiàn)存問(wèn)題,并根據(jù)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果選取藍(lán)田段和mP灞生態(tài)區(qū)段進(jìn)行水動(dòng)力-水質(zhì)模擬研究,最終以上述各研究結(jié)果為基礎(chǔ),針對(duì)灞河流域不同河段的問(wèn)題,提出河道生態(tài)修復(fù)建議及對(duì)策。具體研究成果如下:(1)對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)以及收集的資料進(jìn)行歸納整理,運(yùn)用單因子評(píng)價(jià)法和灰色關(guān)聯(lián)評(píng)價(jià)法對(duì)灞河流域進(jìn)行水質(zhì)評(píng)價(jià)。單因子評(píng)價(jià)法得出氮的含量高是導(dǎo)致灞河水質(zhì)變差的主要因素;灰色關(guān)聯(lián)度法評(píng)價(jià)結(jié)果為:灞河源頭及上游河段水質(zhì)較好,但隨著水流的進(jìn)程水體污染在逐漸增加,在經(jīng)過(guò)mP灞交匯口后,由于mP河V類水的匯入,導(dǎo)致主河道水體降至V類標(biāo)準(zhǔn),從第五污水廠出水口至灞河入渭河口水質(zhì)又恢復(fù)為IV類水。(2)由生態(tài)干擾評(píng)估結(jié)果得出:其中水質(zhì)達(dá)標(biāo)率、生物多樣性指數(shù)、緩沖帶植被寬三項(xiàng)指標(biāo)數(shù)值較大,分別為0.125、0.123、0.122,由此說(shuō)明人類活動(dòng)對(duì)上述三項(xiàng)指標(biāo)的干擾較為強(qiáng)烈。根據(jù)水質(zhì)評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)現(xiàn):水體經(jīng)流藍(lán)田段和mP灞生態(tài)區(qū)段后,水質(zhì)發(fā)生明顯變化,故選取灞河流域兩個(gè)主要城市河段進(jìn)行模擬研究。在水動(dòng)力模型的基礎(chǔ)上構(gòu)建符合溺河流域特色的水動(dòng)力-水質(zhì)模型,并利用實(shí)測(cè)值與模擬值進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證模型的適用性。(3)運(yùn)用MIKE21水動(dòng)力模型分析了不同水文年下研究區(qū)域的流場(chǎng)特性,計(jì)算結(jié)果表明:在豐水年20%保證率、平水年50%保證率和枯水年95%保證率下,灞河藍(lán)田段研究區(qū)域整體流速基本處于0-0.1198m/s、0-0.1006m/s、0-0.070m/s之間,其中在部分區(qū)域出現(xiàn)流速增大的現(xiàn)象。在與輞川河匯流的區(qū)域,因受到灞河左岸地形的擾動(dòng),部分水體向左側(cè)偏移與輞川河水體交匯后共同流向藍(lán)田1號(hào)壩。在豐水年20%保證率水力計(jì)算條件下,mP灞生態(tài)區(qū)的流速基本處于0-0.073m/s之間;在平水年5 0%保證率下的速度分布規(guī)律基本與豐水年保持一致,大部分區(qū)域流速處于0-0.073m/s之間;在枯水年95%保證率的水力計(jì)算條件下流速出現(xiàn)明顯下降趨勢(shì),由于灞河主河道上游來(lái)水量減少,導(dǎo)致主體流速減小到0-0.030m/s之間,研究區(qū)域水體沿著河道走向由南向北流動(dòng),而mP河區(qū)域水力條件較差。(4)在水動(dòng)力模型的基礎(chǔ)上引入ECO Lab水質(zhì)模塊,可反映灞河主要城市河段水流及各狀態(tài)變量運(yùn)移變化的真實(shí)情況。由模擬結(jié)果可知:輞川河與mP河水體在匯入灞河主河道時(shí),匯流水體對(duì)灞河水體擾動(dòng)面積的大小主要受控于匯流前兩條河流的水流速度以及各狀態(tài)變量之間的濃度差異,交匯區(qū)流速發(fā)生顯著變化,導(dǎo)致擾動(dòng)面積也隨之改變。(5)灞河上游來(lái)流量與各狀態(tài)變量的線性擬合結(jié)果表明:DO、COD、NO3與流量Q之間存在顯著線性正相關(guān)關(guān)系,NH4、Chla與流量Q之間存在顯著負(fù)線性相關(guān)關(guān)系。NO2與流量Q之間無(wú)線性相關(guān)關(guān)系。(6)根據(jù)水質(zhì)評(píng)價(jià)及河道生態(tài)干擾評(píng)估結(jié)果,針對(duì)灞河流域生態(tài)受損河段,提出河道生態(tài)修復(fù)建議及對(duì)策。欲構(gòu)建完善的流域生態(tài)系統(tǒng),在改善水質(zhì)的前提下,根據(jù)生態(tài)治理要求建設(shè)河道,通過(guò)水生動(dòng)植物的聯(lián)合放養(yǎng),修復(fù)生物遷移、繁衍生息的生態(tài)空間,為流域水質(zhì)改善和生態(tài)治理起到積極作用。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X171.4
【圖文】：

圖 1-1 傳統(tǒng)方法與創(chuàng)新方法對(duì)比圖Fig.1-1 Comparison of traditional methods and innovative methods力模型的研究型可運(yùn)用數(shù)學(xué)方程來(lái)處理傳統(tǒng)方法難以解決的難題，因而被廣泛用。水動(dòng)力數(shù)學(xué)模型擁有久遠(yuǎn)的發(fā)展進(jìn)程，在運(yùn)行過(guò)程中能夠高精度地況。通過(guò)對(duì)水力參數(shù)的設(shè)定，使模型的處理過(guò)程與實(shí)際情況盡量保持布和蒸發(fā)量以及風(fēng)場(chǎng)的影響，都可以依照實(shí)際情況將其導(dǎo)入模型中進(jìn)操作性強(qiáng)等特征，在研究河流、海洋、湖泊等條件下的流體運(yùn)動(dòng)規(guī)。水動(dòng)力模型是通過(guò)數(shù)值離散法以及控制方程組對(duì)水體流動(dòng)進(jìn)行求解環(huán)境下的具體運(yùn)動(dòng)軌跡[33]。學(xué)家圣維南提出的一維淺水方程組為河流水動(dòng)力模擬奠定了研究基 Hansen[34]將一維模型加入縱向深度提升為二維模型，利用二維模型游流量和深度發(fā)生改變進(jìn)行了驗(yàn)證。王惠中等[35]在太湖風(fēng)生流研究的垂向渦粘系數(shù)引入到水動(dòng)力方程中，研究結(jié)果顯示水體縱向流速[36]

11圖 2-1 灞河流域圖Fig.2-1 Bahe River Basin map2.1.1 河流水系灞河發(fā)源于西安市藍(lán)田縣灞源鎮(zhèn)，并從南至北先后經(jīng)流西安市藍(lán)田縣、灞橋區(qū)和未央?yún)^(qū)，最終于西安市高陵區(qū)匯入渭河。灞河因其右岸有較多支流匯入，主要有十里河、白馬河、沙河等，而在灞河左岸僅有清河、輞川河以及mP河匯入其中，故而灞河流域?yàn)樽笥也粚?duì)稱水系。mP河作為灞河的第一大支流，其發(fā)源于湯峪鄉(xiāng)秦嶺北側(cè)，并于西安市灞橋區(qū)匯入灞河主河道，mP河全長(zhǎng) 63.5km，流域面積 760km2，故灞河也被稱為mP灞河。表 2-1 為灞河及mP河各主要支流以及河流的特征。

特征的污染狀況。灞河上游主要承受農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活污水排放帶來(lái)的污染，有機(jī)物、超標(biāo)。灞河下游，由于人類活動(dòng)較為密集導(dǎo)致水質(zhì)明顯下降；在mP灞交匯區(qū)以下，因Ⅴ類水的匯入，再加之工業(yè)廢水以及沿岸生活污水的排入，造成灞河下游污染嚴(yán)重的，流域水質(zhì)降為Ⅳ類，甚至局部出現(xiàn)Ⅴ類水。.3 灞河流域存在問(wèn)題灞河流域地處西北半干旱地區(qū)，水環(huán)境矛盾逐漸突現(xiàn)。近年來(lái)，隨著社會(huì)的進(jìn)步，越多工業(yè)廢水、生活污水和農(nóng)業(yè)灌溉排水流進(jìn)灞河，導(dǎo)致水體水質(zhì)變差，生物多樣性，河水自凈能力及對(duì)抗干擾的緩沖力下降，使得生態(tài)環(huán)境發(fā)展失衡，水環(huán)境出現(xiàn)問(wèn)3.1 灞河源頭存在問(wèn)題1）河道污染灞河源頭至灞源鎮(zhèn)的河段，水質(zhì)較好，經(jīng)實(shí)地取樣檢測(cè)可達(dá)Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。河岸植密，生態(tài)環(huán)境較好。但因河道沿岸人為活動(dòng)較頻繁，存在生活垃圾直接丟入河道的現(xiàn)象響自然景觀并損壞生態(tài)環(huán)境。

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1 徐英哲;;灞河——美麗的家園[J];陜西畫報(bào);2018年05期

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本文編號(hào)：2750741