作為一種重要的水體形式,水庫與人類的日常用水密切相關(guān)。Falls Lake水庫位于美國北卡羅來納州,為北卡州府羅利及其周邊地區(qū)提供生活用水。當(dāng)?shù)卣畬?duì)水庫的治理頗見成效,水質(zhì)狀況較歷史水平已有明顯改善。但近幾年的觀測(cè)資料顯示：水庫中Chl-a經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象。為了防止可能出現(xiàn)的水體富營養(yǎng)化問題,更加有效地保護(hù)水庫的水質(zhì),確保當(dāng)?shù)仫嬘盟馁|(zhì)量,有必要對(duì)水庫目前的水質(zhì)狀況以及演變趨勢(shì)進(jìn)行深入研究,以便全面了解水庫內(nèi)是否存在富營養(yǎng)化問題。如果已經(jīng)存在,那么將就富營養(yǎng)化問題對(duì)水庫水質(zhì)在時(shí)間和空間上產(chǎn)生的影響深度及廣度進(jìn)行研究分析,揭示各要素的對(duì)水質(zhì)狀況的影響機(jī)制,為管理方案的制定提供科學(xué)依據(jù)。本文以水庫及其周邊地區(qū)的水文、水質(zhì)及氣象觀測(cè)資料為基礎(chǔ),對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合分析,并利用一個(gè)三維富營養(yǎng)化-水動(dòng)力數(shù)值模型HEM-3D,對(duì)2005、2006、2007年水庫內(nèi)的水質(zhì)狀況進(jìn)行模擬研究。力求從生態(tài)動(dòng)力學(xué)角度揭示水庫內(nèi)能流、物流的循環(huán)特點(diǎn)。本文研究著重從以下幾方面進(jìn)行分析：1)水庫水質(zhì)在干、濕年份表現(xiàn)出來的特點(diǎn)和差異,以及形成這些特點(diǎn)和差異的根本原因；2)存在于下游深水區(qū)的季節(jié)性溫躍層對(duì)水質(zhì)狀況... 

【文章來源】：中國海洋大學(xué)山東省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：180 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
0 前言
1 研究背景
    1.1 研究區(qū)域地理狀況
    1.2 以前的研究
    1.3 本文的研究
        1.3.1 擬解決的問題
        1.3.2 研究的主要內(nèi)容
2 觀測(cè)資料分析
    2.1 資料來源
    2.2 本文研究所用資料
    2.3 實(shí)測(cè)截而分析
    2.4 氣象、水文資料分析
        2.4.1 氣象資料
        2.4.2 水位、水體交換量和降水關(guān)系
        2.4.3 水庫上、下游水溫特點(diǎn)
        2.4.4 大氣干、濕沉降
    2.5 水質(zhì)評(píng)估與分析
        2.5.1 上、下游水質(zhì)狀況的評(píng)估
        2.5.2 營養(yǎng)鹽來源及對(duì)水質(zhì)的影響
        2.5.3 限制元素
    2.6 小結(jié)
3 模型介紹
    3.1 模型結(jié)構(gòu)
    3.2 水動(dòng)力模型
        3.2.1 模型特征
        3.2.2 數(shù)值方案
        3.2.3 控制方程
    3.3 懸浮顆粒物輸運(yùn)模型
        3.3.1 控制方程
        3.3.2 模型改進(jìn)
    3.4 富營養(yǎng)化模型
    3.5 小結(jié)
4 水動(dòng)力的模擬研究
    4.1 網(wǎng)格設(shè)置
    4.2 氣象驅(qū)動(dòng)場(chǎng)的設(shè)置
    4.3 徑流輸入設(shè)置
        4.3.1 流量資料的同化使用
        4.3.2 徑流水溫資料的分析應(yīng)用
    4.4 模擬結(jié)果
        4.4.1 水位
        4.4.2 水溫
        4.4.3 季節(jié)性溫躍層
        4.4.4 流場(chǎng)
    4.5 小結(jié)
5 水體中懸浮顆粒物的模擬研究
    5.1 初值及參數(shù)設(shè)置
    5.2 外源設(shè)置
    5.3 模擬結(jié)果
    5.4 風(fēng)對(duì)TSS的影響
    5.5 小結(jié)
6 水庫內(nèi)物質(zhì)輸運(yùn)過程的模擬研究
    6.1 幾個(gè)時(shí)間概念的定義
    6.2 研究方法
    6.3 平均年齡的模擬結(jié)果
        6.3.1 水壩不同位置出流對(duì)平均年齡分布的影響
        6.3.2 平均年齡與流量的關(guān)系
        6.3.3 基于實(shí)測(cè)資料的平均年齡研究
    6.4 滯留時(shí)間與周轉(zhuǎn)時(shí)間的模擬研究
    6.5 小結(jié)
7 水質(zhì)模擬
    7.1 模擬方案的試驗(yàn)研究
        7.1.1 水質(zhì)要素設(shè)置
        7.1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        7.1.3 參數(shù)設(shè)置
        7.1.4 研究對(duì)象
        7.1.5 試驗(yàn)結(jié)果分析
    7.2 水質(zhì)變量模擬結(jié)果
        7.2.1 Chl a模擬結(jié)果
        7.2.2 TOC模擬結(jié)果
        7.2.3 N模擬結(jié)果
            7.2.3.1 無機(jī)N
            7.2.3.2 TKN
        7.2.4 P模擬結(jié)果
            7.2.4.1 PO_4~(3-)
            7.2.4.2 TP
        7.2.5 DO模擬結(jié)果
    7.3 初級(jí)生產(chǎn)限制因素的模擬分析
        7.3.1 計(jì)算方法
            7.3.1.1 營養(yǎng)鹽的限制作用
            7.3.1.2 光的限制作用
            7.3.1.3 水溫的限制作用
        7.3.2 模擬結(jié)果分析
    7.4 小結(jié)
8 模型預(yù)報(bào)能力、普適性檢驗(yàn)及其在水質(zhì)評(píng)估中的應(yīng)用
    8.1 觀測(cè)資料及驅(qū)動(dòng)場(chǎng)設(shè)置
        8.1.1 水文、TSS觀測(cè)資料及模型設(shè)置
        8.1.2 水質(zhì)觀測(cè)資料及模型設(shè)置
    8.2 預(yù)報(bào)能力、普適性檢驗(yàn)
        8.2.1 水位、水溫
        8.2.2 TSS
        8.2.3 水質(zhì)要素
    8.3 模型對(duì)水質(zhì)的評(píng)估
    8.4 小結(jié)
9 Falls Lake水庫水質(zhì)狀況影響因子的綜合分析
    9.1 流場(chǎng)的影響
    9.2 懸浮顆粒物的影響
    9.3 徑流量的影響
    9.4 徑流輸入營養(yǎng)鹽的影響
        9.4.1 N改變50%
        9.4.2 P改變50%
    9.5 底部溶出營養(yǎng)鹽的影響
        9.5.1 N改變50%
        9.5.2 P改變50%
    9.6 小結(jié)
10 總結(jié)與展望
附錄1 部分英文單詞縮寫
附錄2 HEM-3D模型計(jì)算公式及數(shù)值方法
附表1 HEM-3D模型中水質(zhì)變量參數(shù)
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]湖、庫富營養(yǎng)化機(jī)理研究綜述[J]. 胡曉鐳.  水資源保護(hù). 2009(04)
[3]基于一個(gè)年齡概念的河口污染物輸運(yùn)數(shù)值模擬[J]. 徐洪周,林晶,王東曉.  水科學(xué)進(jìn)展. 2009(01)
[4]湖泊富營養(yǎng)化及控制對(duì)策研究[J]. 張莉.  環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展. 2008(06)
[5]CE-QUAL-W2模型在福建山仔水庫的應(yīng)用[J]. 莊麗榕,潘文斌,魏玉珍.  湖泊科學(xué). 2008(05)
[6]花涼亭水庫水質(zhì)數(shù)學(xué)分析方法的選擇[J]. 余金生,周美正.  江淮水利科技. 2008(01)
[7]過水性湖泊自凈能力的動(dòng)態(tài)變化[J]. 任瑞麗,劉茂松,章杰明,張明,許梅.  生態(tài)學(xué)雜志. 2007(08)
[8]淺水流動(dòng)與污染物輸運(yùn)的高分辨率計(jì)算模型[J]. 劉玉玲.  水動(dòng)力學(xué)研究與進(jìn)展A輯. 2007(02)
[9]北大港水庫水質(zhì)模擬及分析[J]. 郭磊,高學(xué)平,張晨,趙玉明.  長江流域資源與環(huán)境. 2007(01)
[10]密云水庫及其流域營養(yǎng)物集成模擬的情景分析研究[J]. 王建平,蘇保林,賈海峰,程聲通,楊忠山,武佃衛(wèi),孫峰.  環(huán)境科學(xué). 2006(08)

博士論文
[1]三峽水庫香溪河庫灣富營養(yǎng)化及春季水華研究[D]. 葉麟.中國科學(xué)院研究生院（水生生物研究所） 2006



本文編號(hào)：3616760