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引调水数值模拟研究的结论分析

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:模型的计算结果整体上反映了湖泊的水质状况,表明建立的二维大东湖水动力水质模型可用于大东湖生态水网引水模拟研究。对方案三的不同引水流量开展了数值模拟研究,计算结果表明,随着引水流量的增加,湖泊水质指标COD、TN、TP的改善程度也不断增加,但是改善的增幅率呈现下降趋势。模拟结果表明小循环引水调度后能有效地改善沙湖水质。

引调水数值模拟研究的结论分析

(1)建立了大东湖二维水动力模型和二维水质模型,以沙湖和北湖为例,利用风生流的模拟结果对模拟流场的流态进行了合理性检验;以东湖和沙湖为例,利用实测数据对模型进行了率定和验证。模型的计算结果整体上反映了湖泊的水质状况,表明建立的二维大东湖水动力水质模型可用于大东湖生态水网引水模拟研究。

(2)运用大东湖水动力模型对东湖、沙湖、严西湖和北湖的风生流进行了模拟,计算结果表明,在常年主导风向和多年平均风速的条件下,大东湖流域湖泊风生流流速在厘米量级;引长江水后,湖泊流态将发生变化,有助于湖泊水体的交换和自我修复。

(3)运用大东湖水动力水质模型对3种不同引水方案(方案一:从青山港引水;方案二:从曾家巷引水;方案三:从青山港和曾家巷同时引水)各湖泊的主要水质指标COD、TN和TP进行了数值模拟,计算结果表明,方案三融合了方案一和方案二的优势,对TN和TP的改善效果较明显,这对于进一步降低大东湖的富营养化水平,加速湖泊水生态环境改善起重要作用。

(4)对方案三的不同引水流量(20m3/s、40m3/s、60m3/s)开展了数值模拟研究,计算结果表明,随着引水流量的增加,湖泊水质指标COD、TN、TP的改善程度也不断增加,但是改善的增幅率呈现下降趋势。与此同时,随着引水流量的加大,工程投资和工程运行费将显著增加,由于湖泊水质改善效果的增幅率在降低,会使投资效益比明显下降。因此,引水规模需要综合考虑湖泊水环境、经济、技术等多种因素比选确定。(www.xing528.com)

(5)针对优选方案三(从青山港和曾家巷同时引水)进行了更深入的水文代表年系列引水湖泊水质变化研究,模拟计算在多年引水条件下,湖泊水质的年际变化过程。根据专家们的意见,设定了3种模拟情景,模拟计算了控污前后、引水前后各湖泊水质指标的多年变化过程。计算结果表明按照《总体方案》的入湖污染物逐年削减目标实施污染控制,各湖泊水质均有较大程度的改善,表明污染控制工程对湖泊水环境的改善起着重要的作用。在此基础上增加引水措施,可以加速水体的流动,进一步改善湖泊水质,但在非引水期,水质会出现不同程度的反弹。各湖泊水质指标COD、TN、TP的年际变化过程表明在控污、引水、生态修复等措施的综合作用下湖泊水质将逐年得到改善。

曾家巷泵站引水对改善非自流引水期湖泊水环境和应对湖泊水环境污染突发事件有利。

(6)由于大东湖流域各湖泊的现状水质存在差异,为了尽量减小引水过程中湖泊间和湖区间污染物的迁移风险,对初步拟定的沙湖小循环、东沙湖中循环和大东湖循环的联合运行调度方案进行了模拟计算。模拟结果表明小循环引水调度后能有效地改善沙湖水质。沙湖和东湖之间的中循环引水调度,能有效地改善东湖中水果湖和郭郑湖的水质,降低其污染物向团湖和后湖的迁移风险。按照先实施沙湖小循环,后实施东沙湖中循环,再实施大东湖循环的调度方案合理可行,能有效地降低污染物在湖泊和湖区之间的迁移风险。

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