于橋水庫(kù)懸浮物時(shí)空分布規(guī)律模擬研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展和城市化進(jìn)程加快,湖泊、水庫(kù)等淡水水源地水體富營(yíng)養(yǎng)化和泥沙沉積等現(xiàn)象已經(jīng)引起社會(huì)公眾的廣泛關(guān)注。水體富營(yíng)養(yǎng)化和泥沙沉積無(wú)論是對(duì)水源地的環(huán)境或是對(duì)其行使正常功能都有嚴(yán)重危害。因此,越來(lái)越多的專家學(xué)者對(duì)湖泊水庫(kù)的懸浮物運(yùn)動(dòng)、遷移和沉積規(guī)律展開深入研究,并且取得一定的研究成果。
　　本文將負(fù)責(zé)天津市城市供水的重要水源地—于橋水庫(kù)作為研究對(duì)象,該水庫(kù)上游及其庫(kù)區(qū)周邊工業(yè)農(nóng)業(yè)發(fā)展為水庫(kù)安全運(yùn)行帶來(lái)巨大生態(tài)危害,因此本文通過(guò)建

2、立于橋水庫(kù)數(shù)值模型模擬分析庫(kù)區(qū)懸浮物,即浮游藻類以及泥沙的變化情況,為水庫(kù)安全運(yùn)行提供科學(xué)的管理依據(jù)。其研究主要方法是:首先借用二維淺水控制方程建立水庫(kù)的水動(dòng)力模型并用于模擬庫(kù)區(qū)水體運(yùn)動(dòng)情況;然后在已有的藻類生長(zhǎng)變化預(yù)測(cè)模擬結(jié)果基礎(chǔ)上,引入藻類綜合生長(zhǎng)系數(shù) K作為表征這一變化的物理量,將其作為參變量添加到對(duì)流擴(kuò)散方程中,同水動(dòng)力模型聯(lián)合求解,即完成藻類生長(zhǎng)遷移模型的建立;同樣在水動(dòng)力模型基礎(chǔ)上,引入泥沙懸移質(zhì)擴(kuò)散方程、泥沙沉積方程和河床

3、變形方程等,建立泥沙沉積模型。通過(guò)水庫(kù)實(shí)測(cè)資料驗(yàn)證得出模型模擬誤差精度在合理范圍之內(nèi),認(rèn)為模型可用于模擬預(yù)測(cè)于橋水庫(kù)浮游藻類和泥沙時(shí)空分布情況。最后設(shè)置不同工況條件對(duì)水庫(kù)進(jìn)行數(shù)值模擬,根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果給出如下結(jié)論:(1)在九月中旬至下旬是水庫(kù)藻類濃度高值時(shí)期,容易爆發(fā)水華;(2)高濃度區(qū)主要是由風(fēng)場(chǎng)形成的大的環(huán)流區(qū)對(duì)藻類的富集、遷移作用所形成,主要集中在庫(kù)區(qū)西部偏北、庫(kù)區(qū)中心和峰山南部的三處區(qū)域,也是水華易爆發(fā)區(qū)域;(3)入庫(kù)泥沙沉積和沖刷