水資源評(píng)價(jià)及水質(zhì)數(shù)值模擬研究.pdf

1、水資源是人類生存和發(fā)展不可替代的資源，是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前全球水資源狀況正面臨著巨大的危機(jī)，人口增長(zhǎng)導(dǎo)致人均水資源量減少，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人類的活動(dòng)導(dǎo)致水資源的污染，氣候因素及地理原因?qū)е滤Y源時(shí)空分布不均勻等等，這些問題都受到?jīng)Q策者和科研工作者的極大關(guān)注。在研究如何解決這些問題前，需要對(duì)水資源的狀況有全面的認(rèn)識(shí)和了解，這就要求對(duì)水資源進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)。 本文研究了用模糊綜合評(píng)判方法，從水質(zhì)和水量?jī)蓚€(gè)角度對(duì)區(qū)域水資源進(jìn)行評(píng)

2、價(jià)的方法。水質(zhì)方面主要考慮了各水質(zhì)指標(biāo)的濃度值對(duì)水資源的綜合影響，由于水質(zhì)的測(cè)量具有一定的時(shí)效性和誤差，故研究了水質(zhì)數(shù)值模擬方法，并以北大港水庫(kù)水質(zhì)模擬研究為例，詳述了水質(zhì)數(shù)值模擬研究過程。水量的問題主要是由水資源的時(shí)空分布不均勻引起的，空間分布不均可采用跨區(qū)域水資源調(diào)度方法解決，對(duì)于時(shí)間分布不均，可采用提高水庫(kù)汛限水位、建立蓄滯洪區(qū)等方法蓄存汛期洪水資源，本文探討了海洋水庫(kù)作為蓄滯洪區(qū)以蓄存汛期入海淡水的可行性，并用數(shù)值方法模擬海洋水

3、庫(kù)蓄存洪水的過程。具體研究工作如下： 首先，對(duì)北大港水庫(kù)水質(zhì)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。建立三維水動(dòng)力水質(zhì)耦合模型，以氯離子作為水質(zhì)模擬指標(biāo)，選擇水庫(kù)某實(shí)際運(yùn)行時(shí)段作為模擬時(shí)域，對(duì)水庫(kù)水體及底泥氯離子的輸運(yùn)進(jìn)行模擬，通過對(duì)模擬值與實(shí)測(cè)值的比較和分析，驗(yàn)證了模型的可靠性。運(yùn)用上述模型，對(duì)水庫(kù)5種典型運(yùn)行方式進(jìn)行了水動(dòng)力及水質(zhì)模擬研究，通過對(duì)各運(yùn)行方式下流場(chǎng)、污染物輸運(yùn)及分布的比較，揭示了水庫(kù)流場(chǎng)動(dòng)態(tài)變化、水質(zhì)變化及底泥污染物釋放規(guī)律。水質(zhì)

4、數(shù)值模擬可以預(yù)測(cè)水資源水質(zhì)變化，為水資源評(píng)價(jià)提供水質(zhì)指標(biāo)數(shù)值。 其次，對(duì)海洋水庫(kù)蓄存淡水的可行性進(jìn)行研究。根據(jù)天津市海擋防護(hù)規(guī)劃，將在永定新河河口規(guī)劃建設(shè)人工瀉湖。本文運(yùn)用三維水動(dòng)力水質(zhì)耦合模型，從鹽淡水交換的角度，以50年一遇洪水過程為例，模擬了人工瀉湖攔蓄洪水過程中湖內(nèi)鹽度的輸移過程，探討了人工瀉湖在汛期可兼作海洋水庫(kù)以蓄存入海淡水資源的可能性。對(duì)海洋水庫(kù)各種存蓄水方式進(jìn)行模擬計(jì)算，通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的分析，確定了較佳的存蓄水方

5、式，以使水庫(kù)在相同入流條件下蓄存更多的可用淡水。 最后，建立二級(jí)模糊綜合評(píng)判模型，從水質(zhì)和水量?jī)蓚€(gè)角度展開對(duì)水資源的評(píng)價(jià)。選擇10個(gè)水質(zhì)指標(biāo)和7個(gè)水量指標(biāo)作為評(píng)判因素集，設(shè)置5個(gè)等級(jí)，根據(jù)各指標(biāo)與等級(jí)之間的關(guān)系建立隸屬度函數(shù)，采用單因子評(píng)價(jià)法等方法確定各指標(biāo)權(quán)重，選擇合理的算子，經(jīng)過模糊運(yùn)算，最終得到水資源評(píng)價(jià)結(jié)果。在評(píng)價(jià)過程中，提出了水資源安全因子的概念，并給定了計(jì)算公式，水資源安全因子可以用來(lái)確定對(duì)水資源狀況負(fù)面影響較大的指