閘控河段水質(zhì)多相轉(zhuǎn)化過程模擬及機理研究.pdf

1、閘壩是輔助人類開發(fā)管理水資源的重要工具，它在防洪排澇、拒咸蓄淡、灌溉供水、通航養(yǎng)殖、景觀娛樂、生態(tài)保護等方面起著積極作用。然而，閘壩的建設(shè)，截斷了天然河流的連續(xù)性，導(dǎo)致水流流速趨緩，河道徑流減少，水體自凈能力降低，水污染加劇。近年來，閘壩建設(shè)的負面效應(yīng)逐漸凸顯出來，造成水污染事故頻繁發(fā)生、生態(tài)與環(huán)境持續(xù)惡化、生物多樣性減少等一系列問題。目前，閘壩建設(shè)給河流水資源開發(fā)管理、下游地區(qū)造成的水污染防治壓力等問題引起了社會各界的強烈關(guān)注。因此，

2、在這種背景下開展閘控河段水質(zhì)多相轉(zhuǎn)化過程及機理研究，加強閘控河段水環(huán)境系統(tǒng)演化機理研究和水閘調(diào)度在水質(zhì)改善方面的功效評估，對客觀認識閘壩在水資源開發(fā)和保護中所起的作用，減少水利工程建設(shè)所帶來的生態(tài)與環(huán)境風(fēng)險，具有重要的實際應(yīng)用價值。本文主要從以下幾個方面對閘控河段水質(zhì)多相轉(zhuǎn)化過程及機理開展了研究：
　　（1）對閘控河段內(nèi)水質(zhì)多相轉(zhuǎn)化的機理進行了歸納總結(jié)，提出閘控河段水體—懸浮物—底泥—藻類界面水質(zhì)多相（溶解相、懸浮相、底泥相、生物

3、相）轉(zhuǎn)化驅(qū)動模式的整體架構(gòu)；分析水閘調(diào)度對水質(zhì)多相轉(zhuǎn)化的驅(qū)動作用。
　　（2）研制考慮水閘調(diào)度作用的水質(zhì)多相轉(zhuǎn)化數(shù)學(xué)模型。該模型不但能反映出閘控河段內(nèi)不同水域的水動力過程空間差異，又能通過建立的描述主導(dǎo)反應(yīng)過程的數(shù)學(xué)表達式反映出溶解相、懸浮相、底泥相、生物相水質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)化過程，為對閘控河段水質(zhì)多相轉(zhuǎn)化過程的仿真模擬提供手段。
　　（3）結(jié)合同步監(jiān)測實驗收集的數(shù)據(jù)資料，對研制的數(shù)學(xué)模型進行參數(shù)率定和驗證，并對閘控河段的水動力