南水北调东线鲁北干线水质模拟研究
南水北调工程是我国一项重大战略性工程，对解决山东半岛、华北地区水资源紧缺问题具有重要意义。由于东线工程经过南四湖、东平湖，渠线距离长，建筑物多，途径工业发达或农业法密集区，污染源分散、复杂。水环境形势较为严峻。在南水北调长距离的输水调度中，水质能否达标度，是调水成功的关键。在整个东线的调水渠道中，污染源最多的在山东段，而山东段主要集中在南四湖和鲁北干线。胶东干线采用与其它河道采用全立交形式，极大的减少了污染途径。但是鲁北干线与相交河道为平交形式，周围河道、农田均可向干渠排污。因此鲁北干线的水质安全是整个调水系统的水质安全的核心。 本文根据鲁北干线的特点，以及污染物运移的特征，建立了鲁北干线污染物运移数值模拟模型，编制了程序。并针对鲁北干线对水温、藻类、BOD、有机磷、氨氮等迁移过程进行了模拟。为比较冬、夏不同季节污染物对输水的影响，进一步模拟了不同季节输水时污染物运移过程。以典型突发水污染事故为例进行了数值模拟，并对不同调控方案仿真模拟，比较调控效果。为保护南水北调的水文生态系统提供参考依据。主要研究内容如下： 建立水污染数值模拟模型。水动力模拟分别采用一维恒定流模型和一维非恒定流模型。前者用于正常输水期，后者用于事故应急工况下的模拟。污染物运移采用一维对流扩散方程。 根据水污染模拟数值模型编写模拟程序，程序包括恒定流模拟、非恒定流模拟、水污染模拟、源汇项计算、热平衡计算等模块。 根据鲁北干线的实际情况和断面水力特性，建立鲁北干线水污染模拟模型。构建水质模型中各源汇项计算方法，设定水污染模拟数值模型的边界条件。 通过设定鲁北干线进口（代表东平湖出口水质）水质变化因素，模拟污染物沿程变化过程，分析东平湖出口水质对鲁北干线水质的影响。模拟的污染物指标包括水温、DO、BOD、有机磷、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐、有机氮、正磷酸盐等。 根据夏、冬季输水的气候条件、水温条件，以藻类为典型污染物，模拟冬、夏不同季节输水时，污染物沿程、断面变化情况。 对典型突发水污染事故进行模拟预测；针对突发事件可能出现的不同程度，模拟比较不同的调度方案，为突发水污染事件给予合理建议。
南水北调;鲁北干线;数学模型;水质模拟
济南大学
硕士
水利工程
马振民
2015
中文
TV68;TV67
67
2017-08-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）