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渭河关中段水质—水量响应关系分析研究

作　者: 师朋飞
导　师: 李怀恩
学　校: 西安理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 渭河关中段水质水量响应关系化学需氧量氨氮代表年
分类号: X52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

长期以来,渭河关中段河道的水质和水量得不到保障,严重危害了渭河关地区的生产生活和生态环境,渭河关中段属资源性缺水并且河水污染严重,仅靠削减污染源已不能解决渭河的严重水污染问题。事实上,以缺水为核心的水质污染、水环境恶化等问题,已成为制约渭河关中地区可持续发展的心腹之患。渭河属于缺水型污染严重的河流,呈有机型污染,主要污染物为COD和NH3-N等。以渭河干流的水质和水量数据为基础,考虑跨流域调水,以保障渭河关中段水质与水量的要求为目标,从单纯的水量调度到水量与水质的统筹考虑、从单纯服务于生产生活到为改善水环境角度出发,从理论、方法、模型等方面开展渭河关中段的水质水量的综合研究,提出渭河关中段的水质水量响应模型,为渭河水质改善及河流生态功能的恢复服务。论文模拟计算了渭河陕西关中段13个断面的水质沿程变化情况,通过一维水质模型分别计算了考虑不同排污情况下、跨流域调水的情况下和城市不同排污标准下以及未来水平年2020年在不同代表年的丰、平、枯水期的主河道的COD和NH3-N等水质指标随水量的变化情况,可以明显的看出水量以及排污对渭河水质的影响变化,从而可以得到渭河水质与水量的响应关系。论文分析了不同因素对渭河水质的影响,包括生活排污、工业排污、跨流域调水、降雨量的影响等等,所以逐年增加的生活和工业排污是导致渭河水质恶化的主要原因之一,且本论文考虑了源漏项对渭河水质的贡献(包括由于底泥释放、降雨、蒸发所引起的水质浓度的变化影响),并对渭河的河道进行了概化和分段。根据水质模型的计算原理,确定和计算了模型的河流纵向弥散系数和污染物衰减系数。同时收集和整理了现状年2006年的渭河实测水质在丰、平、枯水期的变化情况,可以看出除渭河宝鸡段水质属Ⅲ类到Ⅳ类之外,渭河其它段现状年水质大多属于V类及劣V类。通过长系列水文资料分析计算代表年的年内水量变化量,在建立渭河河道一维水质水量模型的基础上,定量计算了渭河河道在不同代表年的丰、平、枯不同时期水质随水量的变化,可以看出,除P=95%的代表年以外的其它代表年的丰水期渭河水质基本上都能达到V类水的水质指标,甚至在P=20%的代表年的丰水期水质能达到在Ⅱ类水的水质指标。计算了跨流域调水对渭河水质的影响,可看出,跨流域调水的水量,在丰水年的丰水期对渭河水质的改善作用不大,但是在丰水年的枯水期,以及平水年和枯水年的平水期、枯水期却对渭河的水质有一定的贡献作用,特别是在枯水期。同时还计算了城镇污水处理达到一级排放标准和二级排放标准时在各代表年的丰、平.、枯水期的水质与水量的响应关系。根据预测的未来水平年2020年的污水排放量,分析预测了未来水平年渭河河道的水质在城镇排污状况下与水量的响应关系。为渭河的水质改善随水量的变化提供了依据。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1.绪论  9-15
  1.1 课题研究的目的  9-10
  1.2 流域概况  10-12
  1.3.研究内容以及技术路线  12-15
    1.3.1 研究目标  12-13
    1.3.2 研究内容  13
    1.3.3 技术路线  13-15
2.水质水量模型的选取  15-27
  2.1.水质水量模型的发展概况  15-19
    2.1.1 水质水量综合模型  15
    2.1.2 国外研究现状  15-17
    2.1.3 国内研究现状  17-19
  2.2 水质模型的原理  19-23
    2.2.1 零维水质模型的基本方程  19-21
    2.2.2 水量平衡基本方程  21-22
    2.2.3 单组份一维河流水质迁移基本方程  22-23
  2.3 模型的选取  23-27
    2.3.1 数值解法与有限差分  24-25
    2.3.2 一维河流的有限差分水质模型  25-27
3.渭河水质的影响因素  27-35
  3.1 城镇生活污水和工业废水的计算  27-30
    3.1.1 污染物及污水量计算方法  27-28
    3.1.2 污染物及污水量计算结果  28
    3.1.3 渭河关中段各水系的的排污  28-30
  3.2 水质的影响因素  30-35
    3.2.1 水体污染与自净机制  30-31
    3.2.2 降雨径流对水资源量的影响  31-33
    3.2.3 城市生活、工业废污水的影响  33
    3.2.4 引水工程的影响  33-35
4.模型参数的率定与验证  35-49
  4.1 渭河关中断河流的概化与分段  35-37
    4.1.1 基本假设条件  35
    4.1.2 渭河关中断河流的概化  35-36
    4.1.3 渭河关中段河道的分段  36-37
  4.2.模型参数的率定与检验  37-47
    4.2.1 现状年渭河关中段水环境概况  37-39
    4.2.2 模型参数的率定  39-47
  4.3 模型参数的验证  47-49
5.渭河关中段水质水量响应研究  49-67
  5.1 地表水环境质量标准  49
  5.2 不同代表年的水质水量响应关系  49-54
    5.2.1 代表年的选择  49-51
    5.2.2 不同代表年水质水量响应关系  51-54
  5.3 不同标排放标准下的渭河水质水量响应关系  54-58
    5.3.1 城市一级排放标准水质水量响应关系  55-56
    5.3.2 城市二级排放标准水质水量响应关系  56-58
  5.4 未来水平年渭河水质水量响应关系  58-67
    5.4.1 城市污水排放量预测  59-61
    5.4.2 城市一级排放标准未来水平年水质水量响应关系  61-64
    5.4.3 城市二级排放标准未来水平年水质水量响应关系  64-67
6.结论与建议  67-70
  6.1 结论  67-68
  6.2 建议  68-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
附录  75-88
在读期间发表论文  88
在读期间参加课题  88

渭河关中段水质—水量响应关系分析研究

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