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本文以干旱地区城市景观湖为背景,选题并确定湖泊富营养化问题为主要研究内容,应用系统工程的设计思想,确定研究的技术路线;综合水动力、水质模型,融合参与湖泊富营养化的各种生命活动过程,建立湖泊富营养化耦合模型。以太原市迎泽湖为载体,定量化研究湖泊富营养化问题,揭示迎泽湖营养物质的输移扩散规律及富营养化发生与发展过程;针对迎泽湖富营养化问题,从人为可控条件入手,提出改变水动力条件的方案,促进营养物质的输移扩散,实现改善迎泽湖水质的目标,研究成果具有一定的理论意义和实用价值。论文的研究成果主要有以下几方面:(1)针对北方城市景观水体的特点,应用系统的思想方法,综合水动力、水质模型以及影响湖泊富营养化的有机、无机营养物及浮游生物生命活动等过程,形成了一种定量化研究城市景观湖富营养化的技术方法体系。(2)在二维水动力模型的基础上,综合地考虑水中溶解氧状态、营养物循环、浮游动植物、根系植被及大型藻类的生长活动等复杂的生物过程,有机地将水动力模型、水质模型和复杂的生物过程进行耦合,建立了湖泊富营养化耦合模型。(3)以迎泽湖为研究对象,依据迎泽湖结构特征,确定水陆边界,建立了数值模拟的三角网格系统,应用内插、外延及平滑处理技术生成湖泊数值地形;确定富营养化耦合模型基本条件,设置了不同情景,选取总氮、总磷、叶绿素a及透明度四项因子进行模拟,揭示了迎泽湖不同风场条件下补水期与非补水期营养物质输移扩散及时空分布规律。(4)针对迎泽湖结构性水动力条件导致营养物输移扩散差的问题,从补水方式、补水频率以及湖泊柔性结构改变几方面,提出改变水动力条件方案并进行数值模拟,反映了各方案水动力、物质输移扩散的改进效果。本文耦合水动力模型、水质模型和复杂的生物过程建立富营养化耦合模型未见报道,研究成果具有一定的新意;较系统地分析研究了迎泽湖水动力条件和营养物输移扩散规律,研究成果可作为迎泽湖富营养化的预防和治理理论与技术参考。