基于MIKE11的嫩江干流水环境容量模型改进研究

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水资源不仅在生态环境中起着重要的作用,而且人类经济社会稳定发展也离不开水资源。但近几十年来随着生产力的快速发展和城市化进程的加快,各方面用水量不断增加,人类活动引起的水环境问题显著,制约我国经济社会的可持续发展。针对嫩江流域污染源多、水质已严重污染的现状与问题,本课题通过研究嫩江干流水环境特性,分析嫩江干流水质现状,选定研究区域,基于河段水文条件、水质条件等开发水环境容量模型改进研究、河流水污染控制与治理等关键技术,实现区域水质安全与水生态安全以及为水环境综合管理提供技术支持。本文首先根据嫩江干流点源污染和非点源污染调查情况进行嫩江干流水功能区水质情况的评价,根据评价结果,选定进一步模型构建的研究区域为三岔河口附近的嫩江干流段和第二松花江段。然后搜集整理研究河段河网信息、河床断面形状、滩区地形资和模型边界处水文测量资料等,建立河网文件、断面文件、边界文件、时间序列文件和参数文件,把这些信息整合到模拟文件中构建水动力模型,以此为基础,设置AD参数文件和水质边界条件,构建水动力-水质耦合模型。最后全面分析水环境容量计算中的不利因素,引入河段水质达标率和混合过程段不均匀系数对计算模型进行改进,建立基于MIKE11的水环境容量改进模型。通过模型模拟和算法计算得到:(1)符合水动力条件的糙率值,嫩江取0.026,第二松花江取0.021,水质模型中COD降解系数为0.08-0.12/d、NH3-N降解系数为0.06-0.10/d;(2)改进方法计算得到的COD的水环境容量18209.5 t/a是传统算法计算结果23154.35 t/a的78%,NH3-N改进得到的678.96 t/a则为978.79 t/a的69%,同时不同水期的水环境容量有一定的差异。通过对比分析得到的计算结果更符合实际情况、安全性更高,可以为流域水资源管理和污染物控制提供技术支持,有利于区域社会经济和水资源保护协调发展。
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