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城市河流是指流经或发源于城区的河流或河流段,以及人工开挖的、但经过多年演化已具有自然河流特点的运河或渠系。目前我国对城市河流的治理力度不断加大,许多城市河流都已经进行过综合治理,但一般仅从河道疏浚、河岸及周边整治的角度出发,河流水质在治理前后并没有发生根本的变化。本课题以整治后的府南河为研究对象,对河流污染的基本情况、河流污染物的降解和扩散特性进行了研究。以污染物化学需氧量COD为模拟对象,建立了河流污染物的二维水质模型。对污染物在河流中的运动规律进行了研究,为强化府南河水体自净能力、改善河流水质及具体技术措施的实施提供了数据及理论支持。 研究结果表明: (1)府南河在综合治理后水质并没有根本改变。河水流量小,流速缓慢。河水大部分指标都超过了国家地表水环境质量的五类标准,属于劣五类水质。其中BOD平均值23mg/L,超过地表水五类标准2倍;氨氮平均值5.1mg/L,超标3倍;总磷平均值1.1mg/L,超标5倍;水体溶解氧低,平均值为3.8mg/L,最低值仅为1.6mg/L。 (2)对污染物的降解规律进行实验测定,得到了污染物的降解系数K1,其中污水的降解系数K1实验值分别为0.197、0.235、0.344d-1;河水的降解系数为0.172、0.26d-d。多次测量后得到了K1的平均值为0.242d-1。 (3)对不同水文情况下的污染物的迁移扩散特性,包括污染物的横向扩散系数Dy和纵向离散系数Dx进行了实验测定,得到了不同水文情况下府南河的Dy和Dx值。在流速缓慢((?)=0.0514m/s)时,Dy的平均值为0.040m2/S,Dx的平均值为0.72m2/s;在流速较快((?)=0.179m/s)时,Dy的平均值为四川大学硕士学位论文0.035m2/s,几的平均值为巧.加2/s。通过同相关文献的数据对比表明,府南河污染物的几同文献数据差别不大。但受河水流速的影响几值远小于相关文献的数据。 (4)在得到了河流的水文、水质数据以及污染物的降解及迁移特性的数据后,将各项参数代入二维水质模型,并利用数值计算方法得到了不同流速条件下水质模型的数值解。得到了两种水文条件下的河流各断面的COD浓度分布。 在流动缓慢时,污染带的边缘扩散宽度在1200米处到达对岸。主体扩散浓度在2000米处扩散到河中心40处。绘制了0.1、0.5和0.9m岁L三条等浓度线,对于o.lm留L浓度线,在巧oo米左右扩散到对岸,而0.5m创L在横断面扩散的最远距离为45米左右‘ 在流动较快时,污染带的边缘扩散宽度在20(犯米范围内没有扩散到对岸,在2000断面也仅仅扩散到河中心40米左右,主体扩散浓度在2000米处扩散到河中心20米处。绘制了0.1、 0.5、1.5和3.Om岁L四条等浓度线,对于o.lm岁L浓度线,在2000米左右扩散到河中心35米处,而3.om岁L在横断面扩散的最远距离为15米左右。 〔5)通过实验对模型的数值解进行了验证,在流动缓慢时采用随机取样法,共取10个水样,通过实测值与计算值的对比得到二者之间的总体平均误差在20%左右;在流动较快时采用断面取样法,选取了3个断面,每个断面均匀取5点,通过对比,实测值与计算值变化趋势一致,但实测值都比计算值大。关键词水质模型降解系数扩散系数数值解模型验证〕·