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。