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水库水源富营养化和洪水入流导致原水水质问题频发,随着新版生活饮用水卫生标准的实施,迫切需要提高和预测原水水质,这对于水厂工艺运行调度与自动控制、降低水厂净水成本、提高城市供水水质和水库水量水质优化调度都具有重要实践价值,对于水库水源保护及修复具有重要理论意义。(1)应用选择性取水界限内出入流物料平衡原理,建立了垂向一维选择性取水出流水质模型,开发了一维选择性取水出流水质预测软件。软件对案例水库2011年-2012年监测期间9种选择性取水的出流水质进行了模拟。模拟结果表明岀流温度,溶解氧,电导率,pH,硬度,总氮指标的模拟结果与实测岀流水质的相对误差均在10%以内;氧化还原电位,叶绿素浓度,浊度,CODMn指标与汇流池实测指标相对误差大于10%。(2)基于CFD对选择性取水流场模拟,结合取水口前库区垂向水质,建立了岀流水质模型。模拟结果表明溶解氧,电导率和pH模拟结果与汇流池实测结果最为接近,相对误差均在10%以内,温度平均相对误差小于10%,叶绿素平均相对误差均小于15%,浊度平均相对误差小于30%;较之前者,基于CFD选择性取水流场模拟的出流水质模型更加准确。(3)应用基于CFD选择性取水流场模拟的出流水质模型,验证增设挡板强化选择性取水可改变出流水质的效果。模型结果表明在模拟工况下无挡板时的岀流水温度、pH、电导率、叶绿素、溶解氧和浊度介于设置上下挡板之间,且岀流水温度、pH、电导率、叶绿素和溶解氧在取水口下设挡板时最大,但出流水浊度在取水口上设挡板时最大,结果表明取水口上下设置可旋转挡板能调节出流水质。(4)应用异重流潜流模型和选择性取水岀流水质模型,结合水库运行的最大工况条件,对2011年8月27日取水口岀流水质进行洪水入流情景分析。结果表明:同流量同浊度下入流水温13.5℃下的洪水水质对取水口岀流水质影响最大,取水口最大岀流浊度大于1800NTU,岀流水温小于15.5℃。温度决定洪水入流水库的位置,入流水温与取水口水层温度越接近,同样入流量下岀流水体的浊度越高,岀流浊度随入流水体的浊度的增大而增大。