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近年来,随着我国经济的发展和城市生活水平提高,我国水环境面临的形势日益严峻。自2003年6月三峡水库蓄水以来,水库支流回水区的水环境条件发生了变化,加上人类活动的影响,库区内水体富营养化现象日趋严重。尽管目前三峡库区干流水质保持良好,但是库湾水质呈现不同程度下降,库区16条支流大部分有春季水华暴发的记录,水华的发生加剧了水体的污染,同时给人类带来了严重的危害。 本文以三峡库区典型支流-香溪河作为研究对象,采用理论分析、现场监测、数值模拟相结合的研究方法,对利用水动力调控香溪河库湾水华的方案进行比较。发现仅利用三峡电站小幅度日调节对支流库湾流速的改善效果十分有限,而利用干支流水库对香溪河库湾流速的联合调控效果明显,具有控制三峡库区香溪河库湾水华的爆发的可能性。本文研究成果对于利用三峡等水库开展生态调度,抑制库区支流水华,发挥水利工程的综合效益具有十分重要的意义。 第一章阐述了本课题研究的背景和意义;概述了三峡库区基本概况和香溪河流域概况;综述了水华成因的研究现状和利用水动力抑制水华的主要研究进展;概述了数值模拟软件在水库中流速预测的应用现状;概括了本文的主要研究内容,确定了技术路线。 第二章从三峡库区支流2003年以来水华监测结果出发分析了三峡库区支流水华发生的范围及成因。对于香溪河库湾水华而言,已经达到了中营养到富营养状态,总磷总氮含量均远远高于湖库水体出现水华的总磷和总氮的临界浓度,在春夏季节适宜的温度均能形成藻密度高峰,秋冬季节为藻密度低谷,175米蓄水之后,支流的透明度都有大幅度的增加,蓄水后支流流速降低。本章为水动力模型建立提供一定的理论基础。 第三章利用 CE-QUAL-W2软件建立了香溪河—三峡库区整体立面二维水动力数学模型,对2009-2014实测水文条件下的香溪河库湾流速进行了数值模拟。并对模型进行验证。 第四章通过对三峡水库调度方式的分析,确定了不同的水动力调控工况,计算结果表明当仅利用三峡电站小幅度日调节对支流库湾流速的改善效果有限,而利用干支流水库对香溪河库湾流速的联合调控效果明显。 第五章对本论文的研究工作和成果进行了总结,展望了未来的研究工作。