人工浅水湖泊高含沙水源生态补水数值模拟
现今多数城市人工湖泊面临水量供给不足、水质恶化等问题，而“引水工程”可在很大程度上改善缺水湖泊的水生态系统，从而保障湖泊的各项功能。然而，在北方降雨稀少，水系不发达，因此可做水源的水体较少。黄河作为北方的第一大河流，虽能提供足够量的水，但黄河水中含有大量悬浮泥沙，且近年来污染严重导致水质相对较差，所以引黄补给对湖泊会产生一定影响。本文依托东昌湖“引黄工程”，利用MIKE21模型软件建立数学模型，分别从水动力和水质两方面讨论了引黄补给对东昌湖的影响，以期为湖泊科学管理和引黄工程提供理论支撑。补水过程中通过野外采样、室内试验，获取期间东昌湖的气象、水文、水动力、水质等相关数据，由此建立东昌湖水动力-泥沙、水动力-水质、水动力-水质-泥沙耦合模型，设置不同方案进行水动力、水质的数值模拟。 通过对东昌湖水动力模拟，弄清了东昌湖水循环的驱动特征及形成机制：风生流是东昌湖水流的主要形式，其中风速决定湖泊流速大小，风向决定湖泊环流形式，且风作用的岸线越长，越有利于形成环流；补水流量及其携带的泥沙在补水期间暂时改变湖泊的水流结构；水位是在风、补水流量等耦合作用下影响东昌湖水循环。对各驱动因素进行灵敏度分析表明，风是驱动东昌湖水流运动的最主要因素。因此，在低水位大风力的条件下补水，对东昌湖水循环的改善有显著提高。 东昌湖的水质模拟结果表明：黄河水中含有藻类、氮磷等营养盐物质，浓度高于东昌湖。因黄河水携带大量的悬浮泥沙，故作为补给水源时，会产生一定的污染。悬浮泥沙的存在有弊有利，一方面作为污染物的一种，影响湖泊透明度、色度，进而阻碍植物光合作用，且悬浮泥沙沉降会导致湖底升高，堵塞河道；另一方面又可净化补水水质，减少湖泊污染，悬浮泥沙对叶绿素a、溶解氧浓度的分布影响较小，但对于氨氮等营养盐吸附、降解、去除等作用显著。
人工浅水湖泊;数值模拟;水动力学;生态补水;循环体系
中国海洋大学
硕士
环境工程
陈友媛
2013
中文
X524;X171.4
88
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）