長距離輸水工程突發(fā)水污染事件風(fēng)險評價與預(yù)警預(yù)案研究.pdf

1、我國水資源時空分布不均，嚴重制約缺水地區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展。近年來，長距離輸水工程的興建和投入運行成為緩解北方城市缺水的重要工程措舉。長距離輸水工程線路長、水域開敞、平立交建筑物多，部分沿線河渠工業(yè)企業(yè)密集，同時輸水干渠承擔(dān)航運功能，易發(fā)生水污染事件。事件發(fā)生后，需及時評估事件風(fēng)險等級，并依據(jù)污染物輸移擴散特征制定合理的預(yù)警預(yù)案，以期最大程度降低事件的不利影響。基于此，本文在歸納長距離輸水工程的特點、水質(zhì)現(xiàn)狀和風(fēng)險源類型的基礎(chǔ)上，以南水北調(diào)

2、東線一期工程江蘇段為例，開展基于突發(fā)污染輸移擴散特征預(yù)測的長距離輸水工程突發(fā)水污染事件風(fēng)險評價與預(yù)警預(yù)案研究。本文的研究工作及成果主要包括以下幾個方面:
　　第一，構(gòu)建基于DPSIR模型的長距離輸水工程突發(fā)水污染事件風(fēng)險等級評價方法。將DPSIR模型應(yīng)用于突發(fā)水污染事件對輸水工程整體的影響風(fēng)險等級評價，揭示了突發(fā)污染驅(qū)動力、污染源類型、受體狀體狀態(tài)、受體影響和安全響應(yīng)對突發(fā)水污染事件的風(fēng)險等級影響規(guī)律，充分考慮輸水工程特性篩選出1

3、5項評價指標(biāo)，并提出合理計算模型，實現(xiàn)了突發(fā)水污染事件風(fēng)險等級的綜合評價。并將此方法應(yīng)用于東線江蘇段突發(fā)橋梁交通事故污染的風(fēng)險等級評價中，風(fēng)險等級確定對應(yīng)急組織機構(gòu)協(xié)調(diào)聯(lián)動及應(yīng)急響應(yīng)措施的有效開展具有重要指導(dǎo)作用。
　　第二，提出了可溶和漂浮油類污染物在輸水河渠中的輸移擴散特征參數(shù)預(yù)測公式。提出表征輸水工程突發(fā)可溶污染事件下污染范圍及影響程度的三個特征參數(shù):污染物峰值輸移距離、峰值濃度和縱向長度;結(jié)合輸水干渠特性，通過數(shù)值模擬、現(xiàn)

4、場試驗和物模驗證，提出了適用于無分汊河段、串聯(lián)河段和分汊支流河段的污染物特征參數(shù)預(yù)測公式;提出表征突發(fā)溢油污染事件下污染范圍的五個特征參數(shù):油膜厚度、油膜運移距離、油膜縱向長度、分汊口分油寬度及分油比?；谖锬Ｔ囼灉y定靜水中不同油品的油膜厚度，大小關(guān)系為柴油＞潤滑油＞廢機油＞植物油，根據(jù)實測厚度可計算突發(fā)溢油在邊界不受限靜水中的極限擴展面積;揭示了柴油、潤滑油和植物油在正常輸水情景下的運移擴展規(guī)律，油膜運移距離不受油品種類影響均為河渠中

5、間流速的1.15倍;柴油、潤滑油和植物油的油膜縱向長度隨時間的變化率分別為河渠中間流速的0.5倍、1.39倍和1.7倍;油膜運移距離和縱向長度均不受溢油量和溢油位置的影響，風(fēng)場對油膜輸移距離影響較大，但對縱向長度沒有影響;根據(jù)河渠多類型分汊口，采用數(shù)值模擬結(jié)合物模試驗，得到四種分汊型式的分油寬度計算公式，分油寬度受分汊口型式影響，且與主流上游油膜寬度、分汊支流寬度和流速比有關(guān);提出分汊口分油比的理論推導(dǎo)方法，提出預(yù)測公式為:koil=B

6、s/Bu-oil，且公式適用于任意分汊型式。
　　第三，提出了基于污染物輸移擴散特征預(yù)測的長距離輸水工程突發(fā)水污染事件風(fēng)險評價與預(yù)警預(yù)案體系。該體系緊密結(jié)合了長距離輸水工程突發(fā)水污染事件特點和應(yīng)對事件的要求，集成了合理實用的水污染事件風(fēng)險評價方法和模型、污染快速預(yù)測方法和模型、預(yù)警和多級預(yù)案構(gòu)建指標(biāo)和方法。利用該體系可實現(xiàn)快速響應(yīng)和評價水污染事件以及合理提出可行預(yù)警和預(yù)案的目標(biāo)，可為長距離輸水工程應(yīng)對突發(fā)水污染事件提供科學(xué)的決策支