基于EFDC的大伙房水庫水齡和滯留時間的數(shù)值模擬研究.pdf

1、大伙房水庫位于中國東北部，是遼寧省重要的的水源地之一，保護水庫的水質(zhì)對于遼寧省的經(jīng)濟發(fā)展和社會穩(wěn)定具有重要的戰(zhàn)略意義。大伙房水庫屬于山區(qū)河谷型水庫，注入上游的營養(yǎng)物質(zhì)有可能需要很長的時間才能到達下游區(qū)域，這使得營養(yǎng)物質(zhì)的輸運時間對于水體的水質(zhì)狀況有著重要影響。因此深入研究大伙房水庫的水動力特征，綜合分析不同因素對于大伙房水庫輸運時間的影響顯得尤為重要。本文采用數(shù)值模擬的方法對大伙房水庫的水動力特征以及輸運時間的影響因素進行了研究。

2、>　　本文首先利用基于結構化網(wǎng)格的環(huán)境水動力模型EFDC(Environmental FluidDynamics Code)，綜合考慮風、表層熱通量以及入庫徑流，建立了大伙房水庫三維水動力模型。通過對比水位和溫度的模擬值與實測值對模型進行了驗證，驗證結果表明建立的水動力模型能夠很好地再現(xiàn)水庫水位的升降規(guī)律和溫度的分層—混合變化過程。
　　然后利用建立的水動力模型，對大伙房水庫水體的水齡進行數(shù)值模擬研究，綜合分析了徑流、風、表層熱通

3、量及水位變化對于水齡的影響。結果表明徑流是影響水齡的主要因素，僅有徑流驅(qū)動時，在高、平均、低流量下，溢洪道處水體的水齡分別為53.93天、126.96天、458.78天，河道橫斷面上中間水齡小、兩側(cè)水齡大。風對水體輸運時間的影響主要通過風生流和風生混合的作用體現(xiàn)出來。同時考慮徑流和風的作用時，水齡沿河道橫斷面的差異減小，在垂向上水齡則是完全均一的。與僅考慮徑流時的水齡相比，深水河道處的水齡增加值高于其它河道處水齡的增加值，流量較大時，風

4、對下游水體的水齡影響較大，而流量較小時，風對上游水體的水齡影響較大。表層熱通量對輸運時間的影響主要通過密度流和溫躍層體現(xiàn)出來，當考慮表層熱通量的作用時，水齡在局部區(qū)域沿水平方向的差異減小，在垂向上呈現(xiàn)表層水齡小、底層水齡大的分層特征，并且越往下游表底層差異越大。表層熱通量對表層水體的水齡影響較小，對底層水體的水齡影響較大。水位變化通過改變水體的溫度結構從而影響著水體的水齡，水位降低時，水齡整體減小，而且水齡垂向上的差異減小，水位變化對底