水資源評價及水質(zhì)數(shù)值模擬研究.pdf

1、水資源是人類生存和發(fā)展不可替代的資源，是經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。目前全球水資源狀況正面臨著巨大的危機(jī)，人口增長導(dǎo)致人均水資源量減少，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人類的活動導(dǎo)致水資源的污染，氣候因素及地理原因?qū)е滤Y源時空分布不均勻等等，這些問題都受到?jīng)Q策者和科研工作者的極大關(guān)注。在研究如何解決這些問題前，需要對水資源的狀況有全面的認(rèn)識和了解，這就要求對水資源進(jìn)行科學(xué)評價。 本文研究了用模糊綜合評判方法，從水質(zhì)和水量兩個角度對區(qū)域水資源進(jìn)行評

2、價的方法。水質(zhì)方面主要考慮了各水質(zhì)指標(biāo)的濃度值對水資源的綜合影響，由于水質(zhì)的測量具有一定的時效性和誤差，故研究了水質(zhì)數(shù)值模擬方法，并以北大港水庫水質(zhì)模擬研究為例，詳述了水質(zhì)數(shù)值模擬研究過程。水量的問題主要是由水資源的時空分布不均勻引起的，空間分布不均可采用跨區(qū)域水資源調(diào)度方法解決，對于時間分布不均，可采用提高水庫汛限水位、建立蓄滯洪區(qū)等方法蓄存汛期洪水資源，本文探討了海洋水庫作為蓄滯洪區(qū)以蓄存汛期入海淡水的可行性，并用數(shù)值方法模擬海洋水

3、庫蓄存洪水的過程。具體研究工作如下： 首先，對北大港水庫水質(zhì)進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。建立三維水動力水質(zhì)耦合模型，以氯離子作為水質(zhì)模擬指標(biāo)，選擇水庫某實(shí)際運(yùn)行時段作為模擬時域，對水庫水體及底泥氯離子的輸運(yùn)進(jìn)行模擬，通過對模擬值與實(shí)測值的比較和分析，驗(yàn)證了模型的可靠性。運(yùn)用上述模型，對水庫5種典型運(yùn)行方式進(jìn)行了水動力及水質(zhì)模擬研究，通過對各運(yùn)行方式下流場、污染物輸運(yùn)及分布的比較，揭示了水庫流場動態(tài)變化、水質(zhì)變化及底泥污染物釋放規(guī)律。水質(zhì)

4、數(shù)值模擬可以預(yù)測水資源水質(zhì)變化，為水資源評價提供水質(zhì)指標(biāo)數(shù)值。 其次，對海洋水庫蓄存淡水的可行性進(jìn)行研究。根據(jù)天津市海擋防護(hù)規(guī)劃，將在永定新河河口規(guī)劃建設(shè)人工瀉湖。本文運(yùn)用三維水動力水質(zhì)耦合模型，從鹽淡水交換的角度，以50年一遇洪水過程為例，模擬了人工瀉湖攔蓄洪水過程中湖內(nèi)鹽度的輸移過程，探討了人工瀉湖在汛期可兼作海洋水庫以蓄存入海淡水資源的可能性。對海洋水庫各種存蓄水方式進(jìn)行模擬計算，通過對計算結(jié)果的分析，確定了較佳的存蓄水方

5、式，以使水庫在相同入流條件下蓄存更多的可用淡水。 最后，建立二級模糊綜合評判模型，從水質(zhì)和水量兩個角度展開對水資源的評價。選擇10個水質(zhì)指標(biāo)和7個水量指標(biāo)作為評判因素集，設(shè)置5個等級，根據(jù)各指標(biāo)與等級之間的關(guān)系建立隸屬度函數(shù)，采用單因子評價法等方法確定各指標(biāo)權(quán)重，選擇合理的算子，經(jīng)過模糊運(yùn)算，最終得到水資源評價結(jié)果。在評價過程中，提出了水資源安全因子的概念，并給定了計算公式，水資源安全因子可以用來確定對水資源狀況負(fù)面影響較大的指