多進出水口湖泊水體推移及濃度場預(yù)測分析.pdf

1、修建引水工程越來越多地成為治理城市型湖泊水環(huán)境污染的有效手段，為盡可能地減少死水區(qū)，引水后湖泊一般具有多個進、出水口，吞吐流成為湖流最主要的因素，其流場和濃度場的研究可以很好地預(yù)測和評價引水工程對湖泊水體水質(zhì)的改善效果。 本文以杭州西湖為例，建立了平面二維水動力-水質(zhì)模型，采用有限體積法，運用PHOENICS軟件，模擬了整個西湖的流場和濃度場，計算結(jié)果可視化。根據(jù)現(xiàn)狀引配水方案，設(shè)置了9個進水口和10個出水口(流場模擬和濃度場模

2、模擬進出口數(shù)目有所不同，流場模擬時為6進10出，濃度場模擬時為9進9出。)，整個計算域共剖分了400×400個網(wǎng)格。模擬計算了6種工況下的西湖水體流場，并給出了各種工況下西湖水體的流場圖。以總磷為模擬指標建立了水質(zhì)模型，在入湖總磷負荷來源分析及測算的基礎(chǔ)上，確定了西湖總磷的主要來源為入湖溪流攜帶、西湖底泥釋磷、錢塘江引水攜帶，并測算了具體的數(shù)值作為濃度場計算的邊界條件。根據(jù)西湖2004年春夏秋冬四季實際引配水方案、總磷負荷來源及11個測

3、點的實測濃度數(shù)據(jù)的反演分析，得到了綜合沉降系數(shù)k。然后運用這套模型和參數(shù)，在確定2005年春夏秋季的引配水數(shù)據(jù)后，預(yù)測了相應(yīng)的西湖水體穩(wěn)態(tài)濃度場，最后運用2005年春夏秋季11個測點的濃度實測數(shù)據(jù)進行驗證，計算值與實測值相當接近，表明本文所建立的濃度場分析模型以及所確定的計算參數(shù)和邊界條件都是合理可靠的。 本文還運用上述經(jīng)過驗證的濃度場分析模型及計算參數(shù)，選取2004年的引配水和總磷濃度情況作為計算工況，進行西湖非穩(wěn)態(tài)濃度場的數(shù)

4、值仿真分析，給出了西湖水體推移及濃度場演變的動態(tài)過程。 流場、濃度場數(shù)值分析成果表明，目前西湖進出水口配置和引配水流量分配方案總體來看是好的，尤其是增設(shè)西進水域的4個進水口和長橋灣進水口后，西進水域和長橋灣水域的流場得到很好的改善，西湖水體總磷濃度平面分布比較均勻，整個西湖流場只有幾個死角區(qū)，且面積不大。 本文所建立的水動力-水質(zhì)模型以及所采用的分析方法可為類似的多進出水口湖泊流場及濃度場的數(shù)值仿真分析提供參考。