河流水環(huán)境數(shù)值模擬及可視化研究.pdf

1、對河流水環(huán)境質(zhì)量進行科學(xué)的分析、評價和預(yù)測是對其進行有效的規(guī)劃、治理和管理的基礎(chǔ)，對保證社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。應(yīng)用水動力學(xué)和水質(zhì)模擬模型，對水體的水動力學(xué)規(guī)律和污染情況進行分析預(yù)測，是水環(huán)境分析和預(yù)測的重要基礎(chǔ)。本文通過建立河流水動力學(xué)和水質(zhì)模型，對河流水動力學(xué)規(guī)律和污染情況進行模擬研究，并對模擬計算結(jié)果進行可視化處理，使其能夠清晰、直觀地表達出來，從而為環(huán)境規(guī)劃和管理服務(wù)。 本文通過對環(huán)境影響因子的界定，依

2、據(jù)其運動變化的基本規(guī)律，建立力學(xué)模型和理論模型，通過數(shù)學(xué)簡化為一系列的方程組，構(gòu)成整個問題的數(shù)學(xué)描述，即建立復(fù)雜的水環(huán)境模型的抽象數(shù)學(xué)模型，建立了河流水環(huán)境模型。 本文選擇重慶主城區(qū)段嘉陵江作為研究對象，采用經(jīng)典的有限差分方法離散所建立的方程組，數(shù)值計算仿真河流的水動力場和污染場；引入荷蘭Delft3D海洋河口計算軟件對研究區(qū)域進行了前后處理和數(shù)值計算。經(jīng)過與實測資料的比較驗證，水動力場的計算結(jié)果符合實際情況，可達到精度要求；

3、并在此基礎(chǔ)上對嘉陵江沿岸幾個大型工業(yè)企業(yè)的排污情況進行水質(zhì)模擬，得到研究區(qū)域的污染物濃度分布情況。嘉陵江水環(huán)境動力學(xué)的模擬表明，在嘉陵江河道兩旁的各個工廠企業(yè)對嘉陵江排放的污水在很大程度上導(dǎo)致了嘉陵江水質(zhì)的惡化。對比了岸邊排污和中心排污兩種方式之后得出結(jié)論：岸邊排污導(dǎo)致污染物在岸邊緩流的作用下擴散速度慢，易形成岸邊污染帶，直接影響到江岸兩側(cè)的生態(tài)環(huán)境；中心排污可以對污染物濃度很快稀釋，雖然影響范圍大，但是污染物濃度已經(jīng)降得很低，有利于河

4、流的自凈。由于三峽工程的建立，嘉陵江流速有減小的趨勢，會影響污染物的對流擴散，可能引發(fā)岸邊附近生態(tài)環(huán)境的惡化，這對處于重慶繁華地帶的沙坪壩、渝北和渝中區(qū)的經(jīng)濟和社會發(fā)展會帶來不小的影響。建議在重慶主城區(qū)嘉陵江段的環(huán)境規(guī)劃和污染治理方面加大投入，保證其正常的生產(chǎn)生活給排水需要。 在可視化方面采用MATLAB圖形化技術(shù)，對水動力學(xué)和水質(zhì)模擬結(jié)果進行研究，給出了用MATLAB對模擬計算結(jié)果進行可視化處理的技術(shù)內(nèi)容和技術(shù)方法，得出了嘉