三峽庫(kù)區(qū)流域富營(yíng)養(yǎng)化污染行為的自組織臨界性研究.pdf

1、水體富營(yíng)養(yǎng)化作為一個(gè)全球性的環(huán)境問(wèn)題，越來(lái)越受到人們的關(guān)注，而三峽工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響可能更是大家關(guān)注的焦點(diǎn)，三峽水庫(kù)在帶來(lái)巨大綜合效益的同時(shí)也將極大地改變長(zhǎng)江流域三峽庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境。在天然狀況下庫(kù)區(qū)江段總磷總氮濃度近年來(lái)一直偏高，隨著三峽水庫(kù)截流，庫(kù)區(qū)出現(xiàn)了流速減緩、消落帶形成和內(nèi)潮汐運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象，使得水體自凈化能力進(jìn)一步降低，從而對(duì)庫(kù)區(qū)水環(huán)境構(gòu)成了威脅，故庫(kù)區(qū)水域的富營(yíng)養(yǎng)化預(yù)測(cè)是三峽水庫(kù)水污染綜合防治過(guò)程中急需研究的重要課題。本文通過(guò)

2、分析富營(yíng)養(yǎng)化的成因和機(jī)理，結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)氣候、水文、水質(zhì)指標(biāo)等，類比分析了三峽水庫(kù)在成庫(kù)過(guò)程中和成庫(kù)以后庫(kù)區(qū)生態(tài)系統(tǒng)相關(guān)要素的變化趨勢(shì)，探討了富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生的可能性和主要誘發(fā)因子，初步確定了三峽庫(kù)區(qū)水體富營(yíng)養(yǎng)化污染的氮磷濃度條件，為進(jìn)一步深入研究和預(yù)測(cè)庫(kù)區(qū)富營(yíng)養(yǎng)化污染提供了參考意見。 隨著對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化機(jī)理的深入研究和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，富營(yíng)養(yǎng)化行為的數(shù)值模擬有了長(zhǎng)足進(jìn)步，本文對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化模型的研究進(jìn)展做了綜合評(píng)述。同時(shí)，為了有效研究富營(yíng)養(yǎng)

3、化污染物在流域環(huán)境中的演化過(guò)程、遷移模式、結(jié)構(gòu)形態(tài)和全局動(dòng)力學(xué)行為，本文利用數(shù)學(xué)物理手段，結(jié)合環(huán)境科學(xué)理論，探討了將自組織臨界性理論和沙堆模型引入到水域富營(yíng)養(yǎng)化污染領(lǐng)域的研究。在BTW沙堆模型的基礎(chǔ)上，借助多象限、優(yōu)先級(jí)和表觀摩擦系數(shù)等概念，提出了兩個(gè)改進(jìn)算法，構(gòu)建了兩個(gè)更具真實(shí)物理意義的自組織臨界性沙堆模型。通過(guò)大量仿真計(jì)算，研究了模型各控制參量對(duì)沙堆自組織臨界特性的影響規(guī)律，并借助內(nèi)能、結(jié)構(gòu)熵和自由能的概念，對(duì)沙堆系統(tǒng)進(jìn)行了熱力學(xué)分