香溪河庫灣營養(yǎng)鹽時空分布及其數(shù)值模擬.pdf

1、　　三峽水庫蓄水后,香溪河庫灣每年爆發(fā)不同情勢的水華現(xiàn)象,對當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展帶來不利影響。水華暴發(fā)過程中,水體中豐富的營養(yǎng)鹽提供了充足的物質(zhì)基礎。水體營養(yǎng)鹽來源主要包括點源、面源及內(nèi)源。近年來研究發(fā)現(xiàn),由于水庫干流與香溪河庫灣、庫灣與上游來水之間存在密度差異,從而形成倒灌異重流及順坡異重流,對庫灣營養(yǎng)鹽總量及分布產(chǎn)生重要影響。本論文以香溪河為研究對象,對庫灣進行動態(tài)持續(xù)觀測,分析主要營養(yǎng)鹽時空分布特性,并利用CE-QUAL-W2對庫灣

2、營養(yǎng)鹽進行數(shù)值模擬,探討不同的干流倒灌和上游來流對營養(yǎng)鹽遷移分布的影響,以及對營養(yǎng)鹽的通量補給狀況,得出的主要結(jié)果與結(jié)論如下：
　　1、2009年香溪河庫灣主要營養(yǎng)鹽的時空分布特性：
　　(1)TN全年變化幅度為0.003-3.450 mg/L,均值為1.12 mg/L；TP全年變化范圍為0.02-0.36 mg/L,均值為0.11 mg/L；PO4-P濃度較小,平均值為0.06 mg/L；各營養(yǎng)鹽表現(xiàn)為冬季略高于夏季。

3、
　　(2)沿程分布上,汛前消落期庫灣 TN 濃度由河口向上游逐漸遞減；枯水運用期 TN濃度處于全年最高水平；NO3-N濃度變化趨勢與TN相似；汛期消落期和汛期TP表現(xiàn)為河口至上游逐漸上升的趨勢；蓄水期TP濃度有所降低； PO4-P變化趨勢與TP相似,上游高于下游,汛期消落期最高。
　　(3)垂向上,TN在汛期和蓄水期變化較大,枯水運用期垂向波動不明顯；NO3-N在垂向上中層較高,表底較低；汛前消落期TP和PO4-P均垂

4、向上存在一定的濃度梯度,汛期TP在上游和下游的濃度梯度要小于中游,PO4-P濃度梯度較小,蓄水期和枯水運用期 TP、PO4-P 濃度梯度均較小,且枯水運用期底部磷營養(yǎng)鹽高于表層、中層。
　　2、基于 CE-QUAL-W2 的香溪河庫灣立面二維水質(zhì)模型能夠模擬庫灣主要營養(yǎng)鹽的分布特征,可用于庫灣水質(zhì)模擬。
　　3、通過 CE-QUAL-W2 模擬,分析溫差倒灌異重流、水位日變幅及上游來流等因素對香溪河營養(yǎng)鹽的影響：

5、>　　(1)溫差倒灌異重流對主要營養(yǎng)鹽的影響：
　　發(fā)生溫差倒灌異重流時,異重流從表、底水層入侵庫灣,干支流溫差越大,異重流影響范圍越廣,干流對支流營養(yǎng)鹽輸入的凈瞬時通量越大；異重流從中層潛入庫灣,干流溫度處于表、底溫的中間值時,凈瞬時通量最大；水位越高,干流對支流營養(yǎng)鹽輸入凈瞬時通量越大；在時間尺度上,干流對支流TN、TP輸入的凈瞬時通量隨著時間的延長逐漸減小。所有工況,對氮營養(yǎng)鹽輸入通量遠大于磷營養(yǎng)鹽。
　　(2)水

6、位日變幅對主要營養(yǎng)鹽的影響：
　　水位上升或下降時,異重流從表、中、底層潛入庫灣,水位上升越快,倒灌影響范圍越大,且水位上升比水位下降的影響范圍要廣；水位上升時,凈瞬時通量隨時間增加,對氮營養(yǎng)鹽的輸入的量較高,反之,水位下降時,凈瞬時通量隨時間減小。
　　(3)上游來流對主要營養(yǎng)鹽的影響：
　　上游入流量越大,對庫灣營養(yǎng)鹽補給越大,且對庫灣營養(yǎng)鹽影響越大；上游流量較小時對庫灣營養(yǎng)鹽的影響有限；與 TP 相比,TN