湖水源热泵系统尾水排放对湖泊水环境的影响研究

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1、重庆大学硕士学位论文湖水源热泵系统尾水排放对湖泊水环境的影响研究姓名：黄向阳申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：周健20090525中文摘要摘要在国家大力倡导节能减排的大背景下，地表水源热泵技术作为新兴节能环保产业，得到了强劲的推动。系统的温排水及冷排水可能对水环境安全造成的影响，目前尚无研究。本研究针对湖泊热环境容量小，生态系统脆弱的特征，以三峡库区重庆段湖泊水体为对象，采用物理模拟和平面二维数值模拟相结合的方法，得出了湖水源热泵系统温排水对湖泊水温的影响范围和程度；首次对湖水源热泵系统冷排水进行了系统的模拟试验研究，得出了湖水源热泵系统冷排

2、水对湖泊近水域水温、水质和水生生态系统的影响；通过对湖水源热泵示范工程尾水受纳水域的监测研究，确定了系统尾水对湖泊水温及水环境的影响程度。研究得出的主要结论如下：①夏季温排水模拟研究表明：在系统最大冷负荷条件下，温排水导致湖泊平均温升约为0．52℃。温升超过1．5℃的高温升区域接近湖泊面积的1／15，绝大部分水域温升在l℃以内。如果间歇运行则温升值不会扩大。②冬季冷排水模拟研究结果表明：在系统最大热负荷条件下，冬季冷排水导致湖泊水温平均下降0．5"C～1．O'C，系统间歇运行时水温能够较快得到有效恢复；冷排水使排放口附近水域表层溶解氧的微弱升高，而底

3、层溶解氧不变或者降低；冷排水使排放口附近水域氨氮和总氮升高，总磷也有所上升，但是影响不显著；冷排水抑制湖泊藻类的生长，降低藻类多样性指数；冷排水对叶绿素a影响显著，并且原水水质不同影响程度有显著差异；冷排水对水生动物的正常活动产生不利影响，部分水生动物由于对水温不适并且无法迁移而死亡。鱼类同样对低温敏感，过低的温度使一些生命力较弱的鱼类死亡；冷排水对于湖库水体富营养化进程总体有减缓作用，主要表现在浮游生物量大幅减少。③湖水源热泵示范工程的监测研究结果表明：尾水排放对排放口附近水域水温、溶解氧、氮磷和浮游植物都有一定的影响，表现为夏季水温升高导致溶解氧

4、降低，氨氮、总氮和化学需氧量升高，蓝绿藻大量繁殖，富营养化加剧；冬季水温的降低以及尾水的搅动作用导致氨氮、总氮、总磷的升高，硅藻、绿藻数增多和蓝藻数减少，藻类物种多样性下降，对湖泊富营养化的影响是双方面的，即具有不确定性。研究水源热泵尾水排放对水环境的影响，为地表水源热泵技术的推广应用提供支持，具有重要的现实意义。关键词：水源热泵尾水湖泊水环境影响ABSTRACTInthebackgroundofadvocatingenergysavingandemissionreductioninourcountry,asanewenergyconservatio

5、nandenvironmentalprotectionindustry,techno-logyofthesurfacewatersourceheatpumpshasreceivedastrongimpetus．Theeffectofthermaldischargeandcooldischargeofthesystemsonwaterenvironment，isstillnoresearchatpresent．Accordingtosmallheatenvironmentalcapacityandfragileecosystemoflake，takin

6、gformeresearchobjectoflakesinChongqingSectionofthreegorgesreservoirarea，combiningthemethodofphyrsicalsimulationandTwo-DimensionalNumericalSimulation，theextentanddegreeofinfluenceonlakewatertemperaturebythethermaldischargeofwatersourceheatpumpsisobmined．Makingasimulationresearch

7、oncooldischargeofthesystems，abtainedtheeffectonwatertemperature，waterqualityandecosystemoflake．Baseonmonitoringresearchonthelakeofdemonstrationprojectofwatersourceheatpumps，determinedtheinfluencedegreeonwatertemperatureandwaterenvironmentofthelake．Theconclusionsofthisresearchar

8、easfollows：QTheresultofsimulationresearchinsummershowt