影响密云水库水质因素的比较分析

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1、24／41长春工程学院学报(自然科学版)2010年第l1卷第3期1：!!1O0—104J．ChangchunInst．Tech．(Nat．Sci．Edi．)，2010，Vo1．1l，No．3CN22一l323／N影响密云水库水质因素的比较分析谷照升(长春工程学院理学院，长春130012)谷照升，1986年本科毕业于东北师大数学系，获学士学位；1991年云南大学数学专业研究生毕业，获硕士学位；2006年吉林大学地球探测与信息技术专业研究生毕业，获博士学位。现为长春工程学院理学院教授。多年来致力于应用数学与环境科学的研究工作，主持完成电力部青年学术基金资助项目、吉林省教育厅立项课

2、题各1项，参加国家重点基础研究发展规划项目(973项目)1项。为东北电力集团、长春工程学院开发应用软件3项并获奖。分别在长春工程学院学报、吉林大学学报、工程勘察、岩矿测试、中国科学等期刊上发表论文10余篇，参编论著2部。摘要：运用无单元法直接求解水库水污染质迁移1密云水库概况及相关资料转化的三维数学模型，通过调整模型的不同影响因子和对计算过程、计算结果的比较分析，给出了影响密云水库建成于1960年9月，是一个山谷型和水库水质分布的主要因素与次要因素的定量分析，半封闭型的水库。水库及周边地区占地面积近并获得了水库水质分布现状与变化趋势的成因分析9000km，主要入库河流为自河、

3、潮河、清水河，出和作用机理。库河流为京密引水渠、潮自河，污染源主要来自周边关键词：密云水库；无单元法；定量分析农业、上游工业和生活污染。中图分类号：X524文献标志码：A为可靠分析、预测密云水库水质的现状、变化规文章编号：1009-8984(2010)03-0100—05律和发展趋势，2001年5月(枯水期)、9月(丰水期)、2002年4月、9月在主库区和内湖分别布点共25个(图1，内湖中尚有N1、N22点未标出)(因不0引言同时期水深限制，布点数量有所不同)，纵向间隔密云水库是北京市主要的地表饮用水水源。针5m分层采集库水样品，并对底泥和界面水采样。对密云水库的水质分布特征

4、、发展趋势等问题已有获得总磷、总氮等多种成分含量的详细数据。同时许多的研究论述[1-53。这些工作主要讨论了水质分布、变化趋势、污染物形态等问题。本文运用无单元法直接求解水库水污染质迁移转化的三维数学模型，通过调整模型的不同影响因子(系统参数)和对计算过程、计算结果的比较分析，给出了影响水库水质分布的主要因素与次要因素的定量分析，并获得了水库水质分布现状与变化趋势的成因分析和作用机理。图1密云水库概况及采样点分布图收稿日期：2010—05—20谷照升：影响密云水库水质因素的比较分析101对流速、温度等现场环境参数作了观测。收集了主C()J一0(，y，E1"2，￡>0要河流入水

5、、出水口连续3年的水文、水质数据资料。(4)式中：“(z，，z)、v(x，y，，f)——已知的初始、边2水质分析的数学模型与无单元法求解界条件。下面给出无单元配点法求解的详细过程。仅以总磷为例介绍定量分析的模型和算法，其它污染物的模型与求解不再一一陈述。记P=(，y，z)，i一1，2，⋯，Z是三维区域Q内的全部采样点。Q一(，lyf，)，i—z+1，z+2，⋯，库区地理形状比较复杂，主要入水口有3个、出是位于出入口附近的边界点。水口2个。可以获得不同时期出入水口的流量、水污染质质量浓度数据。将出入水口的流量转换为流令C(x，y，，)一∑a(￡)(，y，)(，y，速表示。为后面

6、用无单元配点法求解的方便，将整z)∈nUr(5)个库区水域记为。水库边界分为2部分r—rU作为问题(1)、(2)、(3)、(4)的径向基近似解。，r是全部出入水口，是不透水边界部分(包其中，P(，y，)取Hardy的MultiQuadric型基括库底面和水面)。考虑下列因素：水体的对流一扩函数(，，z)一(c。+(—L，f)。+(．y—y)。+散作用，水体中污染质的沉降，底泥中污染质再释(—z)P。放，生物蓄积、捕食、传递过程和其它随即源汇项的注意P满足limp(r)一0，当0<口<0．5时，影响。建立总磷的迁移转化方程如下aClim一O，lim一0，1im一0，一(DaC)

7、+ov＼DoC)+一。。d-z一∞dV一。。r一~／(—)+(一．y)+(—)。。这使得(D)一“一“一“aC+底泥一+(6)式定义的解C(x，，z，t)在厂1边界上可以自然0I(x，Y，z，t)(，y，)En，t>0(1)满足c(，Y，，)l11≈0及C(x，，2，￡)IF1≈0o这是c，“式中：C——水体中总磷质量浓度；径向基方法在适应某类边界条件上具有的一个优势。D、D、D——扩散系数；注：若(，，)取Gauss分布函数(r)一“、U、“——流速分量；2、，Ot——底泥孔隙水释放系数；exp(一)