区域排污对长江口水源地水质影响的数值模拟.pdf

《区域排污对长江口水源地水质影响的数值模拟.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第44卷第21期人民长江Vo1．44．No．2l2013年l1月YangtzeRiverNOV．，2013文章编号：1001—4179(2013)2l—O112—05区域排污对长江口水源地水质影响的数值模拟卢士强，矫吉珍，林卫青(上海市环境科学研究院，上海200233)摘要：为了研究长江口区域排污对河1：7水源地水质的影响，建立了包含长江口、杭州湾在内的平面三维水动力和水质耦合数学模型。利用长江口近年实测水文、水质资料对模型进行全面率定和验证，率定结果同实测资料比较吻合，表明该模型较好地反映了长

2、江口水域流场和水质的特征。利用模型预测分析了典型水文条件下长江口主要污染物浓度的时空分布规律，明确了主要排污源对青草沙水源地和陈行水源地的水质贡献率。依据上述研究结论，提出了保护长江口水源地水质安全的对策措施。关键词：水动力模型；水质模型；水源地；水质贡献率；青草沙水库；长江口中图法分类号：X824文献标志码：A上海是一个典型的水质型缺水城市，本地水资源域初步呈现有机污染迹象。因此，需要找出长江十分紧缺。为提高原水供水水质，应多取用优质长江水源地主要水环境质量问题，分析主要污染来源，以明水作为上

3、海市水源，形成“两江并举，多源互补”的供确长江口水源地水质保护的重点和对策措施。水格局。目前长江口已建的水源地有陈行水源本研究将针对长江口主要水环境问题，建立包地、宝钢水库水源地、青草沙水源地，另外崇明岛也含长江口、杭州湾在内的大范围水体的平面三维水动主要以长江口作为水源地，东风西沙水源地正在建设力和水质耦合数学模型，模拟分析典型水文条件下当中。长江口主要水质指标总体能达到Ⅱ类水标准，长江口主要污染物浓度时空分布规律，以此明确长江部分水域出现Ⅲ类和Ⅳ类，氨氮和总磷是主要超标因口主要排污源对青草沙

4、水源地和陈行水源地的水子。氨氮浓度整体呈缓慢下降趋势，除个别站位外，长质贡献率，并提出保护长江口水源地水质安全的对策江口氨氮年均值能达到Ⅲ类；总磷总体呈上升趋势，近措施。期上升势头尤为明显，2011年徐六泾断面总磷浓度开l长江口三维水动力盐度模型始劣于Ⅲ类。近年来的水质监测结果表明，长江口水体仍是上考虑潮流、径流、季风、温度、盐度等因素，建立长海市地面水环境中水质最好的水体，原水水质明显好江口杭州湾大范围海域三维流场一盐度场耦合模型，利用已有潮位、流速、流向、盐度等实测资料进行模型于黄浦江，适于

5、作为集中式饮用水水源。但由于长江率定验证。口水源地水质同时受到三峡水库调度运行、长江中游流域来水、区间污染源排放(包括点源和面源)1．1水动力和盐度控制方程和沿江支流(尤其是浏河、黄浦江)排水的影响，水质在浅水和Boussinesq假设下，求解不可压流体的问题比较复杂，⋯般主泓优于近岸水域，尤其是南港近Navier—Stokes方程组。模型中使用贴体正交曲线网岸水域在枯水期水质较差，长江口水质的整体演变格，垂向采用or坐标。三维流场模型基本方程如下。形势并不十分乐观，长江流域排污致使长江口南岸水

6、(1)连续方程。收稿日期：20l3—08—07基金项目：国家自然基金项目“复杂水动力条件下水体一泥沙一污染物的动态耦舍环境效应”(11032007)；上海市科委项目“青草沙污染物通量与控制”(062312015)作者简介：卢士强，男，教授级高级工程师，博士，主要从事水环境污染防治方面的研究工作。E—mail：917848691@qq．corn1l46h一次。温度取当月平均实测值。水位和流速对外式中，c为物质的浓度，mg／L；D，Df，D为叼，和垂线界动力响应较快，初值均取为零。盐度初始值取洪季方

7、向的紊动扩散系数；S。=(d+)s为外部源项，其中或枯季的典型分布值。S为污染负荷。1．4边界条件水质模型基本方程为对流扩散方程，采用有限差分法求解方程组。在进行水动力模型设计水文条件下边界条件涉及长江口上边界，杭州湾上边界和3流场模拟的基础上，利用对流扩散模型来分析和预测个外海开边界。海域外边界：取潮位给定值，用11个不同排放量下污染物浓度增量及其分布特征。分潮的振幅和相位推算，计算基面统一采用吴淞基面。对长江径流边界取大通站的当月平均值，盐度边2．2模型边界条件界采用流人定常、流出无梯度的辐

8、射边界条件。上游水质浓度边界条件为：陆边界法线向量为零，水边边界盐度取零，外海边界盐度取观测的典型值。界出流无梯度，入流浓度为零。1．5模型率定与验证2．3长江口入江污染物通量汇总分析利用长江口水域内代表性测点(图2)水文盐度同根据近期对长江口人江污染物通量的实测结果分步实测资料进行水动力和盐度模型的率定和验证。风析¨，长江口污染物主要来自上游徐六泾断面，总磷场由每6h一次的NCEP／NCAR再分析风场给出。长负荷占90％，高锰酸盐占92．3％，氨氮、总氮负荷也占江径流量取2005年l1月的平均