發(fā)布時間：2020-12-14 17:58

　　富營養(yǎng)化被認(rèn)為是全球水庫和湖泊生態(tài)系統(tǒng)最普遍和最嚴(yán)重的問題,我國現(xiàn)已成為世界上水庫污染和藻類爆發(fā)最為嚴(yán)重的國家之一。在富營養(yǎng)化水體中,藻類的大量繁殖是常見的次生生態(tài)問題,對供水安全和水源地保護都有著極顯著的影響。為富營養(yǎng)化水庫水環(huán)境治理、生態(tài)調(diào)控和水庫優(yōu)化調(diào)度提供科學(xué)指導(dǎo)工具是水庫研究的一項緊迫和重要課題。研究和應(yīng)用水環(huán)境數(shù)學(xué)模型開展水庫水動力與水生態(tài)數(shù)值模擬是研究這一課題的重要手段。2013年,為推進天津建設(shè)、明顯改善全市生態(tài)環(huán)境和群眾生產(chǎn)生活條件,天津市政府規(guī)劃并實施了“美麗天津·一號工程”,主要實施“四清一綠”五項行動,其中就包括了清水河道行動,要求堅持控源、截污在先,治污、修河、調(diào)水、開源多措并舉,構(gòu)筑與美麗天津要求相適應(yīng)的水環(huán)境體系。作為天津市唯一的飲用水源地,于橋水庫流域自然是天津水環(huán)境體系的關(guān)鍵一環(huán),由于富營養(yǎng)化嚴(yán)重,水庫中近年來發(fā)生了較為嚴(yán)重的藍藻水華,對水庫管理和供水安全提出了新的要求,因此對水庫富營養(yǎng)化研究顯得極其必要。為應(yīng)對這一挑戰(zhàn),本文以于橋水庫為研究對象,建立了三維EFDC水動力和WASP水質(zhì)耦合數(shù)值模型,以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)非機理模型來研究水庫中水體富營養(yǎng)化,取... 

【文章來源】：天津大學(xué)天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 水庫或湖泊水動力數(shù)值模擬研究進展
        1.2.2 水庫或湖泊水質(zhì)數(shù)值模擬研究進展
        1.2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型研究進展
    1.4 主要內(nèi)容與技術(shù)路線
    1.5 主要創(chuàng)新點
第二章 水庫三維水動力及水質(zhì)數(shù)學(xué)模型
    2.1 EFDC三維水動力數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 σ坐標(biāo)變換
        2.1.2 EFDC模型控制方程
        2.1.3 邊界條件
        2.1.4 方程的數(shù)值解法
        2.1.5 動量方程的求解
    2.2 WASP三維水質(zhì)數(shù)學(xué)模型
        2.2.1 模型概述
        2.2.2 模型基本質(zhì)量守恒方程
        2.2.3 模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        2.2.4 模型基本方程離散
        2.2.5 EUTRO模塊
第三章 基于EFDC模型的水庫水動力數(shù)值模擬
    3.1 研究區(qū)域概況
        3.1.1 海河流域概況
        3.1.2 于橋水庫概況
        3.1.3 水庫監(jiān)測數(shù)據(jù)
    3.2 于橋水庫三維水動力數(shù)學(xué)模型
        3.2.1 控制方程及其離散
        3.2.2 邊界條件
        3.2.3 初始條件
    3.3 EFDC模型配置
        3.3.1 計算區(qū)域網(wǎng)格剖分
        3.3.2 模型開邊界條件
        3.3.3 模型初邊值條件
        3.3.4 模型中相關(guān)計算參數(shù)確定
    3.4 模型結(jié)果驗證與分析
        3.4.1 溫度驗證
        3.4.2 水位驗證
        3.4.3 于橋水庫水動力過程模擬分析
    3.5 風(fēng)場、吞吐流和地形對于橋水庫流場影響
        3.5.1 風(fēng)場對于橋水庫流場的影響
        3.5.2 吞吐流對于橋水庫流場的影響
        3.5.3 水庫地形對于橋水庫流場的影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 基于EFDC和WASP耦合模型的水庫水質(zhì)數(shù)值模擬
    4.1 WASP水質(zhì)模型與EFDC水動力模型耦合
    4.2 WASP/EUTRO模型配置
        4.2.1 強迫函數(shù)
        4.2.2 邊界條件
        4.2.3 點源和非點源污染負(fù)荷
        4.2.4 模型初值
    4.3 結(jié)果驗證與分析
        4.3.1 模型相關(guān)參數(shù)率定
        4.3.2 水質(zhì)變量濃度驗證
    4.4 于橋水庫藻類水華成因分析
        4.4.1 水動力條件
        4.4.2 氮磷比與藻類生長關(guān)系分析
        4.4.3 無機氮源與藻類生長關(guān)系分析
    4.5 模擬情景分析
    4.6 本章小結(jié)
第五章 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的水庫水質(zhì)預(yù)測和預(yù)報
    5.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
        5.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
        5.1.2 網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練參數(shù)選擇
        5.1.3 數(shù)據(jù)劃分
        5.1.4 輸入變量選擇
        5.1.5 模型效果評估
    5.2 模型應(yīng)用配置
    5.3 結(jié)果和討論
        5.3.1 水溫模型結(jié)果
        5.3.2 總磷模型結(jié)果
        5.3.3 葉綠素a模型結(jié)果
    5.4 敏感性分析
    5.5 藻類水華的環(huán)境控制
    5.6 本章小結(jié)
第六章 于橋水庫富營養(yǎng)化控制措施探討
    6.1 外源污染治理工程
        6.1.1 人工濕地系統(tǒng)
        6.1.2 湖濱帶建設(shè)
        6.1.3 環(huán)庫截污溝建設(shè)
        6.1.4 庫區(qū)防護工程
    6.2 內(nèi)源污染治理工程
        6.2.1 底泥疏竣或鈍化
        6.2.2 水生生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)
    6.3 流域綜合管理措施
        6.3.1 建立水庫流域管理條例
        6.3.2 環(huán)庫居民遷移
        6.3.3 遵化市企業(yè)和生活污水處理
        6.3.4 取締潘家口、大黑汀水庫網(wǎng)箱養(yǎng)魚
        6.3.5 應(yīng)急措施
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論和展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻
發(fā)表論文及科研情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]人工濕地系統(tǒng)去除農(nóng)業(yè)非點源污染的研究進展及展望[J]. 申軍,王順,張延安.  內(nèi)蒙古水利. 2013(05)
[2]太湖春季藻類生長的磷營養(yǎng)鹽閾值研究[J]. 吳雅麗,許海,楊桂軍,朱廣偉,秦伯強.  中國環(huán)境科學(xué). 2013(09)
[3]湖泊藍藻水華發(fā)生機理研究進展[J]. 馬健榮,鄧建明,秦伯強,龍勝興.  生態(tài)學(xué)報. 2013(10)
[4]人工濕地系統(tǒng)處理北方寒冷地區(qū)生活污水中試研究[J]. 李曉東.  安全與環(huán)境學(xué)報. 2013(02)
[5]國外不同類型湖泊治理思路分析與啟示[J]. 宋菲菲,胡小貞,金相燦,余輝.  環(huán)境工程技術(shù)學(xué)報. 2013(02)
[6]大黑汀水庫生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀及保護對策[J]. 馬權(quán),韓光澤,趙棟華.  海河水利. 2012(06)
[7]不同填料垂直流人工濕地系統(tǒng)的凈化能力研究[J]. 吳小鳳,鄒曉彪,李林鋒.  江西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2012(02)
[8]SWAN和MOHID聯(lián)合模型在連云港港30萬噸級航道建設(shè)中的應(yīng)用[J]. 張娜,楊華,嚴(yán)冰,趙洪波.  水運工程. 2012(02)
[9]基于Markov鏈的最優(yōu)化模型在長江水質(zhì)預(yù)測中的應(yīng)用[J]. 陳啟明,陳華友.  安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2011(01)
[10]高鹽度湖泊艾比湖風(fēng)生流三維數(shù)值模擬[J]. 韓龍喜,陸東燕,李洪晶,張德敏,張芃.  水科學(xué)進展. 2011(01)

博士論文
[1]基于不確定性分析的WASP水質(zhì)模型研究[D]. 張質(zhì)明.首都師范大學(xué) 2013
[2]湖泊三維水動力水質(zhì)模型研究與應(yīng)用[D]. 田勇.華中科技大學(xué) 2012
[3]近海與湖泊三維水動力及物質(zhì)輸運的數(shù)值模擬研究和應(yīng)用[D]. 姜恒志.大連理工大學(xué) 2011
[4]河流水動力及水質(zhì)模型研究[D]. 張明亮.大連理工大學(xué) 2007

碩士論文
[1]基于Delft3D模型的鄱陽湖水動力模擬研究[D]. 范翻平.江西師范大學(xué) 2010
[2]運用Mohid模型對近岸港域波流作用下泥沙運動問題的數(shù)值模擬[D]. 張宇.中國海洋大學(xué) 2010
[3]基于EFDC模型的深圳灣水環(huán)境模擬與預(yù)測研究[D]. 陶亞.中央民族大學(xué) 2010
[4]基于WASP7的渭河陜西段水質(zhì)模擬分析研究[D]. 程一曼.西北大學(xué) 2008
[5]WASP水質(zhì)模型應(yīng)用與DO模型評價[D]. 于順東.天津大學(xué) 2007



本文編號：2916776