河流总体水质评价方法研究及数值模拟

论文摘要

河流综合水质评价是水环境治理中的重要基础性工作。通过对水质监测数据的合理评价,才能制定科学的整治规划,采取有效的措施;通过对河流综合水质评价,我们才能弄清河流水质变化发展规律,为河流污染控制及制定水资源利用系统工程方案提供依据。可以说河流综合水质评价的合理性会直接影响决策。所以水质评价是水污染综合防治的基础,是目前改善河流水质迫切需要解决的问题。只有在水质评价的基础上才能进一步搞好水资源规划工作。我国河流总体水质评价工作,并没有把水质与水量紧密地、有机地结合起来,只是松散的联合。这些评价方法例如河长比例法,就是把水资源分为两个方面,一面是水质,评价的重点在于水体的水质情况,另一面是水量,评价的重点在于水量是否满足人们的需求量,而对于河流的水质水量状况是否符合特定时间及地点的水体用途这一问题较少涉及。本研究旨在河流总体水质评价方法上有所突破,在水质评价结果的准确性和可比性上有所改进。首先论述了当前常用的河流水质评价和水资源数量评价方法的思路、方法、程序及有关标准。在此基础上,将水量与水质相结合,以某类别水质的各监测断面代表的水资源量之和占评价区域各类断面代表的水资源的总量百分比来表征评价区域整体水质状况,又结合考虑动态水量、社会经济和生态环境多方面的因素,并将这些因素作为权重考虑进水质评价方法中,由此提出了河流综合权重评价方法。将此方法应用到陆水河及陆水湖流域,最后,所得结果较为准确地反映了陆水河及陆水湖总体水质的现状。说明了该评价方法的可行性。同时,本文研究的河流总体水质综合权重法具有很好的可比性和很高的分辩率,对于属于各个水质类别的水资源量能较为清晰的计算出来。由于陆水河赤壁段的水质监测断面数量上偏少,断面不足以代表所有的河长,为满足评价方法的要求必须增加计算断面。本文采用河流二维数值模拟的方法,通过CFD软件对污染物COD在河流中的迁移、扩散及降解过程进行模拟,模拟新增断面的COD浓度,并采用单因子评价方法来评价河流新增断面的水质。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 引言
• 1.1 河流总体水质评价方法的研究现状及发展趋势
• 1.2 河流总体水质评价方法现状
• 1.2.1 水质类别比例法
• 1.2.2 水质水量相结合评价法
• 1.2.3 洪水期水质水量结合评价方法
• 1.2.4 以来水为主体的水质水量结合评价方法
• 1.3 水量与水质相结合评价问题的探讨
• 1.3.1 水质采样纵向的代表性
• 1.3.2 水质采样横向的代表性
• 1.4 河流综合权重评价方法的提出
• 1.5 本文的主要研究内容和创新点
• 第2章 河流水质评价
• 2.1 河流水质的评价方法概述
• 2.2 水质评价应遵循的原则
• 2.3 河流水质评价基本步骤
• 2.3.1 选择评价范围和评价参数
• 2.3.2 收集整理监测资料
• 2.3.3 确定评价标准
• 2.3.4 选择评价方法
• 2.4 描述评价结论
• 2.5 给出评价结论
• 2.6 本章小结
• 第3章 河流水资源数量评价
• 3.1 河流动态水量的计算
• 3.2 有长期实测资料情况下多年平均径流量的计算
• 3.3 有短期实测资料的多年平均径流量的计算
• 3.3.1 利用径流资料展延插补系列
• 3.3.2 利用降雨资料展延插补系列
• 3.3.3 利用年降水资料展延插补资料系列
• 3.4 缺乏实测资料时年平均径流量的估算
• 3.4.1 等值线图法
• 3.4.2 水文查勘法
• 3.4.3 径流系数法
• 3.4.4 经验公式法
• 3.5 河流静态水量的计算
• 3.6 本章小结
• 第4章 河流综合权重评价法
• 4.1 河流综合权重法的基本思路
• 4.2 评价区域的界定和概化
• 4.3 评价模型的建立
• 4.4 权重系数的确定
• 4.4.1 动态水资源量权重
• 4.4.2 社会经济权重
• 4.4.3 生态环境权重
• 4.5 评价方法湖库上的应用
• 4.5.1 湖库静态水资源量
• 4.5.2 湖库权重系数的确定
• 4.6 本章小结
• 第5章 河流的水质数值模拟
• 5.1 数值模拟的基本步骤
• 5.2 河流二维数值模拟方程
• 5.3 数值计算的解法
• 5.3.1 有限差分法（FDM）
• 5.3.2 有限单元法（FEM）
• 5.3.3 有限体积法（FVM）
• 5.4 CFD软件介绍
• 5.4.1 CFD通用软件的主要特点
• 5.4.2 主要CFD通用软件简介
• 5.5 FLUENT的使用流程
• 第6章 数值模拟应用
• 6.1 陆水流域的水文状况
• 6.2 河流分段
• 6.3 污染源调查
• 6.3.1 排污现状及构成分析
• 6.3.2 污染负荷
• 6.3.3 背景浓度设置
• 6.4 污染物综合降解系数
• 6.5 河流扩散系数的确定
• 6.6 数值模拟过程
• 6.7 模拟结果
• 6.8 水质类别的确定
• 6.9 陆水流域综合水质评价
• 6.9.1 河流的动态水量计算
• 6.9.2 社会经济与环境权重系数的确定
• 6.10 本章小结
• 第7章 结论与建议
• 7.1 河流水质总体评价体系及评价步骤
• 7.2 研究结论
• 7.3 存在问题及建议
• 7.4 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录A
• 附录B