沙颍河水质水量联合调控技术研究

论文摘要

水质水量联合调控技术集成了河网概化、水流运动及水质模拟、闸坝调控等技术，是控制河流污染和管理河流的有效方法之一。开展水质水量联合调控技术研究对重污染河流水污染联防调度具有巨大实用价值和理论意义。针对沙颍河特点，建立了一个能适应所研究河段水流、水质条件的非恒定流的水质水量耦合模型，并对其进行参数率定及模型验证，为水质水量联合调控模型的建立奠定了基础。根据现状年用水量，以缺水最小及水质管理目标偏差最小为模型的目标函数，水量平衡、闸坝的汛期与非汛期的控制水位、河道两侧的取用水量等为约束条件，闸坝调度模式及水质水量耦合模型为基础，构建水质水量联合调控模型。运用目标规划及动态规划对模型进行求解，结果表明：根据研究区间上游来水的水量、水质，合理的调控闸坝的放水量，一定程度上改善了下游水质。本研究成果可为今后淮河与沙颍河水污染联防调控方案的制定提供了有益参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 研究背景
• 1.1.2 选题的意义
• 1.2 国内外研究进展
• 1.2.1 国外研究进展
• 1.2.2 国内研究进展
• 1.3 研究内容及技术路线
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 发展趋势及存在问题
• 1.3.3 研究内容
• 1.3.4 技术路线
• 第二章 沙颍河流域概况及污染现状
• 2.1. 沙颍河流域自然地理位置概况
• 2.2 河流水系及水利工程
• 2.3 水污染现状
• 第三章 水质水量联合调控模型
• 3.1 河网的概化
• 3.1.1 河网概化原则
• 3.1.2 河道断面概化模型
• 3.1.3 河道断面概化模型的求解
• 3.2 水动力学模型
• 3.2.1 水动力模型的选择
• 3.2.2 圣维南方程组
• 3.2.3 圣维南方程组的离散
• 3.2.4 圣维南离散方程组的求解
• 3.2.5 计算所需参数
• 3.3 一维河流水质模型
• 3.3.1 污染物在河流中的迁移、转化过程
• 3.3.2 河流水质模型
• 3.3.3 方程的求解
• 3.4 水质水量联合调控模型
• 3.4.1 目标函数
• 3.4.2 约束条件
• 3.4.3 模型的求解
• 第四章 参数率定与模型求解
• 4.1 计算范围与条件
• 4.2 水力参数率定与水量模型验证
• 4.2.1 水力参数率定
• 4.2.2 水量模型计算条件
• 4.2.3 水量模型的验证
• 4.3 水质指标的选择
• 4.4 水质参数率定与水质模型验证
• 4.4.1 纵向扩散系数
• 4.4.2 综合衰减系数
• 4.4.3 K1的率定
• 4.4.4 水质模型的验证
• 4.4.5 结果分析
• 4.5 水质水量联合调控模型的求解
• 4.5.1 目标河段水质污染现状
• 4.5.2 计算条件
• 4.5.3 水质水量联合调控模型计算结果
• 4.5.4 结果分析
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 附表
• 附图
• 攻读硕士学位期间发表的论文