流域污染负荷-水质响应的时空数值源解析方法研究

以目前广泛应用的环境流体动力学模型EFDC为平台,构建时空数值源解析方法,理论上可以得到任意时刻任意空间点位污染物的来源构成.其原理是考虑水质模型的微分方程,直接对每个污染负荷再微分,从而将原来1个微分方程变为关于每个污染源的微分方程组,然后联立以EFDC的水动力模型求解,得到每个源对每个时空点的贡献.概化的抚仙湖模型作为数值案例用以验证方法.时空数值源解析的结果与传统扰动方法的结果几乎重合,验证了时空数值源解析方法的正确性.另一方面,数值案例中存在34个独立的污染源,扰动法则需要35次模拟,而时空数值源解析方法的结果通过单次模拟就可得到,说明时空数值源解析方法具有明显的计算效率优势.而通过对结果的进一步分析可以发现,时空数值源解析方法可以提供更精确的源贡献的动态描述.

基于水质目标的异龙湖流域精准治污决策研究

提出面向湖泊水质的工程设计规划方法(即精准治污)。流域精准治污决策建立在以三维水动力–水质模型为核心的时空数值源解析技术基础上,定量地表达工程措施与水质响应之间的因果关系。以处于重度富营养化的云南异龙湖为例,针对其短期治理决策问题进行精准治污决策分析。结果显示,就异龙湖中任一点的水质而言,在不同的补水情景下,城河及城北河子流域都是重要的负荷输出源。如果要使湖中和湖东站点水质达标,需要更全面地考虑各个子流域的污染源控制。当无补水时,即使大幅度削减污染负荷,也很难保证水质达标。在补水2000万m3及3500万m3情景下,补水对湖内3个监测站点的水质改善都比较明显。最后,在宏观层面上确定不同子流域重点污染控制工程类型,并在微观层面上,结合特定污染治理工程,探讨在流域精准治污体系下如何开展局地的工程评估。