【摘 要】
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为缓解山东资源性水资源短缺,山东省建成了引黄济青工程,对山东经济发展起着重要的作用。然而由于工程点多线长,监管难度大,对水质构成了威胁,且采用水质不同的两种水源配合输水,不同调水方案对沿途水质有所影响。因此本文结合主成分分析法、综合水质标识指数法、水质综合污染指数法、内梅罗综合污染指数法分析评价了2018-2019年调水周期内沿线水质变化趋势及主要污染物时空分布规律;并利用MIKE11构建了引黄济
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为缓解山东资源性水资源短缺,山东省建成了引黄济青工程,对山东经济发展起着重要的作用。然而由于工程点多线长,监管难度大,对水质构成了威胁,且采用水质不同的两种水源配合输水,不同调水方案对沿途水质有所影响。因此本文结合主成分分析法、综合水质标识指数法、水质综合污染指数法、内梅罗综合污染指数法分析评价了2018-2019年调水周期内沿线水质变化趋势及主要污染物时空分布规律;并利用MIKE11构建了引黄济青工程的水动力-水质耦合模型,展示了不同调引水源水量条件下工程的水质演变情况,得到较优的调引客水比例,并基于研究结果提出了水质管理建议,为引黄济青调水工程的调度管理和水污染控制决策提供科学依据。主要成果和研究结论如下:1)基于上游至下游7个断面(S1-S7)的水质监测数据,主成分分析得出硫酸盐、总氮(TN)等9个水质指标为主要污染因子。该调水周期内总体水质评价情况良好,除TN外,其余指标均能达到目标要求的地表水Ⅲ类标准。分析的水质指标在时间和空间尺度上有较显著差异。河段在该调水周期的冬季和初春水质较差,春末夏初水质较好,其中冬季调水比例为1:2.91,初春为1:3.71;春末夏初为1:1.24,可见一般调引黄河水与长江水之比较大时水质更优。空间分布上硫酸盐、氯化物、氟化物、CODMn经S2断面后升高并在后续断面波动较小,TN经S2断面后稀释降低,总磷(TP)基本呈现沿程下降趋势,CODCr、NH3-N等其余水质指标随季节变化,沿程趋势发生改变。工程前半段水质总体优于后半段,S4和S5断面综合最差。总体来看指标浓度受调水量、调水水源配比和沿程污染的共同影响。2)采用MIKE11构建引黄济青一维水动力-水质耦合模型,基于现有资料完成模型构建以及参数率定。在HD水动力模块参数率定中,选取5个断面的水位实测数据进行模拟和验证,水位相对误差均在0.2m以内;在AD对流扩散模块中模拟组分CODCr模拟误差PBIAS在6.79%-7.70%,NH3-N模拟误差PBIAS在3.03%-28.61%,均在40%以内,模拟结果良好。3)在水动力-水质耦合模型构建完成的基础上,假设了5种调水情景,模拟对比了CODCr和NH3-N变化。情景1中调引黄河水与长江水量为1:0.8,情景2中调水量比为1:1.0,情景3中调水量比为1:3.0,情景4中调水量比为1:2.0,情景5中调水量比为1:4.0。得出水质优劣程度情景1>情景2>情景4>情景3>情景5。联合黄水东调时期水质优于未联合时期;冬季最佳调引黄河水量与调引长江水量比例为1:0.8,春季最佳调引比例为1:1.0;整体最佳调引比例为1:0.8。并结合前文分析和模拟结果,对引黄济青工程水质管理提出了相应的对策及建议。
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