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目的:1.利用WASP水质模型模拟并预测荆江河段水质的时空变化规律;2.分析验证WASP模型是否可以用于大型河流;3.通过模型对水质变化模拟所得数据,为保护水质安全和制定荆江水质治理规划提供科学依据。方法:利用美国环保局(EPA)推荐的WASP水质模型,首先根据水文、污染等情况,对247公里的荆江河段枝江至熊家洲间的干流河道进行概化分段为9个区段;在此基础上,使用WASP水质模型中的EUTRO模块及TOXI模块,以2014水文年(包括2013/2014年枯水期和2014年丰水期)的溶解氧、叶绿素a、总悬浮物、铅、总铬及砷监测数据为输入变量,通过收集荆州和宜昌环保部门官方网站以及湖北省水文水资源局官网等的相关资料,我们获得了荆州河段的水文数据和污染负荷排放数据,然后采用试算法对上述水质指标的重要的参数分别进行率定。根据2015和2016水文年的实测数据分析各个水质指标(溶解氧、叶绿素a、总悬浮物)的模型模拟值与实测值的相对误差率大小情况对模型模拟的准确性和可靠性进行验证,重金属(铅、总铬及砷)采用2015水文年实测数据进行验证;通过作参数灵敏度分析图对各个模型进行分别进行评价;最后以上述实测数据为基准数据,利用经率定之后的各个指标的参数取值,分别模拟和预测上述6个水质指标在2014-2016和2016-2018水文年的时空变化规律。结果:(1)溶解氧的灵敏参数为20℃大气复氧系数、20℃生化需氧量衰减系数、温度以及流量;叶绿素a的灵敏参数有温度、流量、浮游植物内源呼吸速率及其温度系数和浮游植物死亡速率;总悬浮物的灵敏性分析表明针对总悬浮物本方法没有很灵敏参数;金属铅、总铬、砷的灵敏参数有流量、沉降速率及再悬浮速率。(2)对模型的验证显示,富营养化相关的溶解氧及总悬浮物指标,2015-2016水文年的实测浓度值与模型模拟浓度值之间的相对误差率均明显低于40%;叶绿素a相对误差40%以内的占77.78%;在重金属水质指标中,2015水文年模拟浓度值与实测浓度值的相对误差率均低于40%。(3)在概化分段的基础上,利用建立的WASP模型获得2015-2017水文年荆江河段的溶解氧、叶绿素a、总悬浮物、铅、总铬及砷的浓度预测值范围:溶解氧在6-9mg/L之间,叶绿素a在6×10-4-9×10-4mg/L之间,总悬浮物在0-20mg/L之间变化;砷的浓度在1.95×10-3-2.00×10-3mg/L,总铬的浓度5×10-5-32×10-5mg/l,铅浓度在2×10-6-12×10-6mg/L内变化。结论:(1)通过对大型河流进行概化分段,利用WASP模型所得的溶解氧、叶绿素a、总悬浮物、铅、总铬及砷的预测结果与实测结果契合度较高,能够较好地对荆江河段的部分水质指标浓度的时空变化情况进行模拟及预测;(2)经本研究建立的WASP水质模型预测2016-2018水文年的溶解氧、铅、总铬及砷均能达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中各个指标分别在Ⅱ类水质中的要求。