【摘 要】
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农业非点源污染已成为影响水环境质量的主要污染源。为削减滇池流域的农业非点源污染入湖量,从“九五”至今已构建起完善的环湖截污工程,通过智能化平台控制其有效运行。其中,在农灌沟渠末端、截污干渠前端的沉砂截流井对截流量的控制效果将直接影响环湖截污工程对农业非点源污染的削减效能。然而,无论是现阶段采用的人工手动控制模式,还是未来采用的“液位-时间”控制模式,沉砂截流井都仅通过闸门的启闭控制截流量,对截流量
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农业非点源污染已成为影响水环境质量的主要污染源。为削减滇池流域的农业非点源污染入湖量,从“九五”至今已构建起完善的环湖截污工程,通过智能化平台控制其有效运行。其中,在农灌沟渠末端、截污干渠前端的沉砂截流井对截流量的控制效果将直接影响环湖截污工程对农业非点源污染的削减效能。然而,无论是现阶段采用的人工手动控制模式,还是未来采用的“液位-时间”控制模式,沉砂截流井都仅通过闸门的启闭控制截流量,对截流量的控制方法单一、调控范围有限,灵活性与准确性均不足,难以实现智能化平台控制下环湖截污工程的最优运行。为更加灵活、精确地控制沉砂截流井截流量,实现滇池农业非点源污染入湖量最小化,本文以滇池东岸示范区内7#沉砂截流井为研究对象,采用FLUETN软件构建基于CFD的沉砂截流井数值模型,在以实测降雨数据验证模型可靠性的基础上,分别通过单因素和多因素分析,考察了一定径流量下沉砂池坡度、截流管管径、池深、溢流堰堰高、沉砂区高度、闸门启闭度等主要设计参数及其交互作用对截流量的影响规律与显著性,并建立一定径流量下各设计参数与截流量间的关系式;最后根据研究区域的实测降雨资料设计典型降雨条件,探究所建关系式在不同径流量条件下对截流量的预测能力,并结合修正参数建立沉砂截流井主要设计参数与截流量的定量关系。研究成果不仅能更有效地满足滇池农业非点源污染的控制需求,也丰富了现阶段国内截流井的设计研究内容,对截流井在截污工程中充分发挥截污效能具有重要意义。获得主要结论如下:（1）采用FLUENT建立的沉砂截流井CFD数值模型高度可靠,模型收敛且实测降雨数据与模拟数据间的NES为0.741。（2）截流管管径、池深、溢流堰堰高、闸门启闭度与截流量呈正相关关系,沉砂区高度则与截流量呈负相关关系;通过二次模型能够分别较好地描述截流管管径、闸门启闭度与截流量的关系;通过线性模型能够分别较好地描述池深、溢流堰堰高与截流量的关系;通过幂模型能够较好地描述沉砂区高度与截流量的关系。（3）各设计参数对截流量的影响程度从大到小依次为闸门启闭度、截流管管径、池深、沉砂区高度、溢流堰堰高,且截流管管径、池深、闸门启闭度间存在显著的正向交互作用。（4）在沉砂截流井发生溢流的条件下,截流量随着径流量的增大而增大,且两者间呈幂函数关系;不同径流量条件下截流量随各设计参数变化的趋势整体基本一致。（5）以截流管管径800mm、沉砂池坡度45°、池深1300 mm、溢流堰堰高100mm、沉砂区高度400 mm、闸门启闭度100%为初始条件,建立了沉砂截流井各主要设计参数与截流量的定量关系。
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