论文部分内容阅读
城市湖泊具有良好的生态、社会、环境和经济效益。然而随着城市化的快速发展和水资源的不合理开发,导致城市湖泊的综合功能退化,城市湖泊水体污染严重,水景观功能丧失,因此有必要采取综合的人工水利措施进行防治。 通过实地调研、收集相关资料,采用人工水力循环和雨水资源利用等技术,结合数值模拟方法,以西安市长乐公园湖泊为例对城市湖泊水环境人工改善措施进行了综合研究。研究结果表明: (1)长乐公园Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ湖泊具有一定落差,属于梯级湖泊。Ⅰ和Ⅱ湖泊之间设置溢流坝,Ⅱ和Ⅲ湖泊之间设置孔口出流。在重力的作用下,水流通过水工泄水建筑物下泄,不仅能够增大水体循环速度,改善水流流态,通过水流碰撞和扩散,增大了水体复氧能力,从而改变水体中污染物浓度,改善了水质;而且水体在通过泄水建筑物下泄过程中,具有“力”的表现形式,形成了观赏性极强的水景观。 (2)城市用电具有峰谷电价,陕西地区峰谷比为2.8∶1。Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ湖泊没置人工抽水循环系统,在谷段将下湖的水抽至上湖,完成城市湖泊的人工水力循环,也实现资源的合理利用。 (3)西安作为典型的西北地区干旱型缺水城市区域,有必要充分利用雨水资源。长乐公园可收集利用224800m3雨水,其中一部分用于水景观补给水源,一部分用于绿化浇灌用水。通过雨水的利用,节约水资源。 (4)为了验证城市湖泊的人工水力循环措施对水环境的改善效果,运用MIKE21软件数值模拟,计算了设计工况下水循环的流速场和浓度场。从流速场可以看出,在6小时末,整个湖泊一起流动,无死角。从浓度场可以得出,18小时末,COD的最低去除率为45.20%,NH3-N的最低去除率为49.11%。由计算可知,对于城市湖泊实现上述的人工水循环,能够有效地保持和改善城市湖泊的水质。 人工水力循环为城市湖泊改善提供了一条新思路及途径,具有广泛的应用前景,对改善城市湖泊水质具有重要的理论意义和应用价值。本研究也为西北地区生态城市的发展、湖泊水体改善、水景观设计及资源的可持续开发利用提供了重要的参考依据。