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河道深型水库分层试验与数值模拟9787522603889

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广东广州
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作者肖伟华,杨恒,增凯 等

出版社中国水利水电出版社

ISBN9787522603889

出版时间2019-12

装帧平装

开本16开

定价68元

货号11517225

上书时间2024-11-19

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商品描述
作者简介

杨恒，中国水利水电科学研究院水资源所博士，主要从事水循环模拟，气候变化对水资源的影响，水循环伴生过程驱动机制等研究工作。



目录

前言

 第1章 绪论

 1.1 水温对河道深型水库水质的影响

 1.2 藻类对河道深型水库水质的影响

 1.3 河道深型水库水质的研究进展

 第2章 物质扩散输移与原型观测试验理论

 2.1 污染物扩散输移原理

 2.2 热输移与水温分布规律

 2.3 原型观测试验理论

 第3章 水库水质分层试验研究

 3.1 研究区概况

 3.2 潘家口水库水质分层试验

 3.3 实测数据分析

 3.4 水质指标分布规律探讨

 第4章 水库二维数值模型及其应用

 4.1 河道深型水库二维模拟方程

 4.2 河道深型水库二维数值模型

 4.3 模型在潘家口水库的应用

 第5章 基于EFDC的潘家口水库水环境模拟

 5.1 数据描述与模型选择

 5.2 潘家口水库水动力水质模型建立

 5.3 模型率定与验证

 第6章 基于藻类与环境因子响应的富营养化控制体系

 6.1 库区藻类分布与优势种类

 6.2 藻类对水环境因素的响应

 6.3 水库富营养化控制体系

 6.4 潘家口水库富营养化防治建议

 参考文献



内容摘要
自然界中，水质和水量是水环境资源的两个基本属性，两者互为依存，缺一不可。随着社会经济的发展，人类活动对水的外部环境与内部条件的长期积累效应也在逐渐放大，这种效应对水体的赋存空间与水体本身影响不断加大，造成很多水域的水质状况不能满足相应的水环境管理要求。2018年，对全国有水质监测资料的1129座水库进行了水质评价，I～Ⅲ类、Ⅳ～V类、劣V类水库分别占评价水库总数的87.3%、10.1%和2.6%。主要污染项目是总磷、高锰酸盐指数和五日生化需氧量等。

1097座水库营养状况评价结果显示，中营养水库占69.6%，富营养水库占30.4%。与2017年同比，I～Ⅲ类水质水库比例上升1.5个百分点，劣V类比例持平，富营养比例上升3.1个百分点。近年来乌东德、溪洛渡、白鹤滩等一大批高坝工程已建或在建，这些工程在带来巨大经济社会效益的同时，也不可避免会对水质产生一定影响[2]。

除此之外，水温作为水体重要的自然属性，不仅能影响到水体分层状况的强弱、物质扩散交换能力的大小以及生化反应速率的快慢，而且深刻影响着水资源的开发利用状况[3=]。冷水、浊水和富营养化问题影响着农业灌溉、渔业、生态和人类生产生活用水，是当前湖库面临的三大问题[5]。在水体营养盐含量不断增加的大背景下，水温作为藻类生长和水体富营养化过程的重要影响因子，曾经是我国北方湖库较少发生水华、富营养化的重要限制性因素，但是随着全球变暖和人类活动影响加剧，我国北方水库也正在面临着营养盐浓度升高甚至富营养化问题，导致局部饮用水水源地水质恶化，严重威胁生态和供水安全。

受地形、地貌和地质等因素的制约，我国已建和拟建的大中型水库大多属于河道深型水库。河道深型水库在不同季节垂向和纵向的流速场、温度场、密度场以及浓度场差异性较大，受垂向水温分层和上游来水流动的影响，水库在特定时期的温度、营养物质浓度在水深和水平流动方向变化显著，而当前国内外开展相关试验和研究的报道尚不多见。因此，开展河道型水库水温、水质浓度分布的分层试验和数值模拟研究，对于实现分质供水、控制水体富营养化具有重要意义。潘家口水库属于典型的河道深型水库，同时也是天津、唐山等城市的主要供水水源地。近几年的海河流域水资源质量公报和海河流域重点水功能区水质状况通报数据显示，潘家口水库已经处于轻度和中度富营养化状态，对天津、唐山以及滦河下游地区的供水安全提出了严峻的挑战。

当前，我国面临着河流污染、湖库富营养化以及流域生态体系脆弱等重大水环境问题，直接威胁到人类经济社会安全和自然生态环境健康，而我国经济社会发展和居民生活用水很大程度上依赖于水利工程引蓄水，因此，研究水库水质输移转化规律和水温变化机理，对于系统识别湖库水质风险、预防水体富营养化以及维护流域生态健康方面意义重大。

（1）有利于实现水环境保护的目标，保障环境安全。环境是人类经济社会发展和自然生态系统完整的基础。随着人类向水体中排放的有害物质和营养盐逐渐增多，水体污染和富营养化状况日趋恶化，为根本上解决目前所面临的水环境问题，以实现水质逐渐改善，需要从污染物的产生、输移和进入水体整个过程进行统一的分析研究。明确污染物的产生来源，就能有针对性地进行源头减排管理：了解污染物随水流的输移过程，才能有针对性地进行过程控制，减少污染物进入水体（河湖）的量；掌握污染物进入水体以后的物理、化学和生物作用的特点，有针对性地采取水污染的防治措施，才能有效地保护水环境、宝现生态环境与经济社会的持续协调发展。



精彩内容

本书以河道深型水库为研究对象，采用野外试验和数值模拟相结合的方法，在分析水温及污染物输移转化规律的基础上，构建了水库二维水温水质模型，并以不同季节多断面分层野外实测数据进行率定和验证。根据水库各阶段优势藻类对水温和营养盐的响应关系，识别水华爆发的可能区域，预警水华暴发的可能时间，并建立应急响应机制，以保障水库供水安全和水生态系统安全。  本书适合水利工程、水文水资源、环境工程及河流动力学相关专业本科生和研究生阅读，也可供科研机构及规划设计单位以及水环境保护、水生态调度等管理人员参考。



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