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由于不合理的用水习惯导致水资源浪费,城市化进程的加快,工业废水与生活废水排放总量与城市污水处理能力之间的矛盾,导致人均水资源量不足,水污染严重,水环境治理工作迫在眉睫。研究污染物进入水体后的迁移扩散规律是治理水环境污染和阻止水环境进一步恶化的重要理论基础,是迫切需要研究的重大课题。为此本文以汾河与涑水河入黄口为研究对象,在收集了汾河及涑水河水量、水质数据资料的基础上,根据水质的相关资料,进行水质评价分析后发现河流污染十分严重,通过水文水质资料,采用MIKE11 HD对平水年和枯水年的汾河入黄口到涑水河入黄口处黄河段进行水流水动力进行模拟。然后进一步研究影响河流水质变化的因素得到水质计算所需参数,采用一维水质模型预测了汾河入黄口处与涑水河入黄口处水质变化,并计算了涑水河水环境容量并在此基础上,根据现状污染计算得出这两个断面的排污削减量。结果表明,污染物进入河流后,首先要沿上游来水方向与排污方向进行迁移,由于受到河流不同方向流速的影响,污染物进行扩散,污染物在河流中经过迁移扩散形成污染带,其中排污口浓度较高,并沿着水流方向浓度逐渐减小。污染物的迁移扩散受到上游来水量和流速的影响,上游来水量越大,流速越大,在相同的时间内污染物质点运动轨迹更远,有利于污染物的迁移扩散。 通过此次研究得到的主要结论如下: 1、本文采用两种方法对汾河入黄口处的河津大桥面及涑水河入黄口处张留庄大断面进行水质评价,即水质标识指数法和综合污染指数法,选取COD、NH3-N两个污染比较严重的监测项目作为评价因子。通过对汾河河津大桥断面与60-59监测断面的水质因子进行评价得出汾河入黄口处及河津缓冲区水污染严重,水质为劣Ⅴ类水,且发黑发臭,尤其是2007年和2008年水质状况最差,因此不能满足水功能区标准,需要对各个排污口做削减;张留庄断面与47-45断面的水质因子评价是,水质属于劣Ⅴ类水,COD、NH3-N因子超标严重超标,尤其是NH3-N超标率高达100%。 2、在一维稳态水质模型的基础上,通过河流水环境容量解析公式法,以水体中的常规污染物COD及NH3-N作为特征因子,计算出来不同频率年河段参数如降解系数、流量、流速等,推求不同频率年的环境容量。最终得出,不同流量下的水环境容量是不同的,不同频率年下的环境容量值是不同的,环境容量的大小与相应河段的计算长度和流量都有很大的关系,一般河段越长水环境容量越大;水环境流量越大,容量值也就越大。由一维水质模型计算得到的汾河及涑水河各个控制单元最大排污量限值,可为汾河及涑水河污染物排放总量控制提供可行的参考。经计算,黄河60-45断面COD水环境容量在50%频率年为3662097.09 t/a,75%频率年为3329798.45t/a,95%频率年为3009909t/a;NH3-N的水环境容量在50%频率年为63697.72 t/a,75%频率年为62318.96t/a,95%频率年为59113.24t/a。 3、本文对汾河和涑水河入黄口处进行了非恒定流数值计算,采用MIKE11 HD对平水年和枯水年的汾河入黄口到涑水河入黄口处黄河段进行水流水动力进行模拟,研究区域从黄淤60断面(起始断面)到黄淤45断面(末断面),其结果显示为:COD值变化趋势比较平稳,最大浓度为202.54mg/L,最小浓度为200.56mg/L,平均浓度为201.38mg/L;NH3-N值变化趋势也比较平稳,最大浓度为32.93mg/L,最小浓度为31.11mg/L,平均浓度为31.8mg/L。因此其COD和NH3-N浓度均值较大,在整个平水年均超过Ⅲ类水标准。 4、根据汾河下游的实际污染物排放状况,以及不同频率年下环境容量的推求结果,在满足水体功能水质要求的前提下,提出了污染物排放量削减与总量控制方案。其结果显示为:不同频率年下的河段在各条件下都需要对污染物进行削减,其中黄河60-45断面COD在平水年、枯水年、特枯年总削减量分别为2907.70万 t/a、2919.83万t/a、2931.50万 t/a;NH3-N在平水年、枯水年、特枯年的削减量约为324.32万t/a、324.36万 t/a、324.48万t/a。