基于珠江河网—河口一体化三维模型的污染物通量研究

【摘要】：改革开放以来,珠三角地区经济快速发展,未经有效处理而直接排入珠江河网中的污染物迅速增加,河口地区的水环境急剧恶化。因此急需对珠江三角洲污染物入海通量进行研究,这对目标污染物排放总量控制的实施和水资源流域管理都具有重要意义。为此,我们建立了范围包括珠江三角洲河网与河口的三维水动力-水质耦合模型,用此模型计算珠江口八大口门处四种污染物碳质生化需氧量(CBOD)、硝酸态氮(NO23)、氨氮(NH3)和总磷TP的入海通量,并将其与传统方法计算的通量、模型计算的通量、观测通量进行比较分析,研究得到的主要结论如下:(1)基于前人调查成果,对研究区域内的污染源入模型位置及排放量重新概化和统计并通过染料试验对其进行修正。(2)根据耦合模型模拟结果计算污染物入海通量,1999年7月洪季入海通量远远大于2001年2月枯季,洪季CBOD、NO23、NH3和TP的入海通量分别约为枯季的五倍、六倍、三倍和两倍。(3)丰水期和枯水期污染物入海通量在八大口门处的分配比不同。在丰水期,超过80%的CBOD和超过78%的NO23通过虎门、蕉门、横门和磨刀门进入河口,NH3主要通过虎门进入河口,超过65%的TP通过虎门、蕉门和磨刀门进入河口;在枯水期,超过72%的CBOD通过虎门、横门和磨刀门三个口门进入河口,NO23、NH3和TP分别约有58%、55%和57%的污染物入海通量通过虎门和磨刀门进入河口。(4)将三种不同方法计算得出的通量与观测通量进行比较发现,在洪季,通过水动力模型模拟的流量与污染物观测浓度特征值相乘所得的通量误差最小,但枯季三种不同方法计算得出的通量与观测通量比较均存在较大误差。