三峡水库重庆段一维水体富营养化计算机模拟

【摘要】：三峡工程是一项规模宏大的多目标水资源开发利用工程,建成后在防洪、发电、航运等方面有着巨大的经济效益,但三峡工程的兴建对三峡库区的生态环境产生了一定程度的影响。中国科学院环境评价部和长江水资源保护科学研究所在1991年12月完成的《长江三峡水利枢纽工程环境影响报告书》指出,成库后可能会在局部库汊、支流河湾水体出现富营养化问题,自此,三峡工程的生态环境问题尤其是富营养化问题就一直是国内外广泛关注的热点。重庆市环境科学研究院受国家科技部等单位的委托,组织专业人员于2003年9月至2006年4月多次深入三峡库区巫山县大宁河、奉节县梅溪河和云阳县小江等河口回水区进行了富营养化长河段监测,结果发现,上述三条典型支流河口回水区水体都发生了不同程度的富营养化现象。为了进一步弄清三峡水库蓄水后小江、梅溪河和大宁河河口回水区富营养化现状及演变趋势,从定量角度系统地开展库区典型支流水体富营养化主要诱发因子的计算机模拟工作是非常急需和必要的。 本文采用了中英国际合作项目《长江、嘉陵江重庆段水污染控制规划研究技术子报告集》开发的一维水质模型和国家科技部“十五”科技攻关项目《三峡库区典型支流河口回水区富营养化潜势研究》所采用的藻类生长动力学模型,并根据研究问题的需要重新进行了必要的整合。本文的另外一个重要问题是将选定的数学模型利用新一代计算机编程语言FORTRAN 95进行计算机编程,并利用VISUAL BASIC语言编制了友好的用户界面,用户只需要按照既定的格式输入模型必备的参数和原始数据,就可以轻易地得到河流或河网的水体富营养化指标的模拟值。用户可根据模型的模拟结果和模型的富营养化程度警告信息来作出是否需要密切关注的可靠决定。本文所得到的主要结论如下: (1)基于三峡水库重庆段建立的一维水体富营养化模型,能模拟水流、水质(CODmn、TN、TP、DO)和Chla等指标的纵向沿程分布,从现场实测值与模型模拟值对比分析来看,模型具有较好的模拟精度。模型可以用来模拟和预测干流、支流和河网的富营养化水质状况。 (2)大宁河、梅溪河、小江回水段的过水面积因三峡水库蓄水而增加,导致同流量下的断面平均流速比天然状态下减小,水流速的减小直接引起回水段内水停留时间加长,有利于富营养化的发生。 (3)重庆库区气候资源丰富,其中云雾多、雨量充沛、日照少、太阳辐射弱有不利于藻类生长的一面,但是,光热雨同季,热量丰富集中,春、夏、秋三季水温非常适宜藻类生长。