影响振荡吸附效果和闸前藻类生长的流场模拟分析

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1课题来源该课题来源于国家科技重大专项课题《水质水量联合调控与应急装置关键技术研究与运行示范》中子课题5“水污染事件预警及应急处置技术”(2012ZX07205-005)。1.2课题研究背景及意义开建于2002年的南水北调工程是我国跨地区配置水资源的国家战略性基础工程，该工程包括三支调水线路——中线、东线和西线。在规划设计之初每一条线路都有合理的供水范围和目标，之间能够相互补充，与四大河流域组成了有机河网体系。该工程采用多个水源供水，对华北地区、山东半岛以及

2、西北部分地区水资源供需矛盾的缓解能够起到十分显著的作用，共同提高我国北方供水安全等级。水资源是人类的立身之本，影响着人类的进程与发展。在世界范围来看，我国是一个水资源短缺的国家。一方面，尽管我国水资源总量相当庞大，但地区分布十分不均匀。我国北方的可耕用面积占到全国总量的三分之二，但水资源却只有全国总量的五分之一。我国幅员辽阔，南北方向跨度非常大，要想实现远距离调水难度相当巨大。在我国的华北地区供水需求最为紧张。另一方面，不管在缺水地区还是水量充足地区，我国对水资源的利用率非常低，和发达国家有很大的距离

3、。据预测2030年，我国总人口数目将能达到最大值16亿，彼时我国人均水资源占有量下降600m3，从2300m3降至1700m3，将会达到目前世界公认的人均水资源占有值的警戒线。在我国每年大约有四亿亩耕地因缺少水而导致严重的干旱，即使是在非旱灾年份，全国需要灌溉的地区仍然缺水量达300亿m3左右，城区缺水量也达60亿m3。另一方面的事实是，我国每年因违规而排放的污水废水将近有600亿吨，其中近500亿吨没有经过任何的处置而直接流入河流[1]。据统计，多数的河流、湖泊等地表水水源的污染是由自然的或者非自然

4、的突发事故、人为排放等原因引起的[2]。在一项河流污染调查中，大约半数的河流渠道和90%多的城区沿河水体遭受到了不同程度的污染。随着人口的增加和经济的发展，水资源供需矛盾更加突出，并产生了严重的生态环境问题，不仅制约了当地经济社会正常发展，甚至影响到国家的可持续发展战略。所以，必须采用合理的调水方案来解决这一制约社会发展的难题[4]。目前全球有多达近五十个国家和地区提出了三百多项不同调水量的输水工程，因此大规模、跨地区长距离输调水工程正逐渐成为解决缺水问题的主要方法。-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论

5、文南水北调工程从南至北流经十多个省市区，途中横穿了四大流域——长江、淮河、黄河、海河；所以该输水距离长，涉及方面广泛，穿越河流众多，能够极大地促进民生发展。从世界调水工程史上来看这是一项十分庞大的调水工程。工程规划设计最终年总输水规模为448亿m3，其中三支线路调水量分别为：东线调水148亿m3，中线调水130亿m3，西线调水170亿m3。总共有145万平方公里的区域面积被这三支供水线路惠及，约占国土面积的15%。该庞大工程规划供水区人口超过我国人口总数的近三分之一。有250多个县级以上城市能够直接从

6、东、中两线路的一期工程得到供水，1.1亿人直接受益，2亿人间接受益[5]。目前，南水北调中线一期工程是从黄河以南段的总干渠已经开始投入使用，东线一期工程2014年上半年供水成功,中线工程于2015年1月15日通水成功。1.2.1突发水污染事故分类水污染事件可分为常规性污染和突发性污染。与常规水污染事件相比较而言，突发性水污染事件有其自身特殊性。对于突发性水污染事故的分类方法很多，根据污染物的种类可以分为：核污染、溢油污染、重金属离子污染、有毒化学品污染、藻类污染等；按发生方式可分为：非正常大量废水排放

7、造成的污染、自然环境带来的污染、交通事故污染、人为破坏造成的污染、地震、大暴雨等极端自然现象引起的污染泄漏。这些事故导致大量有毒污染物在很短的时间内被排入河流，使得水质迅速恶化，影响水资源的正常利用，严重影响经济、社会生活的正常秩序和破坏水生态环境[6]。据统计，近半个世纪以来国内外发生了多起重大的突发水污染事故，这些事故严重破坏了当地的生态环境，甚至威胁到了人类的生存。1969年，一艘载有有毒杀虫药品的轮船船舱发生泄漏事故，造成多达四千万条鱼类和四百多千米长的河段里水生生物几乎完全死亡。1978年，

8、一家化工厂装有毒物的圆桶被一场暴风雨冲到了美国纽约州的一条旧河道上，圆桶中泄露出来的毒物给周边的树木和居民带来了严重的灾难；1986年瑞士一家化工厂储存库突然发生火灾，致使数十吨剧毒物质顺流而下流入莱茵河，沉积在河底的毒物致使60余万条鱼被毒死，长达500千米范围内的两岸饮用井井水经检测后不能被饮用，此次事故给附近居民生活秩序和环境造成了严重破坏。然而我国的水环境状况也不容乐观，在我国国内总体上大概有2.1万多家化工企业，在长江、黄河沿岸分布的就达一半以