袁河宜春城区段水量水质监测断面及监测点优化布选

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1、袁河宜春城区段水量水质监测断面及监测点优化布选1绪论1.1研究背景对河流布设水质监测断面是开展河流水质监测工作的基础。对江河设立水质监测断面的目的是：根据实际需要，以最小的代价获得监测断面最高的使用效率。通过监测断面采集的有关数据，能够为环境监测、管理、河流污染治理、网络的建设提供科学依据。目前水量和流量测验主要依靠布设的水文站来实现，与界河水文监测断面的设置要求不符，不能满足水量调控的要求；传统水质监测断面布设方法是根据水资源保护管理的需要和有关规程的要求设置，因此，断面设置存在较大主观性，可能会产生相邻两个监测断面水质

2、监测结果相近的问题。而水量水质监测断面及监测点的设置是否合理是关系到监测数据是否有代表性，能否真实反映区域水量、水环境现状及污染发展趋势的关健问题。江西省现有监测断面与点位大多数为20世纪80～90年代布设，许多监测断面和点位的布设已不能适应气候条件的改变、社会经济的飞速发展以及新形势下对自然环境的保护的需要，且城市化比例的提高、产汇流条件的改变、排污形式的多样性等因素改变了水质水量的规律，使得原有的监测断面与点位已经不能很好地代表水质水量的总体水平。为提高水资源监测能力，对河流水量、水质进行监测的断面，应能体现出断面控制

3、河段内水量水质的变化。通过对流域内河段实行定期的流量监测，可以了解通过监测断面的水量以及其年内变化情况，并通过长系列资料，可以了解到河段内水量、水质的变化规律，从而有利于对全流域进行水量调配[1]。与此同时，通过对监测断面水质长期监测和对监测成果的分析，可以了解各行政区域内水质情况，了解去水质规律及原因，有利于科学防治流域水污染，为政府实施各主要流域、行政区域的水污染治理，提供可靠依据。1.2研究目的及意义水资源的匮乏是当今中国无法摆脱的问题，众所周知我国水资源占世界水资源比例很小，尤其是淡水资源。现今社会，随着经济的不断

4、发展，水资源短缺与社会发展之间的矛盾越来越激烈。而在水资源比例不大的基础上，水污染情况却在日益严重。这就造成了不仅有天然要素的缺水也有人为因素的缺水。如何有效的保护水资源就显得尤为重要。随着水资源短缺情况的日益严重，2011年中央一号文件明确提出，实行最严格的水资源管理制度。要严格执行最严格水资源管理制度，首先应该对流域内水量、水质有所了解，能够通过对河流水量、水质的监测及时了解流域内水资源各项指标的变化情况，以便于科学管理。袁河属于赣江支流，目前袁河水量和水质监测主要依靠布设的水文站来实现，传统的水量水质监测断面布设主要

5、根据水文的需要设置，断面设置存在一些主观性，与新形势下水功能区、界河的监测要求不符，不能满足水量水质调控的要求，难于适应三条红线控制要求。为了对袁河流域实行最严格的水资源管理制度，合理选择新设水量水质监测断面和点位，寻求断面数量适宜、监测数据代表性好和监测费用低三者之间关系的最优组合。首先应对袁河流域河道开展水量水质耦合理论研究以及水量水质耦合因素的响应分析，构建不同边界条件下水量水质耦合模拟模型。根据技术方案及相应规范要求，综合考虑沿河经济社会发展状况、自然地理以及水文水质监测条件等主成分影响因子，建立数学模型，结合实测

6、资料，通过物理模型的水力学实验率定参数，推演河道沿程各断面水文、水质等物理量值，并对这些断面进行优化分析，确定袁河水量水质监测断面优化布设。研究成果为不同边界条件下河道水量水质耦合模拟模型、水量水质监测断面布设。..2河网水动力水质模型原理和构建方法2.1河网水动力数值模型本模型计算中采用preissmann四点偏心格式离散方程组，在相邻点和相邻时间层对变量f和一阶偏微商在采用加权平均进行离散，即对空间x的偏微商为分别取n和n+1时间层的差商加权平均值，对于时间t的偏微商则为分别取点j和j+1上的加权平均值，其中权系数&t

7、heta;为0≤θ≤1。由水流的连续和动量方程的离散格式（2-6）和（2-7），结合汊点的方程（2-8）（2-9）和适当的上下游边界条件，即可构成封闭的河网方程组，可以直接进行求解，为了降低矩阵的阶数和计算存储量，本文采用三级求解法求解，其基本思路是采用消元法将未知数集中于汊点上，得到进出汊点河道上下端点的流量增量与上下端点水位增量之间的关系：对袁河干流水量水质监测断面进行优化布选，通过优化布选后的断面对袁河流域内河段实行定期的流量监测，从而了解袁河流域的水量变化情况，与此同时，通过监测断面对袁河流

8、域水质的监测以及对监测成果的分析，可以了解袁河流域内水质情况，有利于科学防治袁河流域内水污染，为袁河流域开展基于水量分配方案的设区市级枯水期水量调度、水环境管理等提供水资源监控能力建设技术支撑，同时可为水文站稀少的河流水量水质监测断面优化及监测点布设提供技术依据。但就袁河全流域来说，由于河道形态多变、支