复制成功
  • 图案背景
  • 纯色背景

笔记

  • 2019-11-16
    为大人带来形象的羊生肖故事来历 为孩子带去快乐的生肖图画故事阅读
    谈谈怎样学好数学_苏步青-中学生文库
个人中心

上传于:2015-06-17

粉丝量:153

网络技术员,毕业于北大青鸟!!现有自己的网络工作室!



Ʊƽ̨_基于SMS软件的不同类型湖泊水质特征分析

下载积分:1500

内容提示: 第17卷2010年第5期9月安全与环境工程Safety and Envi ronm ental Engi neeri ngV01.17N O .52010Sep.基于SM S软件的不同类型湖泊水质特征分析黄留芳,刘臣辉,范海燕( 扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225009)摘要:根据湖泊与区域水路的关系,将湖泊划分为4种类型,运用SM S软件对不同类型湖泊CO D‰浓度场进行了模拟,分析了不同条件下湖泊出口处以及不同湖区CO DM 。Ʊƽ̨浓度的分布特征。并给出了相应的方程,结果表明:主水路穿过湖泊中部.最有利于污染物的扩散;当主水路穿过部分湖区。进出口相对位置存在较大角度时。湖泊内部污染物扩散速度次之;主水路仅穿过部分湖区,且...

文档格式:PDF| 浏览次数:15| 上传日期:2015-06-17 22:36:39| 文档星级:
第17卷2010年第5期9月安全与环境工程Safety and Envi ronm ental Engi neeri ngV01.17N O .52010Sep.基于SM S软件的不同类型湖泊水质特征分析黄留芳,刘臣辉,范海燕( 扬州大学环境科学与工程学院,江苏扬州225009)摘要:根据湖泊与区域水路的关系,将湖泊划分为4种类型,运用SM S软件对不同类型湖泊CO D‰浓度场进行了模拟,分析了不同条件下湖泊出口处以及不同湖区CO DM 。Ʊƽ̨浓度的分布特征。Ʊƽ̨并给出了相应的方程,结果表明:主水路穿过湖泊中部.最有利于污染物的扩散;当主水路穿过部分湖区。进出口相对位置存在较大角度时。湖泊内部污染物扩散速度次之;主水路仅穿过部分湖区,且进、出口位置均偏在同一侧时,最不利于污染物的扩散。该研究结果对区域湖泊的管理具有指导作用。Ʊƽ̨关键词:湖泊;水质模拟;CoD h。;SM S中图分类号:X832文献标识码:A文章编号:167l · 1556( 2010) 05—0037—04W aterQ ual i ty Anal ysi sof D i f f erentTypesof Lakes Based on SM SH U AN GLi u—fang,LIUChen—hui ,FAN H ai —yan( Col l ege of Envi ronm entalSci ence andEngi neeri ng,Yangzhou U ni versi ty,Yangzhou 225009,Chi na)Abstract:Accordi ngt O the rel ati onshi p betw een l ake and theregi onal w ater,thi s paperdi vi ded l akes i ntofour t ypesand si m ul ated theCO D M 。concentrati on fi el d of di fferent t ypes of l akes based onSM S,anal yzi ngthe concentrati on rel ati onshi pi n di fferentcondi ti ons and gi vi ng the correspondi ng equati ons.The resul tshow s that w hen the m ai nw aterw ay goes throughthe m i ddl e of the l ake,i t i s the m ostconduci ve t O thespread ofpol l utants;w henthe m ai nw aterw ay goes through partof the l ake and there i s abi g angl eof i m —port and export i n the rel ati ve posi ti on,the di spersi onrat e of pol l utants i ssecondary;andw hen the m ai nw aterw ay goes through onl y partof the l ake and both i m port and exportare on the sam e si de,i ti s them ostdetri m ental tOthespreadofpol l utants.The resul ts have agui di ngrol e i n the m anagem ent of l akes.Key w ords:l ake;w ater qual i ty si m ul ati on;CO D M 。Ʊƽ̨;SM S0引言SM S( Surface W ater M odel i ng System ) 软件是美国陆军工程兵水利工程实验室( U ni tedStatesArm yCorps of Engi neers明翰大学( Bri gham Young U ni versi ty) 等合作开发的用于一维、二维、三维水动力模拟的软件。Ʊƽ̨该软件主要集合了W 出一M D( GFGEN 、RM A2、RM A4、SED2D-W ES) 、ADC珉C、CGW ⅣE、STW 觚化、M 2D、H IVEL2D 和H EC- RAS模块。Ʊƽ̨其中RM A2模块为二维水动力学模型,用于模拟河流、河口、湖泊的水动力学过程;RM A4模块为二维水质模型,用于模拟河流、河口、湖泊的水质变化[1~3]。H ydraul i cs Laboratory) 和扬· 伯笔者根据湖泊与区域水路的关系将湖泊划分为4种类型,采用RM A2、RM A4模块模拟了不同类型湖泊在不同条件下CO DM 。的浓度场分布,分析了湖泊出口以及不同湖区24 hCO DM 。浓度的分布情况,给出了相应方程并对比了不同类型湖泊内部浓度场分布,分析了各种类型湖泊进、出口位置如何安排才会更有利于污染物的扩散,以为区域湖泊管理提供依据。1SM S基本模型介绍1.1基本控制方程RM A2基本方程由质量守恒方程和z、Y两个收稿日期:2010—04-17修回日期:2010—05.05作者简介:黄留芳( 1985一) ,女,硕士研究生,主要研究方向为环境规划与评价。E—m ai l :hkhl f@ 126.col n万方数据 38安全与环境工程第17卷方向的动量守恒方程组成,其方程如下‘ 2]:^警+hu差+hv考一寺[如窘+岛雾]+gh[∞aa+磊ah]t甓簪(uz+v2)“ 2一手V:c。s妒一2hvw si n拳----0( 1)Jl警+hu赛+hv考一鱼p广t-"F'声O塑xZ上--'F-'.O塑yZ]-+gh[aay口+券]+器(乱2+洲门一联s呻一2.}l “ 血Jsi n声一0等+^(赛+寡)+“ 差+铆鸶=o式中:h为水深( m ) ;U 、口为流速( m /s) ;z、y为坐标(m );t为时间(s);p为流体密度(kg/m 3);艮、岛、取、k为涡粘系数[kg/(m · s)];g为重力加速度( m /s2) ;口为底高程( m ) ;” 为曼宁糙率系数;e为风应力系数;%为风速( m /s) ;毋为风向( 。Ʊƽ̨) f甜为地球自转角速度(rad/s);乒为纬度(。)。RM A4的基本方程为[ 2] :^c妻+“ 塞+口考一昙D:骞一苦D,考一d+忌c+掣)----0( 2)( 3)( 4)式中:c为污染物浓度( m g/L) ;Dx、D,为弥散系数(m Z/s);仃为污染物的源、汇[m g/(L· s)];五为降解系数( d-1) ;R( c) 为降雨蒸发等因素。1.2模型主要参数运用RM A2模型进行水动力模拟时,主要考虑以下两个参数的取值:一是涡粘系数;二是糙率系数。在RM A2中这两个参数的设置均包括直接设置和手动设置两种方式。直接设置是在模型建议的选择范围内或根据前人的相关研究为每种单元类型设置一个涡粘系数或曼宁糙率系数;手动设置是通过第三个参数间接完成涡粘系数或曼宁糙率系数的赋值,涡粘系数的赋值一般是通过设置Pecl et系数和Srnagori n-ski 系数来完成的,曼宁糙率系数的赋值是根据计算水深来完成的。Pecl et系数、涡粘系数及曼宁糙率系数的计算公式如下[2]:尸=巳皆式中:P为Pecl et系数;』D为流体密度( kg/m 3) ;U 为单元平均流速( m /s) ;dz为沿流线方向的单元长度( m ) ;E为涡粘系数Vkg/( m · s) ] 。E=TBFACT· A[(罢)2+(害Y)2十2(塞+( 5)∞a04( 6)式中:E为涡粘系数[ kg/( m · s) ] ;TBFACT为Sm agori nski 系数;A为单元面积(m 2);粪、宴为流dZdV速梯度。砣一百no+,l · exp( --h/ho)( 7)式中:n为有植被区的曼宁糙率系数;咒。为无植被区最大曼宁糙率系数;h为单元平均水深( m ) ;h。为植被影响糙率的水域水深(m );’ ,为深度系数。RM A4模型在进行水质模拟时,主要考虑弥散’ 系数和降解系数。与涡粘系数相似,弥散系数也有两种赋值方式,一是直接设置,二是通过设置Pe—cl ect系数来赋值;而降解系数主要是根据经验取值。2不同类型湖泊水质特征分析2.1湖泊类型划分本研究主要依据湖泊与区域水路之间的相互关系不同来划分湖泊的类型。纵观分布在世界不同地区的湖泊,它们与区域水路之间的关系大致可概括为4种类型( 见图1) :①主水路贯穿湖泊中部,且进、出口位置基本在一条直线上[ 见图1( a) ] ;②主水路穿过部分湖区,进、出口位置基本在一条直线上[ 见图1( b) ] ;③湖泊与水路之间无水流联系,相对封闭[ 见图l ( c) ] ;④主水路穿过部分湖区,进、出口相对位置存在较大角度[ 见图1( d) ] 。图1湖泊类型图Fi g.1Laket ypes万方数据 第5期黄留芳等:基于SM S软件的不同类型湖泊水质特征分析2.2湖泊水质特征分析由于类型③湖泊[ 见图1( c) ] 与区域水路无水流联系,相对封闭,而本文在对湖泊水质特征进行分析时,主要考虑的是不同的来水量以及来水水质对湖泊内部浓度场分布的影响,因此在此仅分析了类f?锄邑、恻犍ooUⅡ田=23 4 5 6 7入13CO DM 丑浓度/( rag· L-1)8 9 10 l l 12 13 14 15型①、②、④湖泊[ 见图l 中( a) 、( b) 、( d) ] 在入口流量分别为1 m 3/s、10 m 3/s、20 m 3/s、30 m 3/s,入口CO DM 。浓度从2.0 m g/L逐渐增至15.0 m g/L时,恒定入流24 h后,出口处CO DM 。浓度的变化规律(见图2)。141210864223 4A.EICO Dm 浓度/( m g· L-1)5 6 7 8 9 10 1l 12 13 14 15由图2可见:随着人口处CO DM 。浓度的增大,恒定入流24h后,出口处CO DM 。浓度逐渐增高;当人口处流量较低( 1 m 3Is) 时,进、出口CO DM 。浓度的关系呈乘幂关系,随着入口处浓度的增大,出口处浓度增幅愈加明显;当入口处流量达到一定程度时,进、出口CO DM 。浓度逐渐呈线性关系。表1列出了不同类型湖泊在不同流量条件下进、出口CO DM n浓度的相关关系。表1不同类型湖泊在不同流量条件下迸、出口CO D n,浓度相关关系Tabl e lIm port and export CO D №concentrati oncorrel ati on ofdi fferentt ypesof l akes1y=4Xl O 一5一· 11”y=O .0002≯· 8138y=7x10—5≯⋯ 210y=0.002聍· 础。y=0.2727r0.5304,=0.008睁· 0128ZOy=O .0266.fl · “ oy=O .344虹一o.4054y=O .311缸一O .671230y=O .406红一O .9514y=0.4212.r--0.111 0y=0.3662.r-O .555 3对于单个湖泊而言,往往关心的重点并不在出水口处,而是在水流相对较小的区域,即污染相对较严重的湖区。图3为不同类型湖泊的不同湖区在流量为1 m 3/s条件下,入口CO DM 。浓度从2.0 m g/L逐渐增至15 m g/L,恒定入流24 h后,出口处CO DM n浓度的分布情况。图3中湖区1、湖区2、湖区3分别为各类型湖泊中水流相对较缓慢的湖区,其中湖区1的位置最接近于出口,湖区2次之,湖区3相对距离出口最远,具体位置如图4所示。由图2、图3可以看出:不同的进、出口位置对湖泊污染物浓度分布影响较大,当主水路贯穿湖泊中部,且进、出口位置基本在一条直线上时,此类湖泊的污染物扩散较好,即使是水流相对缓慢的湖泊,其CO DM 。浓度都较低[ 见图3( a) ] ;当主水路穿过部分湖区,进、出口相对位置存在较大角度时,湖泊内部污染物扩散速度次之;当主水路仅穿过部分湖区,且进、出口位置均偏在同一侧时,湖泊进、出口位^,一.∞g一、趟矮ⅡHQouⅡ吾^,,I.∞宕v、趔器重oouⅡ吾^.-一.∞g一、巡爨差白ouⅡ万方数据 40安全与环境工程第17卷2 3 4 5 678 9 10 11 12 13 14 152 3 4 56 789 10 11 12 1314 1523 45 6 78 9 10 11 12 13 14 15入口cO D№浓度/( m g.L+1)A.I[ ICO D M 。浓度,( m g·L- 1) D CO D M 。浓度,( m g·L- 1)图3不同类型湖泊不同湖区进、出口CO DM 。浓度分布图( 流量为:1 m 3Is)Fi g.3D i stri buti on of CO D №i n di fferent l akes图4湖区位置图Fi g.4Lake l ocati ons置的安排最不利于污染物的扩散;对比湖区的不同位置,越接近于出口处的湖区,其污染物扩散相对较快,而越偏离湖泊主流区的湖区,污染的扩散速度越慢,污染程度、持续时间也相对越大。3结论( 1) 依据湖泊与区域水路的关系,将湖泊分为4种类型,并运用SM S软件对不同类型湖泊CO D M 。浓度场进行了模拟,结果显示:主水路穿过湖泊中部,最有利于污染物的扩散;当主水路穿过部分湖区,进、出口相对位置存在较大角度时,湖泊内部污染物扩散速度次之;主水路仅穿过部分湖区,且进、出口位置基本在一条直线上,最不利于污染物的扩散。( 2) 在区域湖泊管理工作中,可以根据湖泊与水路的联系初步判定湖泊污染的重点位置或可能的湖区,并估算部分湖区污染物浓度的大小,以为后续的工作奠定基础。参考文献:[ 1] 张磊磊.平原地区人工景观湖规划设计中若干问题的研究[ D] .江苏扬州:扬州大学,硕士学位论文,2007:29—30.[ 2] 骆辉煌.RM A2和RM A4模型在五里湖调水模拟中的开发应用研究[ D] .北京:中国水利水电科学研究院水环境研究所.硕士学位论文,2005.[ 3] 陈跃燕.SM S在内江水质模拟与预测中的应用[ D] .江苏镇江:江苏大学,硕士学位论文。2007.通讯作者:刘臣辉( 1956一) ,男,博士,副教授,主要从事环境评价与规划方向的研究。E—m ai l :chl i u@ yzu.edl l .cn^,一.∞日一、瑙长星QouⅡ丑^.,I.曲g一、鹤器量口ouⅡ田5O5O5O22llO一,,I.∞g一、趟甓=QouⅡ田万方数据 Ʊƽ̨_基于SMS软件的不同类型湖泊水质特征分析Ʊƽ̨_基于SMS软件的不同类型湖泊水质特征分析作者:黄留芳, 刘臣辉, 范海燕, HUANG Liu-fang, LIU Chen-hui, FAN Hai-yan作者单位:扬州大学环境科学与工程学院,江苏,扬州,225009刊名:安全与环境工程英文刊名:SAFETY AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING年,卷(期):2010,17(5)被引用次数: 参考文献(3条)参考文献(3条)1次 1.张磊磊 平原地区人工景观湖规划设计中若干问题的研究[学位论文] 20072.骆辉煌 RMA2和RMA4模型在五里湖调水模拟中的开发应用研究 20053.陈跃燕 SMS在内江水质模拟与预测中的应用 2007 本文读者也读过(9条)本文读者也读过(9条)1. 盈尚轩.王军.YING Shang-xuan.WANG Jun RMA2模型在凤台大桥至闸口段淮河流场模拟中的应用[期刊论文]-水利科技与经济2009,15(5)2. 张明进.张华庆.ZHANG Ming-jin.ZHANG Hua-qing SMS水动力学软件[期刊论文]-水海南十一选五计划_海南十一选五和值 - 花少钱中大奖港口2006,27(1)3. 鲁海燕 SMS模型在杭州湾潮流模拟中的应用[期刊论文]-浙江水利科技2003(3)4. 赵泽斌.ZHAO Ze-bin 模糊数学在湖泊水质富营养化评价中的应用[期刊论文]-黑龙江水专学报2007,34(2)5. 童海滨.陈建生.TONG Hai-bin.CHEN Jian-sheng 湖泊水体年龄与水体中放射性同位素浓度关系浅析[期刊论文]-河海大学学报(自然科学版)2007,35(6)6. 王映.郭学峰.Wang Ying.Guo Xuefeng 南洞庭湖洪海南十一选五计划_海南十一选五和值 - 花少钱中大奖整治工程效果分析[期刊论文]-湖南水利水电2007(4)7. 李金亮.周玲.赖秋明 养殖水体中亚硝酸盐氮的降解试验[期刊论文]-中国水产2009(6)8. 张珏 溶解氧、温度、盐度、氨氮和亚硝酸盐氮对锈斑蟳(Charybdis Feriatus)存活和摄饵的影响[学位论文]20109. 薛立梅.XUE Li-mei SMS系统软件在水利工程中的应用[期刊论文]-东北水利水电2010,28(11) 引证文献(1条)引证文献(1条)1.梁永亮.辛颖.武周虎.任杰 马踏湖水流水质数学模型及其应用研究[期刊论文]-青岛理工大学学报 2013(5) 引用本文格式:黄留芳.刘臣辉.范海燕.HUANG Liu-fang.LIU Chen-hui.FAN Hai-yan Ʊƽ̨_基于SMS软件的不同类型湖泊水质特征分析[期刊论文]-安全与环境工程 2010(5)

关注我们

关注微信公众号

您选择了以下内容