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调水工程突发水污染数值模拟及风险管控研究

刘广乾

调水工程突发水污染数值模拟及风险管控研究

刘广乾1
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作者信息

  • 1. 郑州大学
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摘要

我国水资源东多西少、夏汛东枯,为解决水资源时空分布极不均匀的问题,跨流域调水工程日益兴起。近年来,突发水污染事故频发,破坏供水水质安全的同时对沿线及供水区人民群众的生命健康安全造成一定威胁。目前关于调水工程突发水污染事故模拟预测和风险管控等研究尚不完善。因此,本研究在河南省引江济淮工程有限公司科研项目的资助下,以“风险源等级评价-模拟预测-应急调控”为主线开展调水工程突发水污染数值模拟及风险管控研究,主要内容和成果如下: (1)突发水污染风险源等级评估。基于PSR模型分析突发水污染事故风险源的风险等级综合评价影响因素,根据指标选取原则筛选指标进而构建评价指标体系,结合国家法律法规和行业相关规范确定指标等级标准;通过分析主客观赋权法两者优点和不足,构建综合层次分析法和熵权法两者优势的组合赋权优化模型计算指标权重;在走访调研基础上,以具体风险企业为例进行风险等级评价。 (2)突发水污染事故影响范围模拟预测。基于MIKE11模型和工程设计数据建立工程输水渠道水动力-水质模型,开展多种突发水污染事故情景的仿真模拟;设置对比工况对事故排放流量、排放浓度、排放时长及排放总量对断面浓度结果的影响程度进行分析,论证将突发水污染事故看作瞬时点源污染的可行性;从是否会引起下游重点保护目标污染和污染物自身扩散规律两个角度,分别研究污染量阈值和污染物影响程度范围预测公式。 (3)突发水污染事故应急调控。确定流量调控、闭闸调控和泄水调控方式,通过数值模拟研究在流量调控方式中减小流量是否可以降低污染物到达所关注断面时的浓度;基于污染量阈值和数值模拟提出突发水污染事故水力调控体系,通过污染量阈值快速判断是否需要水力调控,并结合数值模拟确定应急调控方案、调控过程;以具体事故情景为例进行应用,为工程突发水污染调控提供参考,具有工程实际价值。

关键词

调水工程/突发水污染/风险管理/数值模拟

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授予学位

硕士

学科专业

水利工程

导师

李宗坤;葛巍

学位年度

2022

学位授予单位

郑州大学

语种

中文

中图分类号

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