《閘控河段水質多相轉化機理研究》是依託鄭州大學，由竇明擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：閘控河段水質多相轉化機理研究
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：竇明
- 依託單位：鄭州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
閘控河段是指在河道上建有閘壩等水利工程，且其水文情勢和水質遷移轉化過程受閘壩調控作用影響顯著的河段。由於閘門調度對河道內水流、懸浮物、底泥等環境要素具有強烈的擾動作用，故閘控河段水質轉化過程呈現出多介質、多相態、多形式的特點。本次研究以沙潁河幹流槐店閘為研究對象，在充分認識水質在不同介質中的賦存形態以及影響水質相態轉化的主要環境因子基礎上，創新地提出閘控河段水體—藻類—懸浮物—底泥界面水質多相轉化驅動模式研究思路；綜合採用水閘調度同步監測實驗、參數識別技術、多模型集成技術等技術方法，研製新穎的閘控河段水質多相轉化數學模型；從不同角度設計閘門調度和來水負荷情景，模擬各相水質的濃度時空變化過程，進而揭示水閘調度對水質多相轉化的驅動作用和閘控河段水環境演化規律。該研究可為客觀認識水閘調度在水資源保護中所起的作用提供科學依據，並對河流水資源可持續開發利用和水污染聯防調度有一定的現實指導意義。
結題摘要
閘壩是輔助人類開發管理水資源的重要工具，它在防洪排澇、拒鹹蓄淡、灌溉供水、通航養殖、景觀娛樂、生態保護等方面起著積極作用。但近年來，閘壩建設的負面效應逐漸凸顯出來，造成水污染事故頻繁發生、生態與環境持續惡化、生物多樣性減少等一系列問題。在此背景下開展閘控河段水質多相轉化過程及機理研究，加強閘控河段水環境系統演化機理研究和水閘調度在水質改善方面的功效評估，對客觀認識閘壩在水資源開發和保護中所起的作用，減少水利工程建設所帶來的生態與環境風險，具有重要的實際套用價值。項目主要從以下幾個方面對閘控河段水質多相轉化過程及機理開展研究： （1）對閘控河段內水質多相轉化的機理進行歸納總結，提出閘控河段水體—懸浮物—底泥—藻類界面水質多相（溶解相、懸浮相、底泥相、生物相）轉化驅動模式的整體架構；分析水閘調度對水質多相轉化的驅動作用。 （2）研製考慮水閘調度作用的水質多相轉化數學模型。 （3）對研製的數學模型進行參數率定和驗證，並對閘控河段的水動力過程以及不同相態水質之間的物理、化學、生物等反應過程進行模擬，揭示受水閘調控作用後水質在水體—懸浮物—底泥—藻類界面內的重新分配關係及其對水閘調度的回響程度。 （4）通過情景分析和數值模擬，識別不同調度方式下水質多相轉化的主導反應機制，計算水閘調度對水質多相轉化的貢獻率大小，構建不同物質濃度變化率與主要影響因子之間的量化關係。 通過研究，分析了閘控河段水質多相轉化過程中起主導作用的物理、化學、生物反應過程，構建了考慮水閘調度驅動作用的水質多相轉化數學模型，分析了物質在水閘調控作用下在水體—懸浮物—底泥—藻類界面內的重新分配關係及其對水閘調度的回響程度，識別了水質在不同調度方式下遷移轉化過程的時空差異，評估了不同調度方式對水質多相轉化的驅動作用大小，計算了水閘調度在水質多相轉化過程中的貢獻率大小，建立了水質濃度變化率與閘門開度、閘門開啟個數等因素之間的量化關係。
