平原區(qū)大型淺水湖泊生態(tài)動(dòng)力學(xué)模擬技術(shù)研究——以太湖湖區(qū)為例.pdf

1、太湖是我國(guó)第三大淡水湖，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的高速發(fā)展，太湖水環(huán)境受到嚴(yán)重污染，質(zhì)量呈現(xiàn)每10年下降一個(gè)等級(jí)的發(fā)展趨勢(shì)。掌握湖區(qū)各區(qū)域的營(yíng)養(yǎng)物含量、水環(huán)境機(jī)理，并進(jìn)行模擬預(yù)測(cè)，對(duì)于遏制太湖水體持續(xù)惡化、減輕湖泊富養(yǎng)化程度具有一定的指導(dǎo)意義，為水環(huán)境治理工作提供技術(shù)支撐和決策支持。
　　本文收集太湖湖區(qū)及周邊的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，并且考慮引江濟(jì)太工程調(diào)度對(duì)湖區(qū)水動(dòng)力及水生態(tài)環(huán)境的影響，選用美國(guó)弗吉尼亞州海洋研究所研發(fā)的環(huán)境流體動(dòng)力學(xué)(EFDC)模型建

2、立湖區(qū)二維生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型，模擬太湖水環(huán)境隨時(shí)間、空間的變化過(guò)程，并進(jìn)行率定、驗(yàn)證和歸納分析。
　　本文主要研究成果有:(1)概化太湖環(huán)湖出入流邊界，以15條大流量河道表征太湖邊界，模擬效果良好，概化合理;(2)考慮引江濟(jì)太工程對(duì)湖區(qū)水體的影響，在風(fēng)生流基礎(chǔ)上加入吞吐流模擬太湖湖流，結(jié)果表明引江濟(jì)太工程對(duì)太湖湖流影響很小，并未明顯改變太湖水體環(huán)境;(3)太湖二維水動(dòng)力學(xué)模型的模擬精度高，水位模擬的日平均偏差在2cm以內(nèi)，水溫模擬的日

3、平均誤差在2℃以內(nèi);(4)太湖二維水質(zhì)、生態(tài)動(dòng)力學(xué)模型的模擬輸出結(jié)果表明:溶解氧、化學(xué)需氧量的模擬精度最高，氨氮、總磷、葉綠素a的模擬效果良好，總氮的輸出模擬除夏季誤差偏大外，其他時(shí)段模擬精度較高;(5)根據(jù)水質(zhì)、生態(tài)相關(guān)參數(shù)的調(diào)試工作，總結(jié)出各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的敏感參數(shù)，以及多個(gè)參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性。
　　從本文研究結(jié)果可以得出:
　　(1)太湖湖區(qū)面積大，不同區(qū)域流速、溫度、底泥釋放量均不同，導(dǎo)致不同區(qū)域的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)濃度之間具有顯著的

4、空間差異，水生態(tài)環(huán)境相差較大;
　　(2)湖區(qū)內(nèi)藻類含量較低的區(qū)域與總氮、總磷濃度沒有明顯的線性相關(guān)性;而藻類爆發(fā)的區(qū)域與總磷濃度有明顯的線性相關(guān)性，與總氮濃度也有較明顯相關(guān)性。導(dǎo)致湖區(qū)藻類爆發(fā)的關(guān)鍵因素是總磷濃度，總氮次之。藻類生長(zhǎng)的最適總磷濃度為0.15-0.35mg/l，總氮濃度為2-2.5mg/l，氮/磷比為5-15;
　　(3)當(dāng)湖區(qū)中總氮、總磷的濃度相對(duì)較低時(shí)對(duì)藻類生長(zhǎng)起促進(jìn)作用，但當(dāng)總氮、總磷濃度達(dá)到一定值后又