太湖懸浮物和藻類數(shù)值模型與實驗研究.pdf

1、太湖是我國第三大淡水湖泊，屬于大型淺水湖泊，由于湖泊水體流量小、流速慢而封閉、水體交換周期長、污染脅迫壓力大，生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力較差。近年來，太湖一直面臨著嚴重的藻類爆發(fā)即水華問題。太湖水華的主要原因是外源輸入和內(nèi)源釋放，因此本文在前人的研究基礎(chǔ)上開展了如下工作： 太湖藻類生長受水動力過程的影響，所以研究太湖水動力特征是研究太湖藻類生長的基礎(chǔ)和前提。本文根據(jù)在太湖幾次野外連續(xù)的監(jiān)測資料，分析了太湖湖流的運動特征，總結(jié)了太湖湖流

2、的主要特征。利用三維間斷有限元模型對太湖不同風(fēng)速風(fēng)向下的湖流進行了模擬，并在水深方向分為4層，研究了不同層的環(huán)流結(jié)構(gòu)，反映了太湖環(huán)流的垂向變化規(guī)律，有助于了解太湖環(huán)流作用下水體中營養(yǎng)物質(zhì)的遷移輸送規(guī)律。并根據(jù)太湖野外波浪的實測資料，分析了所觀測到的太湖波要素的特征。采用第三代波浪模型WAM，對不同風(fēng)場下太湖波浪要素進行了模擬。 太湖的懸浮物與底泥的內(nèi)源釋放聯(lián)系密切，因此研究清楚太湖懸浮物的輸運規(guī)律對于研究太湖藻類生長問題非常重要

3、。本文通過實驗得出了太湖底泥在不同起動標(biāo)準(zhǔn)下的起動切應(yīng)力，進而利用泥沙起動的理論模型給予了驗證。并根據(jù)實驗結(jié)果建立了太湖三維懸浮物模型和太湖底泥床面模型，對懸浮物疏運，底床變化等進行了模擬。同時根據(jù)實驗還建立了底泥中TN、TP的釋放通量與懸浮物的關(guān)系，綜合考慮外源污染和內(nèi)源釋放，建立了太湖水質(zhì)模型，取得了較好的效果。 為確定藻類生長的各種參數(shù)，本文通過室內(nèi)實驗?zāi)M了太湖藻類的生長，通過改變溫度、光照、營養(yǎng)鹽濃度等來研究藻類的生長