2023年第3期
• 水源与饮用水保障 •
基于水龄的陈行水库流场特征分析
作者:陈思绪,崔婧嫄,黄熠丽,张海平
作者单位:同济大学环境科学与工程学院
引用本文:陈思绪, 崔婧嫄, 黄熠丽, 等. 基于水龄的陈行水库流场特征分析[J]. 净水技术, 2023, 42(3):60-66,119.
摘要:水龄能够指示湖库内部各水域的水体更新效率,是反映湖库流场特征的重要指标之一。文中以陈行水库为研究对象,在构建库区二维水动力水质模型基础上,应用拉格朗日颗粒追踪法,分析不同情景下库区流速流向和水龄的空间分布特征,并基于库区氯化物浓度分布特征初步探究了水龄与水质的关系。结果表明:吞吐流决定了陈行水库库区的环流形状与方向,当入库流量从10 m3/s增加至20 m3/s时,全库平均流速提升至1.5倍,平均水龄从1.20 d缩短至0.92 d,表明水龄与入库流量之间不呈现简单的线性关系;库区大部分区域对进水的响应时间明显缩短,但西南沿岸区域的水龄始终超过1.50 d。不同风向下,库区环流规模以及水龄分布规律均呈现异质性。相对于静风情景,东南风驱动下的环流规模向西北方向压缩,库区西南侧局部区域出现新的滞水区,全库平均水龄延长约1倍;西北风则可显著降低库区西侧的水龄,水龄高值区出现在库区东北侧。库区氯化物浓度与水龄分布趋势整体相反,代表性点位的水龄与氯化物浓度呈现显著的负相关关系,表明水龄可有效解释库区氯化物浓度的空间分布特征,对氯化物等保守性物质在库区的迁移扩散过程具有较好表征作用。研究结果可深化对陈行水库流场特征的认识,为水库的水质管理提供支撑,同时也可为湖库流场研究提供新的思路。
关键词:水龄,颗粒追踪,MIKE,21,流场特征,陈行水库
基金资助:上海市级科技重大专项(2021SHZDZX0100);上海市科学技术委员会科研计划项目(19511132101)
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