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2025年第1期
• 城镇水系统研究与应用 •

中水补源对华山湖水环境影响的模拟

作者:宋新桐,孙绍芳,王嘉斌,张广鲁
作者单位:济南大学土木建筑学院;济南城市建设集团有限公司
引用本文:宋新桐, 孙绍芳, 王嘉斌, 等.中水补源对华山湖水环境影响的模拟 [J].净水技术, 2025, 44(1): 144-154.
摘要:【目的】 探究中水补源对华山湖水环境的影响。 【方法】 文章以华山湖为研究对象,构建了华山湖水动力和水质数值模型,模拟研究了其水体流动和水质变化规律,分析了污水厂出水补源对华山湖水质的影响,并预测分析了夏季高温与冬季低温环境对华山湖水体环境的影响。 【结果】 经实际取样检验,模拟结果与实测结果的相对误差在0.02%以内;水动力模拟分析发现华山湖水流结构呈现出以风生流为主的水动力特性,污水厂出水补源流速偏小,污染物扩散条件不佳,进水口附近存在污染物高浓度集聚的风险;输入污染物在水体中形成了较明显的水力扩散浓度梯度分布特征,浅水湖泊水生植物生长优势及其更佳的复氧效率提升了水体的自净能力;整个水域的化学需氧量(COD<sub>Cr</sub>)和氨氮浓度,99%水域的总氮(TN)浓度,75%水域的总磷(TP)浓度可达到地表Ⅲ类水标准;模拟夏季高温环境下COD<sub>Cr</sub>、氨氮、TN 和TP 的浓度均低于冬季低温模拟环境,COD<sub>Cr</sub>、氨氮、TN 和TP 浓度均呈现下降趋势;冬季低温环境补源输入污染物浓度在水体自净能力的可调节范围内,不会引起水体环境的恶化。 【结论】 MIKE21 模型适用于具备典型浅水型静水湖泊特征的华山湖水体,可对其水动力和污染物浓度分布状况进行较为精确的模拟分析;污水厂出水补源不能形成有效推流作用,水体交换能力弱;华山湖水体可以有效降解补源输入的污染物,季节与气候因素是影响浅水型静水湖泊自净能力的关键因素。
关键词:MIKE21,水动力模拟,水质模拟,浅水型湖泊,中水补源
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