河道水质高效高分辨率数值模拟及评估模型研究

作     者：栾广学 侯精明 杨露 李欣怡 吕佳豪 张文晴 孙学良 Guang-xue Luan;Jing-ming Hou;Lu Yang;Xin-yi Li;Jia-hao Lyu;Wen-qing Zhang;Xue-liang Sun

作者机构：西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048 中规院(北京)规划设计有限公司北京100044 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52009104、52079106) 中德合作交流项目(M-0427) 

出 版 物：《水动力学研究与进展（A辑）》 (Chinese Journal of Hydrodynamics)

年 卷 期：2022年第37卷第3期

页      码：372-382页

摘      要：为更好地模拟水污染事件中多组分污染物输移衰减反应过程并对水质指标进行快速评估,该文全面耦合了二维水动力模型与多组分水质模拟及评估模型,根据GB3838-2002地表水环境质量标准,同时引入图形处理器GPU(graphics processing unit)加速技术,构建了一个可对多种水质变量输移及相互反应过程模拟评估的河道水质高效高分辨率数值模拟及评估模型。采用理想地形算例与规则水渠地形算例,验证模型的精度和稳定性,同时根据银川市西大沟COD和NH3-N等水质变量的监测数据对其一级衰减反应系数进行率定,模拟评估城市溢流污染在海绵改造和生态修复等拟建工程措施建设前后对西大沟断面水质的影响。结果表明,该模型可模拟高分辨率地形的多种水质变量输移及相互反应过程,两个验证算例纳什系数分别为1和0.984,模型具有较好的可信度。在旱天无溢流污染情况下,西大沟断面水质均为准Ⅳ类水质;在雨天,城市溢流污染对西大沟影响较大,是导致西大沟水体发生黑臭的一个重要因素,但水环境工程措施对黑臭水体的治理效果明显。模型对城市沟渠水质模拟预测及评估效果较好,以期可为城市水环境工程建设提供相关参考。

主 题 词：数值模拟 GPU并行计算技术 衰减反应 水质模拟评估 耦合模型 

学科分类：080103[080103] 08[工学] 080104[080104] 081502[081502] 0815[工学-矿业类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.16076/j.cnki.cjhd.2022.03.012

馆 藏 号：203113682...