论文题目：重庆市某河流治理效果后评价及基于Qual2K模型的水质调控研究
摘要：随着我国水污染防治工作的广泛开展,许多城市都采用多种措施,实施了河流综合整治工程,并取得了显著的成就。然而,目前关于城市河流综合整治工程治理效果的后评价还少见报道。开展河流综合整治工程治理效果后评价及水质调控方案研究,不仅有助于了解综合整治工程所带来的实际效果和不同治理措施对于污染负荷削减的贡献,而且对于实现河流的长治久清、智慧化维护管理具有启示作用。论文选取主城区某河作为研究对象,总结了其整治工程措施,收集整治后的水质监测数据,明确主要的超标污染因子,采用加权欧式距离法对现状水质进行综合评价,分析河流整治工程措施实施后对于污染负荷削减的实际效果和贡献,为后续水质达标调控及未来建设河流智慧化管理平台提供理论上的支撑。结合相关资料展开全流域污染源调研并估算多源污染负荷量,进一步采用Qual2K模型对该河九龙坡区段的COD、氨氮、总磷三类主要污染指标进行模拟,明确多源污染对各断面水质的影响;并以此模型为基础,选用模型试错法进行水环境容量估算,将其作为提出后续河流水质调控方案的重要依据。最后,利用理论计算和模型验证相结合的方式对提出的水质调控措施进行水质目标可达性分析,以期作为构建河流后整治期水质长效调控的智慧化水务平台的方法理论基础。论文取得的主要研究成果如下:（1）对研究区段15个断面的水质水量数据进行收集整理,结果显示浊度、氨氮、总磷三类指标在沿程上表现为“中游高-上下游较低”的变化规律。以Ⅴ类水质为整治工程预期治理目标,分析各水质指标的达标情况:COD整体水平较低,其达标率高达99%-100%;各断面溶解氧较高,达标率达90%以上;约有6个断面的氨氮浓度均值超标,其中2个断面的氨氮达标率仅为25%;五分之三的断面的总磷浓度超标,约有一半断面的达标率低于30%。由此可确定氨氮、总磷为九龙坡区段的现状超标污染因子。采用加权欧式距离法对九龙坡区段水质进行评价,结果显示4个断面呈劣V类,仅3个断面可达Ⅳ类及以上标准。由此可见,研究区段现状水质暂未完全达到整治工程预期目标。同时将各区段治理措施与水质指标达标率、整治前后削减程度进行横向比较,发现清淤疏浚+生态护岸+截污纳管+景观绿化+生态修复工程的综合治理措施对于DO、COD、氨氮各指标的水质提升效果较好,对总磷的削减稍显不足;截污纳管工程对于点源污染有较强的遏制作用,清淤疏浚以及生态修复工程对于氮、磷的削减效果较好。（2）污染源现状调研结果显示,流域内污染源主要来自点源、面源。点源污染以城镇居民生活污水为主;面源污染包含城市面源和农村面源两部分,其中农村面源污染又来自农村生活污水、农村生活垃圾、畜禽养殖、农业种植、水土流失五类,且点源污染负荷约为面源污染负荷3-5倍。面源污染中,城市面源是COD的主要来源,约占面源污染总量的83%,农业种植和城市面源对氨氮及总磷污染负荷的贡献较大。城市面源污染主要集中在九龙坡区境内,农村面源污染主要来自大渡口区。（3）利用Qual2K构建研究区段的水质模型,经参数率定和模型验证后,进行拟合优度检验,检验结果表明模型与实际情况拟合较好。基于构建好的水质模型,以Ⅳ类水质为目标,采用模型试错法进行水环境容量的估算,并结合污染负荷估算值进行削减负荷量计算。结果表明,氨氮及总磷污染负荷均超过其水环境容量,总磷的削减率一度高达60-70%,氨氮平均削减率约为52%左右;上、下游的COD污染负荷无需削减,其水环境容量在容纳污染负荷之后尚有富余,仅中游河段需削减12%左右。（4）基于削减量计算及前期污染源调研成果,有针对性地提出水质调控方案,并通过理论计算和基于模型的模型验证两种方式对水质目标可达性进行分析,理论计算结果表明实施措施以后能够保证各河段单元剩余污染负荷控制在水环境容量以内;模型验证结果也表明氮磷污染较为严重的断面在实施措施以后,其水质能够达到Ⅳ类水体要求。以上两种方式均验证了水污染削减方案和治理措施的可行性。基于以上研究成果,论文提出了一套城市河流水质长效维护治理的方法体系,结合污染源调研成果,将智慧水务水质监测平台与水质模型进行有机结合,以水质模型作为水质调控方案研究的工具,可为未来河流智慧化管理平台建设提供有力的方法、理论支撑。
关键词：后评价;多源污染负荷;QUAL2K模型;水环境容量;水质调控
学科专业：工程（环境工程）（专业学位）
中文摘要
英文摘要
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 研究综述
1.2.1 水质模型概念及发展
1.2.2 QUAL2K水质模型简介
1.2.3 QUAL2K模型在国内外的应用
1.3 研究内容与技术路线
1.3.1 研究内容
1.3.2 技术路线
2 流域概况
2.1 地理区位及地形地貌
2.2 气候特征
2.3 河流水力水质概况
2.4 本章小结
3 重庆市主城区某河治理效果后评价
3.1 水质现状调研
3.1.1 调研时间
3.1.2 调研范围
3.1.3 调研内容
3.1.4 水质数据来源及采样检测方法
3.2 现状水质分析
3.2.1 水质特征及达标率分析
3.2.2 水质随时间变化
3.3 水质综合评价—变权欧式距离法
3.3.1 加权欧式距离法方法原理
3.3.2 待评价样本
3.3.3 数值预处理
3.3.4 确定权重
3.3.5 各水质级别标准点到原点的相对距离D_(nh)
3.3.6 各断面实测样本点到欧氏空间原点的距离
3.3.7 水质综合等级评价及结果分析
3.4 综合整治工程后水质改善效果评价
3.5 本章小结
4 污染源调研及污染负荷估算
4.1 各类排放口
4.2 点源污染
4.2.1 点源污染概况
4.2.2 点源污染负荷估算
4.3 面源污染
4.3.1 面源污染概况
4.3.2 面源污染负荷估算
4.4 入河污染负荷汇总
4.5 本章小结
5 重庆市主城区某河水质模型构建
5.1 水质模型的选取
5.1.1 选取原则
5.1.2 QUAL2K模型适用性
5.2 QUAL2K模型基本原理
5.2.1 水力学模型
5.2.2 水质模型
5.3 重庆市主城区某河水质模型构建
5.3.1 QUAL2K模型模拟步骤
5.3.2 河流概化
5.3.3 模型数据输入
5.3.4 水质模型参数确定
5.3.5 参数率定及模型验证
5.4 本章小结
6 基于Qual2K模型的水环境容量估算
6.1 模型试错法
6.2 计算步骤
6.2.1 流域概化
6.2.2 相关条件设定
6.3 模拟试算结果
6.4 污染负荷削减量计算
6.5 本章小结
7 水质调控方案
7.1 点源控制
7.1.1 雨污水错接点改造
7.1.2 破损、堵塞管道修复
7.1.3 工业污水排放监督
7.2 面源整治
7.2.1 城市面源污染控制
7.2.2 农村面源污染控制
7.3 目标可达性分析
7.3.1 理论计算
7.3.2 模型验证
7.4 本章小结
8 结论与展望
8.1 结论
8.2 展望
参考文献
A学位论文数据集
致谢