內容介紹
三峽水庫次級河流回水區富營養化問題研究是當前三峽庫區生態研究的熱點問題之一。三峽大壩建成蓄水後，長江幹流總體營養鹽濃度變化並不顯著，水質總體保持穩定。但由於長江支流匯入庫區水體滯留時間延長，水體富營養化有加重趨勢，並出現了較大規模的水華現象。水動力條件的改變是導致水體富營養化，加劇水華發生的最主要原因。因此，考慮水動力條件對水質污染和水體富營養化的影響及水華控制具有重要意義。本書在分析澎溪河流域氣象、水文及污染特徵和三峽蓄水後澎溪河水動力條件、水質等水環境因素的變化的基礎上，通過耦合模型研究了調節壩生態調度控制水體富營養化的可行性並提出了最佳化調度方案。主要研究內容包括：澎溪河流域氣象水文特徵及回水區河道形態特徵；澎溪河水質及富營養化現狀；三峽蓄水對污染物降解係數及水環境容量的影響；採用MIKE21水動力模型，研究三峽蓄水對澎溪河回水區水動力特徵影響；採用SWAT分散式水文模型對澎溪河流域非點源污染負荷的研究；採用SWAT分散式水文模型對澎溪河流域非點源污染負荷的研究；構建SWAT模型與MIKE21耦合模型，預測水質及水體富營養化；依託已建的澎溪河生態調節壩，提出了澎溪河水華控制生態調度方案。
本書研究成果可為三峽水庫支流回水區的富營養化控制提供理論依據和實踐參考，亦可供環境、水利、地理、生態、農業等有關專業的工程技術人員和研究人員閱讀與參考。
作者介紹
王曉青，1974年9月出生，高級工程師。1997年6月在重慶大學資源與環境工程學院獲環境工程學士學位，2000年6月獲環境工程碩士學位。2012年6月在重慶大學城市建設與環境工程學院獲市政工程博士學位。2000年7月至2012年9月在長江水利委員會長江上游水文水資源勘測局工作，期間於2004年7月至2005年7月在香港理工大學水土工程系任研究助理。2012年10月至今在重慶交通大學西南水運工程科學研究所工作。近年來，主要從事水資源環境規劃、治理等領域的研究工作，主持和參與多個科研項目，其中主研完成的“重慶市水功能區劃”項目獲得“2004年度長江委水文局青年優秀技術報告和論文評選二等獎”、“2005年度長江水利委員會科學技術進步三等獎”。主研完成的“重慶市農村集中式飲用水水源地水資源保護規劃”項目獲得“2011年度重慶市水利科技進步二等獎”。作品目錄
目 錄第1章緒論
1.1 引言
1.2三峽水庫蓄水前後長江幹流水質變化
1.2.1 現狀水質特徵分析
1.2.2 蓄水前後水質特徵分析
1.2.3 蓄水前後幹流水質變化趨勢研究
1.2.4 主要結論
1.3 三峽水庫蓄水前後重慶庫區河流水質變化
1.3.1 重慶庫區水環境變化分析
1.3.2 重慶庫區幹流斷面水環境變化分析
1.3.3 重慶庫區支流蓄水前後水質變化分析
1.3.4 主要結論
1.4 流域富營養化及模型研究現狀
1.4.1 三峽庫區及支流富營養化研究現狀
1.4.2 水動力模型研究進展
1.4.3 水質模型研究進展
1.4.4 富營養化模型研究進展
1.5 研究的目的與意義
1.5.1 澎溪河流域富營養化研究的必要性
1.5.2 SWAT與MIKE 21模型耦合的研究意義
1.6 研究方案
1.6.1 研究目標
1.6.2 研究內容與方法
1.6.3 技術路線
第2章 SWAT模型及套用
2.1 概述
2.2 模型發展歷史
2.2.1 模型的發展與改進
2.2.2 模型的GIS界面及其它工具
2.3 模型基本結構
2.3.1 水文模型
2.3.2 土壤侵蝕模型
2.3.3 污染負荷模型
2.4 模型套用進展
2.4.1 水文評估
2.4.2 污染物流失研究
2.4.3 氣候變化影響研究
2.4.4 洪水短期預報
2.4.5 敏感性分析、率定和不確定性分析研究
2.4.6 HRU/子流域劃分和其他輸入因素對模型輸出的影響研究
2.4.7 SWAT模型與其他模型的比較研究
2.4.8 SWAT模型與其他模型的耦合研究
2.5 模型特點和研究展望
2.5.1 模型的優點
2.5.2 模型的局限
2.5.3 研究展望
2.6 套用實例分析——黃河河源區
2.6.1 研究區和數據
2.6.2 氣候情景的建立與比較分析
2.6.3 基於SWAT模型的徑流模擬
2.6.4 未來氣候情景下的水文回響模擬
2.7 小結
第3章 MIKE21模型及套用
3.1 概述
3.2 MIKE21模型建立
3.2.1 模型預處理
3.2.2模型建立和計算
3.2.3模型後處理
3.3 MIKE21模型參數及設定
3.3.1 HD（水動力學模型）
3.3.2 AD（平流擴散模型）
3.3.3 ECOlab（水質模型）
3.4 MIKE 21模型套用
3.5 小結
第4章澎溪河流域概況分析
4.1 流域自然概況
4.1.1 地理位置
4.1.2 地形及水系
4.1.3 植被現狀
4.2 流域氣象水文特徵
4.2.1 水文站網及資料來源
4.2.2 氣溫及熱量特徵
4.2.3 降水特徵
4.2.4 水文特徵
4.2.5 泥沙特徵
4.3 流域社會經濟狀況
4.4 小結
第5章澎溪河水質及水環境容量研究
5.1 澎溪河水質變化趨勢分析
5.2 降水徑流對營養鹽濃度的影響
5.3 三峽蓄水後澎溪河水環境容量變化分析
5.3.1 計算範圍
5.3.2 水環境容量計算模型
5.3.3 計算水文條件設計
3.3.4 污染物降解係數變化分析
5.3.5 水質目標值確定
5.3.6 計算結果及分析
5.4 小結
第6章澎溪河流域MIKE21模型研究
6.1 基本原理
6.2 邊界及初始條件
6.3 數值計算方法
6.4 三峽蓄水對澎溪河水動力條件的影響
6.4.1 澎溪河流域徑流分析及計算
6.4.2 澎溪河回水區河道地形特徵
6.4.3 模型建立及初始條件設定
6.4.4 水面形態計算結果及分析
6.4.5 流速計算結果及分析
6.4.6 水體類型特徵及分析
6.5 小結
第7章 SWAT與MIKE21耦合模型研究
7.1 SWAT模型資料庫建立
7.1.1 流域基礎資料庫準備
7.1.2 基於DEM的水文參數計算
7.1.3 子流域劃分及計算
7.1.4 植被類型資料庫的建立
7.1.5 土壤類型資料庫的建立
7.1.6 氣象資料庫的建立
7.1.7 水文回響單元(HRU)生成
7.1.8 模型率定和驗證
7.2 MIKE21生態動力學模型
7.3 SWAT與MIKE21耦合模型設計
7.3.1 水動力場數值設計
7.3.2 模型參數的確定
7.3.3 水質數值模擬
7.3.4 定解條件及初始設定
7.3.5 水質及富營養化預測
7.4 小結
第8章 澎溪河水華控制的生態調度研究
8.1 水華發生的臨界水文條件
8.2 調節壩及調度方式
8.3 調節壩生態調度模型
8.3.1 模型計算條件的確定
8.3.2 水動力場數值設計
8.3.3 計算成果及分析
8.4 生態調度方案及運行方式
8.5 小結
第9章結論及建議
9.1 主要結論
9.2 建議與展望
參考文獻
附錄一 水質指標的測定方法
附錄1.1 懸浮物（SS）的測定方法
附錄1.2 溶解氧（DO）的測定方法
附錄1.3 五日生化需氧量（BOD5）的測定方法
附錄1.4 高錳酸鹽指數（CODMn）的測定方法
附錄1.5 總磷（TP）的測定方法
附錄1.6 總氮（TN）的測定方法
附錄1.7 氨氮（NH3-N）的測定方法
附錄1.8 葉綠素a（Chla）的測定方法
附錄二《地表水環境質量標準（GB3838-2002）》
附錄三 地表水環境質量評價辦法（試行）
