三峡水库涪陵磷肥厂污水排放问题分析与解决方案

2023-06-26 理论教育版权反馈

【摘要】：本文采用平水期的水文、水质观测资料，对涪陵磷肥厂排污口附近的水流、水质情况进行模拟和模型验证。图5同步观测断面布置图图6流动模拟的计算网格图3.2.3模型验证及结果分析涪陵磷肥厂附近水域流场的数值模拟结果如图7、所示。

3.2.1　应用概况

涪陵磷肥厂排污口位于长江右岸，乌江汇流口上游约12km处。长江水利委员会长江上游水文水资源勘测局于1997年11月24日（平水期）和1998年1月17日（枯水期）分别对涪陵磷肥厂排污口进行了同步观测，观测断面位置如图5所示，排污口上游50m处为对照断面，排污口下游20m、50m、100m、278m处为控制断面，编号分别为F 1～F 6。本文采用平水期的水文、水质观测资料，对涪陵磷肥厂排污口附近的水流、水质情况进行模拟和模型验证。

3.2.2　模型参数和计算网格

糙率n包括沙粒糙率n 0和形状糙率n'的综合作用。本文采用公式n＝n 0＋n′＝n 0＋k n/h计算糙率，参数取值为n 0＝0.04，k n＝0.005。如图6所示，模型采用结构化非正交四边形网格，网格数量为109×49。为精确模拟排污口附近的流场和浓度场，对排污口附近计算网格进行加密，该处网格尺度约为1m。同时，对流速梯度较大的岸边区域进行网格加密。

图5　同步观测断面布置图

图6　流动模拟的计算网格图

3.2.3　模型验证及结果分析

涪陵磷肥厂附近水域流场的数值模拟结果如图7（a）、（b）所示。可见江心主流区水流速度较大，近岸水域水流速度较小。这种流速分布与主流区水深较大、河床底部阻力影响较小，而近岸水域水深较浅、河床底部阻力影响较大的实际情况相符。从排污口附近的流场局部放大图可见，由于受污水侧向排放的影响，排污口附近形成了回流区。回流区的范围很小，长度和宽度均不超过1～2m，这和污水排放动量远小于长江来流动量有关，污水排放对流场的影响可忽略不计。

排污口附近COD Mn浓度场的计算结果如图7（c）所示。按照国家GB3838—2002地表水环境质量标准的Ⅱ类水质标准，即CODMn的控制浓度为4mg/L时，污染混合区的长度约为150m，宽度约为15m。

图7　涪陵磷肥厂排污口附近流场、浓度场计算结果

（a）流场计算结果整体图；（b）流场计算结果局部放大图；（c）CODMn浓度场计算结果（单位：mg/L）

图8为断面F 2～F 5各观测点COD Mn计算结果与观测数据的比较图。从图中可以看出，计算结果和观测数据从整体上趋于一致，两者吻合较好，其中各观测点的平均误差为19.9%。

图8　F2～F 5断面CODMn浓度计算结果与观测数据的比较

（a）F 2；（b）F 3；（c）F 4；（d）F 5

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