首页 理论教育湄州湾污染物输运模拟研究

湄州湾污染物输运模拟研究

【摘要】:本文主要对海湾内肖厝峰尾和鲤鱼尾两处主要污水排放口的COD排放进行模拟,依据二维浅水流模型所计算的流场基础之上,利用物质输运数值模型来分析和预测在一个潮汐周期内在污水排放所致污染物浓度的增量和分布特征。以同期13个大面调查站位的水质监测资料结果作为海水CODMn的背景参考值。

湄州湾的空间尺度相当大,泄入湾内的污染物质在海洋动力因子(潮汐、海流等)的作用下,首先与海水发生混合过程而被海水所稀释,使水体中的污染物质的浓度降低,进而通过海水运动作用使得污染物质发生扩散和迁移,再在潮汐作用下促使湾内的污染水体与湾外的清洁海水进行交换。因此,可利用海水对污染物质的这种自净机制,减轻污染物对湾内的污染,从而使得海水环境质量得以保持原来的平衡状态。但海水对污染物承载能力也有一定的限度,超过其自净能力势必造成对海域生态环境的破坏,因此排污口的合理的排放显得尤为重要。

本文主要对海湾内肖厝峰尾和鲤鱼尾两处主要污水排放口的COD排放进行模拟,依据二维浅水流模型所计算的流场基础之上,利用物质输运数值模型来分析和预测在一个潮汐周期内在污水排放所致污染物浓度的增量和分布特征。通过计算对比发现小潮排放为最不利情形,因此以2005年10月12日9∶00~2005年10月13日11∶00小潮潮型作为污染物排放的水动力条件。两处排放口CODCr源强分别为3968kg/d和1641.6kg/d。以同期13个大面调查站位的水质监测资料结果作为海水CODMn的背景参考值。详细分布状况见图3。CODCr和COD Mn的折算关系按照3.54计。此外,由于在海水中污水生化降解能力很小,因此本次预测中将忽略水质预测模型中最后一项生化降解的作用,这样计算的结果更为保守。排放工况分为涨急排放和落急排放两种。峰尾涨急排放和落急排放情况下所预测的CODMn浓度包络线分布分别见图5和图6。鲤鱼尾涨急排放和落急排放情况下所预测的COD Mn浓度包络线分布分别见图7和图8。由图可知,无论涨急排放还是落急排放,这两处的污水排放所造成的海水水质超标范围均很小。此外,通过对涨急排放和落急排放下的污染范围对比,可以看出落急排放的稀释扩散能力更强,污染带范围更小些。

图5 峰尾涨急排放下的CODMn分布(单位:mg/L)

图6 峰尾落急排放下的CODMn分布(单位:mg/L)

图7 鲤鱼尾涨急排放下的CODMn分布(单位:mg/L)

图8 鲤鱼尾落急排放下的CODMn分布(单位:mg/L)