太子河流域水质水量优化配置仿真模型技术_管理技术_水专项_技术

应用领域：流域水质水量优化配置

技术应用形成：; 药剂; 菌剂; 材料; 仪器; 装备; 服务; 其他;

技术成熟度：推广应用; 示范工程; 中试; 推广应用; 产业化; 市场化;

知识产权形式：自主研发

技术简介/摘要

一、基本原理

研究了辽河流域水文坡面过程和水体水质水量响应过程；调研辽河流域水质改善的库群闸坝联合调度技术需求；分析辽河流域社会经济、水资源利用、水利工程运行以及污染物排放与流域水质水量的定量耦合与响应关系。采用SWAT模型对辽河流域坡面过程进行模拟，该模型基于物理过程，能够利用GIS和RS提供的空间数据信息，模拟地表水和地下水水质水量在复杂的大流域中的径流的产生和汇集过程。太子河流域和浑河流域的坡面过程通过模型精细模拟，辽河干流通过输出系数法估算。

二、工艺流程：如图

三、关键技术

建立了辽河流域水质水量仿真模型系统；耦合了流域分布式水文-非点源模型、河流-水库水量水质模型和水工程水力模型等；揭示了辽河流域库群闸坝联合调度对水质水量的影响过程及水质水量迁移变化规律；建立了流域调度方案实施效果动态仿真平台，实现了水质水量调度过程的水流场及污染物输移结果的图形化表达及三维场景的动态效果展示。

推广应用案例

应用单位：本溪市水文分局

以辽河流域中水工程调控作用最为显著的太子河流域为例，分析流域水质水量模型的模拟结果。根据频率分析的结果选取的典型年分别是丰水年（1996年，p=20%），平水年（1990年，p=50%），偏枯年（1972年，p=75%）和枯水年（1989年，p=95%），选取2月份表示枯水期，8月份表示丰水期，11月份表示平水期，运用流域水环境系统模型对不同典型年、不同水期的太子河水流水质沿程分布情况进行模拟。以典型平水年为例，图1至图5分别描述典型平水年的枯水期、平水期和丰水期的沿程水位、流量、流速、COD浓度和NH4+-N浓度沿程分布。

水动力模拟结果显示，平均沿程水位从大到小依次为典型丰水年、典型平水年、典型枯水年和典型特枯年，丰水期依次大于平水期和枯水期，太子河上游河段受到闸坝蓄水和葠窝水库调控影响，水位变化较下游不显著。流速沿程分布规律与水位相似，从大到小依次为典型丰水年、典型平水年、典型枯水年和典型特枯年，丰水期依次大于平水期和枯水期。由于受闸坝建设的影响，太子河干流上游流速呈现显著的离散化分布，流速峰值与静水状态交替出现；葠窝水库库区流速十分小，接近静水；干流下游流速分布较为连续。

水质模拟结果显示，沿程水质从典型丰水年、典型平水年、典型枯水年到典型特枯年，从丰水期、平水期到枯水期，有一定程度的提高。但由于污染物入河总量过大，典型特枯年、典型枯水年和典型平水年水文条件下各个水质控制断面水质对于水量变化不敏感。典型丰水年水质较其他典型年有显著提高。太子河上游河段主要超标污染物为COD，而下游河段NH4+-N为主要超标污染物。

7个水质控制断面，在不同典型水文年条件下模拟的水质情况，即COD和NH4+-N的现状浓度与水质目标之间的差距。除了干流上游砬子断面满足水质目标要求之外，其余断面在不同水文年下均有不同程度的水质超标。

工艺流程图：