水污染控制研究论文提纲

论文题目：基于GIS的大沙河水库水污染控制研究

摘要：大沙河水库是开平市的主要饮用水源,肩负着开平市区及大沙河水库供水工程输水管道沿线村镇共约38万人的生活用水。近年来由于大沙河水库周边人类生活、生产经营活动日益频繁,水库库区以及集雨区范围内化肥农药用量增加,大型禽畜养殖场陆续出现,污染物随地表径流直接排入水库,导致水库水质出现富营养化趋势等问题,影响供水安全。本论文以地理信息系统（GIS）和地表水模拟软件（SMS）为基础,对大沙河水库水污染控制进行研究,主要研究内容和结论如下:1)利用ArcGIS建立大沙河水库范围内的地理空间数据库。利用GIS建立的地理空间数据库对大沙河水库周边地形、水系、排污口、监测点和污染分布数据进行直观地展现,能够对200米范围和集雨区范围内的污染源进行查询和管理。2)运用二维水动力模型RMA2和二维水质模型RMA4,对大沙河水库水质进行模拟仿真研究。通过敏感性分析、合理性分析等方法,率定了水库水动力和水质模型参数,建立了适用于大沙河水库的水质模型,该模型能够很好地模拟大沙河水库不同水文情势下污染物输移、扩散规律。3)以水质模拟得出的入库污染物浓度-取水口水质响应关系为基础,利用ArcGIS的二次开发,建立大沙河水库的水质模拟分析系统和预警系统。运用RMA2和RMA4对环境污染事件进行直观准确的追踪,分析突发性水污染事件对大沙河水库取水口水质影响范围、影响程度、持续时间等,为大沙河水库的水质预警、保证供水安全提供了科学依据。4)运用水质模型,计算出各入库支流污染物最大允许排放浓度和负荷总量。以枯水期时总氮浓度为例,计算出各入库支流的最大负荷浓度,并按比例赋给不同支流以不同的最大允许排放浓度:沃江河总氮最大允许排放浓度为1.595 mg/L,富食河0.735 mg/L,双石河1.1375 mg/L,大沙河1.25 mg/L。计算了枯水期总氮最大负荷量:沃江河总氮最大负荷量为135.052kg/d、富食河为46.993 kg/d、双石河为97.297 kg/d、大沙河为354.24 kg/d。并计算了枯水期、丰水期各支流不同污染物的最大允许排放浓度与负荷总量,为污染物削减措施提供了依据。由最大允许排放浓度可知:枯水期时,同一污染物负荷浓度最大的是沃江河,双石河、大沙河次之,富食河负荷浓度最小。丰水期时,沃江河污染物负荷浓度最大,富食河、双石河、大沙河污染负荷浓度相近。由负荷总量可知:丰水期时各入库支流污染物负荷量比枯水期时大,全年污染物排放量保持不变的情况下,枯水期水质比丰水期时差。其中,富食河污染物负荷能力最差,为保证取水口水质安全,富食河允许排放的污染物最少,大沙河能够排放的污染物最多。5)运用水质模型计算出各入库支流污染物的削减量。为了保证大沙河水库取水口水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）II类水标准,根据水质模拟结果比对各入库支流污染物的监测数据,对各支流的入库污染物（总氮）进行削减。

关键词：大沙河水库;ArcGIS;SMS;水质模拟预警;污染物总量控制

学科专业：化学工程（专业学位）

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外相关研究进展

1.2.1 GIS在水资源管理中的研究

1.2.2 水质数值模型研究

1.2.3 河流、湖库的水质研究

1.2.4 大沙河水库的相关研究进展

1.3 学术构想与思路、主要研究内容及解决的关键技术

1.3.1 学术构思与思路

1.3.2 主要研究内容

1.3.3 解决的关键技术

1.4 采取的研究方法

1.5 研究目的、意义及价值

1.6 技术路线

第二章 基于GIS的信息管理

2.1 基于GIS的地理信息管理

2.2 大沙河水库地形与水系分布

2.3 排污口及监测点信息管理

2.4 面源污染信息管理

2.5 本章小结

第三章 SMS在大沙河水库水质模拟中的应用

3.1 RMA2模型

3.1.1 RMA2的基本控制方程

3.1.2 主要参数

3.2 RMA4模型

3.2.1 RMA4模型的基本方程

3.2.2 主要参数

3.3 工作流程

3.4 大沙河水库水质状况

3.5 模型运行相关数据前处理

3.5.1 地形数据

3.5.2 水位

3.5.3 流量

3.6 模型调试

3.6.1 水位问题

3.6.2 时间问题

3.7 参数敏感性分析

3.7.1 RMA2参数敏感性分析

3.7.2 RMA4参数敏感性分析

3.8 参数率定与验证

3.8.1 氨氮降解系数

3.8.2 总磷降解系数

3.8.3 总氮降解系数

3.9 污染响应关系

3.9.1 入库氨氮浓度-取水口响应关系

3.9.2 入库总氮浓度-取水口响应关系

3.9.3 入库总磷浓度-取水口响应关系

3.10 本章小结

第四章 基于GIS的水污染控制

4.1 污染分析与预警系统

4.2 应急预警

4.3 总量控制

4.3.1 最大允许排放浓度

4.3.2 日负荷量

4.4 污染物削减

4.5 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢