天津市降雨径流对海河干流水质的影响研究

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1、天津市降雨径流对海河干流水质的影响研究StudyontheEffectsofRainfall-runoffontheWaterQualityintheHaiheMainstreaminTianjin工程领域：水利工程作者姓名：许淑敏指导教师：孙冬梅副教授企业导师：张明进副研究员天津大学建筑工程学院二零一七年十一月摘要海河作为天津市的母亲河，具有行洪、航运、景观等作用，但其水体中污染物浓度往往会超过Ⅴ类水标准，尤其汛期受降雨径流影响，污染物浓度更会迅速增加，引起水质恶化，污染情况不容乐观。为了促进天津市的和谐发展，

2、必须重视水污染治理。降雨径流污染是水体污染的重要因素，本文主要对如何改善汛期水质进行研究。首先为了得到不同重现期暴雨条件下的径流量和污染负荷量，本文建立了天津市SWMM模型；然后为了得到相应的河道水质变化情况，本文利用MIKE11建立了三河（北运河、子牙河、海河）的一维水动力水质模型。论文的主要研究内容和成果如下：（1）采用适线法求得1年一遇、2年一遇、3年一遇和5年一遇条件下的24h暴雨量的设计值，再根据《天津市暴雨图集》中24h雨量分配过程，将不同重现期下的设计暴雨量转化为暴雨过程。利用SWMM模型模拟计算在

3、不同重现期暴雨条件下，沿河各个排放口的径流量以及各污染物量。（2）利用MIKE11建立研究河段的一维水动力水质模型，并将由SWMM模型计算得到的径流量和污染物量作为旁侧入流耦合到水动力水质模型，进行现状条件下河道汇流及自净模拟，将三岔口至二道闸段的污染物平均浓度作为衡量水质变化的指标。（3）针对现状条件下河道水质污染情况，提出三种水质改善措施，并利用一维水动力水质模型分别模拟不同措施下的水质情况。综合对比可知，当采取污水处理厂进行降污处理时，不同重现期条件下对河道水体的降污效果比较有限；当采取独流减河湿地进行降污

4、处理时，降污效果随着重现期的增大而增强，而且对TN和TP的降污效果明显好于COD；当采取引滦调水进行降污处理时，降污效果随着重现期的增大而减弱。关键词：降雨径流污染，设计暴雨，一维水动力水质模型，降污措施IABSTRACTHaiheRiveristhemotherriverofTianjin,playinganimportantroleindrainingflood,shipping,landscape,andsoon.ButpollutantconcentrationsareusuallyovertheⅤwat

5、erqualitystandard,andthewaterqualityisevenworse,especiallyinthefloodseason.Therefore,waterpollutioncontrolmustbecarried.Oneoffactorsresultinginwaterpollutionisrainfall-runoff.ThepurposeofthisstudyishowtoimprovethewaterqualityinHaiheRiverinthefloodseason.Inord

6、ertoobtainthevolumeofrunoffandpollutionload,theSWMMmodelwasbuilt;InordertosimulatethewaterqualityinHaiheRiver,theone-dimensionalhydrodynamicandwaterqualitymodelwasbuiltbasedonMIKE11.Themaincontentsandachievementsareasfollows:(1)P-Ⅲcurvewasusedtoobtain24hrains

7、tormwithareturnperiodof1,2,3and5years.AndtherainstormprocesswasobtainedbasedonTianjinrainstormatlas.ThenthevolumeofrunoffandpollutantswasgotbySWMMmodel.(2)Theone-dimensionalhydrodynamicandwaterqualitymodelwasbuiltbyMIKE11,andtheoutputofSWMMwasinputintothemode

8、laslateralinflow.Theaveragepollutantconcentrationwasusedastheindextoshowwater-qualityvariation.(3)Threemeasureswereusedtoimprovethewaterquality,andtheone-dimensionalhydrodynamicandwaterqu