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长江是世界第三大河,是沿岸百万居民的生命之河。修建于长江上游的三峡大坝完工后,将发挥洪灾控制、灌溉、饮用水源、航运、娱乐以及水利发电等多重功能。同时,也可以减少火力发电造成的环境污染。另一方面,它也会连带产生很多问题,诸如,库区大片土地淹没、移民、游客量减少以及库区环境和生态破坏等一系列问题。更为重要的是,大坝建成后将形成一个巨型水库,会对长江水文条件和水质状况造成重大影响。 为全面认识三峡工程对长江水质的影响,论文进行了三峡库区重庆辖区长江水质的研究。论文主要研究区域社会经济发展,污染物排放及三峡水库的修建等因素造成的综合影响。运用U.S.EPA QUAL2E模型模拟了库区河流水质变化(局限于长江干流)。主要研究了目标年2006年库区长江中化学耗氧量(COD)和氨氮(NH3-N)这两个非持久性污染物指标的变化情况。本文采用坝前135米水位时的水文条件,研究范围确定为从涪陵到巫山长364米的重庆段库区长江并且根据行政区划把此区域划分为6个河段。 首先,论文通过收集翔实的资料,对重庆地区社会经济情况进行了调查研究,并对比分析了蓄水前与二期蓄水后丰(枯)水期长江的水文条件;其次,建立污染物排放量估算模型预测了目标年2006年本地区排入长江的污染负荷,并根据实际历史数据对预测模型参数进行修正;最后,采用QUAL2E模型模拟了库区长江水体质量,主要预测了库区长江目标年2006年的COD和NH3-N浓度。 三峡水库的蓄水使库区长江水文条件发生显著变化。河面会更宽,水深也会增加从而导致河流横断面变大。蓄水之前,涪陵河段枯水期和丰水期的横断面分别是5684 m2和12400 m2,奉节的分别为2980 m2和11300 m2;目前(二期蓄水已经完成),涪陵和奉节河段的横断面分别为12240 m2和44608 m2。水库蓄水同时也会使水体流速变缓,从而使河流的自净能力下降。蓄水前,长江涪陵段丰水期的平均流速为1.91 m/s,枯水期为0.73 m/s;万州段丰水期和枯水期的平均流速分别为1.97 m/s和0.93 m/s;在奉节段丰水期和枯水期的平均流速分别为2.18 m/s和1.56 m/s.蓄水后(135 m水位),涪陵段的水流速度为1.26 m/s at Fuling,万州段和奉节段的分别为0.43 m/s和0.32 m/s。目标年2006年之前库区长江水位保持在135米,所以水文条件会与目前的水文条件相似。 基于1998年和2001年的COD和NH3-N排放量,论文预测了2006年的这两个污染物指标的排放负荷。预测结果表明,由于库区沿江城市一批污水处理厂的建立,使这两个污染指标的污染负荷均得到控制。另外,除了万州区的NH3-N排重庆大学硕士学位论文放负荷下降以外,在其他所有的河段上两个污染物指标排放负荷均会增加。 论文采用了QUALZE模型参数的默认值,没有考虑气候条件,在稳态条件下运行模型。届时整个研究河段上,COD浓度将随着水流方向逐渐增加,最上游河段涪陵段为14.slm叭,最下游河段奉节段为16.38m叭。对于NH3一而言,变化规律基本相似,也是随着水流方向逐渐增加,最上游河段涪陵段为0.33 mg/L,最下游河段奉节段为0.76 mg/L。模拟结果表明,目标年涪陵段COD浓度能满足国家地表水环境质量n级标准,其他河段能满足m级标准;对于NH3一,涪陵、丰都和忠县河段能够满足n级标准,而万州、云阳和奉节河段只能满足111级标准。 本文也模拟了相同水利条件的2010年的排放负荷,以及COD和NH3一浓度。预测表明,随污染负荷的增加,水质将进一步恶化,COD基本达到极限浓度,而NH3一则超过了m类水质标准。因此,进一步控制污染,尤其是面源污染是非常重要的。