基于水龄的陈行水库流场特征分析

• Published in: 净水技术 Vol. 42; no. 3; pp. 60 - 119
• Main Authors: 陈思绪, 崔婧嫄, 黄熠丽, 张海平
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 同济大学环境科学与工程学院,上海 200092 2023
• Subjects: MIKE; 颗粒追踪; 水龄; 流场特征; 陈行水库; 21
• ISSN: 1009-0177
• DOI: 10.15890/j.cnki.jsjs.2023.03.007

TU991; 水龄能够指示湖库内部各水域的水体更新效率,是反映湖库流场特征的重要指标之一.文中以陈行水库为研究对象,在构建库区二维水动力水质模型基础上,应用拉格朗日颗粒追踪法,分析不同情景下库区流速流向和水龄的空间分布特征,并基于库区氯化物浓度分布特征初步探究了水龄与水质的关系.结果表明:吞吐流决定了陈行水库库区的环流形状与方向,当入库流量从 10 m3/s增加至20 m3/s时,全库平均流速提升至1.5 倍,平均水龄从1.20 d缩短至0.92 d,表明水龄与入库流量之间不呈现简单的线性关系;库区大部分区域对进水的响应时间明显缩短,但西南沿岸区域的水龄始终超过 1.50 d.不同风向下,库区环流规模以及水龄分布规律均呈现异质性.相对于静风情景,东南风驱动下的环流规模向西北方向压缩,库区西南侧局部区域出现新的滞水区,全库平均水龄延长约 1 倍;西北风则可显著降低库区西侧的水龄,水龄高值区出现在库区东北侧.库区氯化物浓度与水龄分布趋势整体相反,代表性点位的水龄与氯化物浓度呈现显著的负相关关系,表明水龄可有效解释库区氯化物浓度的空间分布特征,对氯化物等保守性物质在库区的迁移扩散过程具有较好表征作用.研究结果可深化对陈行水库流场特征的认识,为水库的水质管理提供支撑,同时也可为湖库流场研究提供新的思路.