袁冬冬

(安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230088)

實(shí)際工作中,一般多依據(jù)河流水質(zhì)實(shí)測數(shù)據(jù),采用經(jīng)典1維穩(wěn)態(tài)水質(zhì)模型進(jìn)行的參數(shù)求解;在河流水質(zhì)模型中,地下水補(bǔ)給作用相當(dāng)于一個(gè)入河線源,借助文獻(xiàn)[1]、[2]的研究成果,討論線源對河流水質(zhì)模型及模型參數(shù)求算的影響。

1 基礎(chǔ)水質(zhì)模型

(1)

其中,x是計(jì)算點(diǎn)至初始斷面的距離/m,v為水流流速(m/s)。

式(1),所描述的溶質(zhì)濃度沿河衰減方程,被廣泛應(yīng)用于中小河流水質(zhì)計(jì)算中。

2 線源影響下的水質(zhì)模型

根據(jù)文獻(xiàn)[1]、[2]的研究方法,在入河線源影響下再,增加2個(gè)假設(shè)條件:④ 入河線源的入河水量為q(一般規(guī)定,入河水量相當(dāng)于地下水被給河流水量,在模型中為正;入河水量q,按單寬流量處理,m3/s.km;);⑤ 入河線源在入河流時(shí)的水質(zhì)濃度cg(mg/L),沿河處處相等且不隨時(shí)間變化。這樣在基礎(chǔ)水質(zhì)模型條件上,形成的② ～⑤ 條件組合,則是在入河線源影響下的一維河流水質(zhì)模型。

入河線源沿途持續(xù)補(bǔ)給,在河流斷面x處的河水流量已變?yōu)镼+qx;如無入河線源影響,則在河流斷面x處的溶質(zhì)通量Ws=Q×cs(x)。在入河線源作用的影響下,斷面x處的河水實(shí)際水質(zhì)濃度為c(x);由混合稀釋模型,有:

(2)

式(2)就是在入河線源作用下,河流水質(zhì)濃度沿河變化的計(jì)算公式。應(yīng)指出,式(2)是以原河流水質(zhì)一維穩(wěn)態(tài)移流模型為基礎(chǔ),考慮了入河線源補(bǔ)給河流后的衰減作用,通過迭加、混合所獲得的;根據(jù)文獻(xiàn)[1]、[2],(2)式是一種新的穩(wěn)態(tài)移流公式。

3 入河線源的影響分析

3.1 入河水量影響的計(jì)算方法

入河線源對河流溶質(zhì)衰減過程的影響,可借助入河線源濃度為零時(shí)(Cg0=0)的規(guī)律來反映。入河線源入河水量的大小,可由α來體現(xiàn);a=qx/(Q+qx)。

不考慮入河線源影響的條件下,直接利用初始斷面的水量、流速、水質(zhì)濃度,采用式(1)計(jì)算,其計(jì)算值記為k※;在線源入河水量影響下,利用式(2)可計(jì)算出k。

由此,形成的計(jì)算誤差為Δk, Δk=k-k*:

(3)

3.2 實(shí)例分析

長河屬長江一級支流,以長河上游一支流店前河為例。該河,位于岳西縣境內(nèi),屬山區(qū)河流。自店前鎮(zhèn)至下游周家河水文站,河流干流長約10km;在95%的干旱年份流量最小月份(2008-01月),店前鎮(zhèn)處流量為2.16 m3/s,基流量約0.01m3/s.km;

由上述基礎(chǔ)數(shù)據(jù),基流入河強(qiáng)度為q=0.21m3/s.km;則,α=1.32×10-3km-1;由式(3),Δk=4.4×10-3d-1。k(CODmn、氨氮)的實(shí)驗(yàn)值多為1.0×10-2～2.0×10-2d-1,這就意味著用式(1)計(jì)算k,將產(chǎn)生44.0%～22.0%的相對誤差。

4 結(jié)束語

在上述研究入河線源對河流水質(zhì)運(yùn)移的影響過程中,形成如下認(rèn)識:① 在入河線源不可忽略的條件下,是否較準(zhǔn)確地認(rèn)識入河線源作用,對河流水質(zhì)模型的應(yīng)用質(zhì)量,可能形成明顯影響;② 入河線源,在使河道水量變大進(jìn)而對河道水質(zhì)起到稀釋作用的同時(shí),入河地下水體中的水質(zhì)濃度也將發(fā)生衰減;這兩者的共同作用,不等于兩者獨(dú)立作用過程的簡單疊加。