（環(huán)境工程專業(yè)論文）鄱陽湖老爺廟湖口段水質(zhì)預(yù)測研究.pdf

摘要 摘要 w ii i h i i hiiip y 2 1 4 16 6 3 鄱陽湖是中國第一大淡水湖泊 也是國際重要濕地 是長江干流重要的調(diào) 蓄性湖泊 年均入江水量約占長江徑流量的1 5 6 鄱陽湖水量 水質(zhì)的持續(xù)穩(wěn) 定 直接關(guān)系到鄱陽湖周邊乃至長江中下游地區(qū)的用水安全 隨著社會經(jīng)濟(jì)的 發(fā)展 鄱陽湖的外來污染加重 水質(zhì)惡化和富營養(yǎng)化趨勢加劇 水環(huán)境污染問 題越來越被人們重視 本文對目前廣泛應(yīng)用的幾種水質(zhì)模型進(jìn)行了比較分析 最后根據(jù)鄱陽湖老 爺廟 湖口段的具體情況選用w a s p 水質(zhì)預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測研究 w a s p 模型是 由美國國家環(huán)保局開發(fā)的 可以對自然和人為污染造成的各種水質(zhì)狀況在時間 與空間上的變化進(jìn)行預(yù)測 從而為水質(zhì)污染控制規(guī)劃及管理提供服務(wù) 本文對 全英文的w a s p 7 3 程序進(jìn)行了應(yīng)用開發(fā)研究 首先在對鄱陽湖流域水文特征 水質(zhì)資料以及污染源分布等資料收集 調(diào) 查的基礎(chǔ)上 對鄱陽湖的水環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀進(jìn)行簡要地分析 通過2 0 0 9 年鄱陽湖 水質(zhì)實測數(shù)據(jù) 進(jìn)行模型所需各項參數(shù)的率定 再用2 0 0 0 2 0 0 8 年及2 0 1 0 年的 實測數(shù)據(jù)對模擬結(jié)果進(jìn)行模型的驗證分析 最后使用w a s p 模型對2 0 1 4 年鄱陽 湖老爺廟一湖口段水域豐 平 枯三期的水質(zhì)狀況進(jìn)行了預(yù)測 預(yù)測結(jié)果為 在設(shè)定的預(yù)測條件下 2 0 1 4 年研究區(qū)域豐 平 枯三期d o b o d 5 及n h 3 n 這 三個指標(biāo)均可達(dá)到i i 類水體標(biāo)準(zhǔn)以上 前提是必須保證b o d 5 和n h 3 n 的排放 量分別在2 8 3 0 6 9 k g d 和5 8 1 3 5 k g d 以內(nèi) 關(guān)鍵詞 w a s p 模型 鄱陽湖 老爺廟 湖口段 水質(zhì)預(yù)測 a b s t r a c t a b s t r a c t p o y a n gl a k ei st h el a r g e s tf r e s h w a t e rl a k ei nc h i n a a n di s a l s oa l li m p o r t a n t w e t l a n di nt h ew o r l d i ti sar e g u l a t i o na n ds t o r a g el a k eo ft h em a i ns t r e a m si n y a n g t z er i v e r w h o s ey e a r l ya v e r a g ew a t e ri n f l o wa c c o u n t sf o ra b o u t l 5 6 o ft h e r t m o f fo fy a n g t z er i v e r t h eq u a l i t ya n dq u a n t i t yo fp o y a n gl a k er e m a i n i n g s u s t a i n e da n ds t a b l ed i r e c t l yr e l a t e st ot h ew a t e rs e c u r i t yo fp e r i p h e r a la n dm i d d l ea n d l o w e rr e a c h e so fy a n g t z er i v e r w i t ht h ed e v e l o p m e n to fs o c i e t ya n de c o n o m y p o y a n gl a k e se x t e r n a lp o l l u t i o na g g r a v a t e s a n d s od o e st h e t e n d e n c yo ft h e d e t e r i o r a t i o na n de u t r o p h i c a t i o no fw a t e rq u a l i t y t h ew a t e re n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n q u e s t i o ni sm o r ea n d m o r et a k e nb yt h ep e o p l e t h i sa r t i c l eh a sc a r r i e do nt h ec o m p a r a t i v ea n a l y s i so ft h ep r e s e n tw i d e l yu s e d s e v e r a lw a t e rq u a l i t ym o d e l f i n a l l ys e l e c t st h ew a s pw a t e rq u a l i t yf o r e c a s tm o d e l a c c o r d i n gt ot h es p e c i f i cc i r c u m s t a n c e so ft h em a s t e rt e m p l e h u k o ws e c t i o ni n p o y a n gl a k et oc o n d u c tt h ef o r e c a s tr e s e a r c h t h ew a s p m o d e li sd e v e l o p e db yu s e n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n a g e n c nw h i c hc a np r e d i c t t h ev a r i o u sw a t e rq u a l i t y c o n d i t i o n si nt h ec h a n g e so ft i m ea n ds p a c ec a u s e db yn a t u r a la n dm a i l m a d e p o l l u t i o n s ot h a ti tc a l lp r o v i d es e r v i c e st ot h ec o n t r o lp l a n n i n ga n dm a n a g e m e n to f w a t e rp o l l u t i o n t h i sa r t i c l eh a sc o n d u c t e dt h ea p p l i c a t i o nd e v e l o p m e n tr e s e a r c ht o e n g l i s he d i t i o nw a s p 7 3p r o c e d u r e o nt h ef o u n d a t i o no fc o l l e c t i n ga n di n v e s t i g a t i n gt h eh y d r o l o g i c a lc h a r a c t e r i s t i c s a n dw a t e rq u a l i t yd a t aa n dt h ed i s t r i b u t i o no fp o l l u t i o ns o u r c e so ft h ep o y a n gl a k e r i v e rb a s i n t h ea u t h o rb r i e f l ya n a l y z e dt h ep r e s e n ts i t u a t i o no fw a t e re n v i r o n m e n ti n p o y a n gl a k e c a r r i e do nt ot h ec a l i b r a t i o no fm o d e ln e e d e dp a r a m e t e r sb yt h e m e a s u r e dd a t ao fp o y a n gl a k ew a t e rq u a l i t yi n2 0 0 9 v e r i f i e da n da n a l y z e dt h er e s u l t o fs i m u l a t i o nt h r o u g ht h em e a s u r e dd a t af r o m2 0 0 0 2 0 0 8a n d2 010 a n df i n a l l y c a r r i e do nt h ef o r e c a s tf o r 舭w a t e rq u a l i t yc o n d i t i o ni na b u n d a n t f l a t a n dd r y p e r i o d so fm a s t e rt e m p l e h u k o ws e c t i o n t h ef o r e c a s t i n gr e s u l ti s u n d e rt h e h y p o t h e s i sf o r e c a s tc o n d i t i o n d o b o d 5a n dn h s nt h r e et a r g e t so fa b u n d a n t f l a t a n dd r yp e r i o d si ns t u d i e da r e ao f2 014 m a ya c h i e v ea b o v ei ik i n do fw a t e rb o d y i i i a b s t r a c t s t a n d a r d t h ep r e m i s ei st og u a r a n t e et h a tt h ee m i s s i o n so fb o d 5a n dt h en h 3 nc a l l b ec o n t r o l l e di n2 8 3 0 6 9 k g da n d5 8 1 3 5 k g d k e yw o r d s w a s pm o d e l p o y a n gl a k e t e m p l e h u k o ws e c t i o n w a t e rq u a l i t y f o r e c a s t i v 笙 童堡迨 一一 第1 章緒論 1 1 研究的背景及意義 世界湖泊總水量約1 7 萬多立方千米 其中淡水部分約占5 2 約為全球淡 水儲量的0 2 6 有人類記載以來 湖泊就是人們賴以生存之地 具有無可替 代的生態(tài)服務(wù)功能 對整個世界的生態(tài)安全具有舉足輕重的作用 我國湖泊眾多 共有湖泊2 7 0 0 多個 然而隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展 人們 對湖泊資源的不合理的開發(fā)利用和大量污染物的排放 使得湖泊面臨的污染問 題日益嚴(yán)峻 即水生態(tài)系統(tǒng)退化 富營養(yǎng)化加劇 2 0 1 0 年中國水資源公報的數(shù) 據(jù) 2 1 世紀(jì)初在收集近1 0 多年的水質(zhì)監(jiān)測資料的基礎(chǔ)上 對我國6 7 個主要湖 泊的水質(zhì)和富營養(yǎng)化污染狀況做出了評價 其中有8 0 以上的湖泊受到污染 i v 一劣v 類 從湖泊數(shù)量上來看已經(jīng)有近3 4 的湖泊達(dá)到富營養(yǎng)的程度 這表明當(dāng) 前我國湖泊水質(zhì)污染問題已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)峻 對富營養(yǎng)化湖泊的治理工作已經(jīng)迫在 眉睫 鄱陽湖是我國第一大淡水湖 也是中國第二大湖 僅次于青海湖 鄱陽湖 南北長1 7 3 公里 東西最寬處達(dá)7 4 公里 湖體面積3 5 8 3 平方公里 平均水深 8 4 米 最深處2 5 1 米左右 容積約2 7 0 多億立方米 鄱陽湖是一個季節(jié)性 吞 吐型的湖泊 它承接贛江 撫河 信江 饒河 修河五大河來水 經(jīng)調(diào)蓄由湖 口注入長江 每年流入長江的水量超過黃河 淮河 海河三大河水量的總和 在中國的四大淡水湖泊中 鄱陽湖曾被認(rèn)為是唯一沒有出現(xiàn)富營養(yǎng)化的湖泊 有著中國 最后一盆清水 之譽(yù) 然而江西省水資源公報的數(shù)據(jù)表明 2 0 0 1 年 鄱陽湖水質(zhì)優(yōu)于 類的評價斷面占八成 低于i 類的占兩成 但到了2 0 0 6 年 鄱陽湖水全年優(yōu)于 類的不到六成 屬于i i i 類的有兩成多 劣于i 類的則逼近 兩成 據(jù)水利部統(tǒng)計 2 0 0 6 年 鄱陽湖已經(jīng)從整體上呈現(xiàn)出中度營養(yǎng)化的狀態(tài) 2 0 0 7 年 國務(wù)院總理溫家寶作出批示要求 維護(hù)鄱陽湖一湖清水 據(jù) 鄱陽湖 水質(zhì)水量動態(tài)監(jiān)測通報 顯示 鄱陽湖水質(zhì)污染2 0 0 7 年仍在進(jìn)一步加劇 0 7 年 1 2 月 隨著鄱陽湖水位創(chuàng)歷史新低 湖體自凈能力顯著下降 注入長江的出湖 水質(zhì)已成為重度污染的v 類水 據(jù) 2 0 0 9 江西省水資源公報 對鄱陽湖長5 4 3 5 公里水系進(jìn)行評價 i 類水質(zhì)站9 0 o 其中 類占2 0 4 劣于 類占1 0 第1 章緒論 其中劣v 類河長2 0 1 公里 占3 7 比0 8 年評價河長增加了3 8 公里 可見鄱 陽湖的水質(zhì)仍在下降 研究鄱陽湖水質(zhì)保護(hù)的課題很有必要 水質(zhì)模擬預(yù)測是我們進(jìn)行合理的水環(huán)境規(guī)劃管理 保證水污染綜合防治順 利實現(xiàn)的基礎(chǔ) 具有重要的意義 目前 無論是在制定水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)或確 定水體各排污口容許的排污量 還是對突發(fā)性或連續(xù)性排污行為進(jìn)行評價或?qū)?開發(fā)建設(shè)工程項目進(jìn)行環(huán)境影響預(yù)測 都將涉及到水質(zhì)時空變化的問題 也即 需要解決水質(zhì)的定量預(yù)測問題 因此水質(zhì)模擬預(yù)測已經(jīng)成為廣受工作者關(guān)注的 重要課題 l j 鄱陽湖老爺廟一湖口段即鄱陽湖的北湖區(qū) 也是進(jìn)入長江的主航道 主航道 的水質(zhì)情況會對長江的水質(zhì)造成直接的影響 本文在對近幾年北湖水質(zhì)監(jiān)測數(shù) 據(jù)進(jìn)行收集的基礎(chǔ)上 結(jié)合該湖段的水環(huán)境特點和實際情況對其進(jìn)行水質(zhì)預(yù)測 了解其水質(zhì)的變化情況 為鄱陽湖和長江九江段的水環(huán)境規(guī)劃和管理提供了一 定的科學(xué)依據(jù) 2 1 2 水質(zhì)模型研究概述 1 2 1 水質(zhì)模型的建立 第一步 概念化 這一步的主要內(nèi)容是選擇變量 掌握變量如何變化及變 量間的相互作用 一個模型只能選擇表達(dá)其主要特征的變量 盡量使模型簡單 第二步 模型性質(zhì) 包括模型的穩(wěn)定性與靈敏性 如果模型中參數(shù)的變化 對模型得出的結(jié)果影響不夠靈敏 或者結(jié)果不令人滿意則應(yīng)考慮重新選擇變量 第三步 參數(shù)的率定 參數(shù)即數(shù)學(xué)模型中的常數(shù) 這些參數(shù)必須用有關(guān)數(shù) 據(jù)來確定 如果參數(shù)估值不合適 則必須重新選擇 第四步 模型的驗證 模型參數(shù)確定之后 模型還不具備使用性 必須用 一套觀測數(shù)據(jù)來檢驗?zāi)Ｐ褪欠癯闪?如果檢n g 有較滿意的結(jié)果則模型的預(yù)測 成立 否則要重新進(jìn)行參數(shù)的估值 第五步 模型的應(yīng)用 建立模型的目的是預(yù)測水質(zhì) 控制水質(zhì) 提高水環(huán) 境質(zhì)量 如果模型能成功地運(yùn)用則說明我們建立水質(zhì)模型的方法是滿意的 2 笙 童笪笙 一 一 圖1 1 水質(zhì)數(shù)學(xué)模型建立的步驟 1 2 2 水質(zhì)模型的分類 在應(yīng)用模型進(jìn)行水質(zhì)預(yù)測時 首先要根據(jù)模型的內(nèi)容和特點來進(jìn)行模型的 選擇 一般而言 復(fù)雜的模型更能反映客觀情況 但確定模型所需要的參數(shù)和 信息量就更多 各種模型都有其適用的條件 我們應(yīng)根據(jù)實際的需要 可依據(jù) 的數(shù)據(jù)信息和模型的復(fù)雜程度綜合考慮選擇適當(dāng)?shù)哪Ｐ?通常按模型的時間相關(guān)性 空間維數(shù)和數(shù)學(xué)方程的特征及確定狀態(tài)等因數(shù) 水質(zhì)模型分為以下幾類 1 按模型中的變量的隨機(jī)性可把模型分為確定性和隨機(jī)性水質(zhì)模型 對 于一組既定的輸入條件 如水流速度 水位 污染情況等 確定性模型可以輸出 一組對應(yīng)的確定值 而隨機(jī)模型 其輸入的數(shù)據(jù)和特性都是隨機(jī)的 輸出的數(shù) 據(jù)也具有隨機(jī)性 所以其結(jié)果不穩(wěn)定 3 箜羹磊纛 第1 章緒論 2 按模型中是否包含時間變量 分為穩(wěn)態(tài)模型和動態(tài)模型 在穩(wěn)態(tài)模型 中水流運(yùn)動要素和系統(tǒng)的輸入都不隨時間發(fā)生變化 而動態(tài)模型中 水流是非 恒定流 不管輸入是否發(fā)生變化 系統(tǒng)內(nèi)成分都會隨時間發(fā)生變化 而介于二 者之間還有一種準(zhǔn)動態(tài)模型 3 按污染物在水中的遷移轉(zhuǎn)化過程可分為擴(kuò)散模型 移流模型和移流擴(kuò) 散模型 水中物質(zhì)的運(yùn)動主要包括隨流傳輸轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散兩個過程 當(dāng)移流作用 占主導(dǎo)地位時 可忽略擴(kuò)散的影響 這樣的模型稱為移流模型 反之 只考慮 擴(kuò)散的作用時稱為擴(kuò)散模型 如果兩者都考慮時模型就變?yōu)橐屏鲾U(kuò)散模型 4 按反應(yīng)動力學(xué)的性質(zhì)劃分 可分為純反應(yīng)模型 純輸移模型 輸移模 型及生態(tài)模型 純反應(yīng)模型指的是水系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)為非穩(wěn)定性物質(zhì)只發(fā)生生物化 學(xué)反應(yīng) 而純輸移模型是指水環(huán)境內(nèi)物質(zhì)為不隨時間變化的物質(zhì) 只隨水流作 機(jī)械運(yùn)動 介于二者之間的既有輸移 又發(fā)生生化反應(yīng)的則為輸移模型 既考 慮生物過程又要考慮水的輸移現(xiàn)象和水質(zhì)的變化的模型稱為生態(tài)模型 1 2 3 水質(zhì)模型的發(fā)展現(xiàn)狀 水質(zhì)模型是用數(shù)學(xué)的語言把水體污染過程中的物理 化學(xué) 生物生態(tài)及生 物化學(xué)之間的內(nèi)在規(guī)律及相互聯(lián)系描述出來 水質(zhì)模型是進(jìn)行水環(huán)境分析和水 質(zhì)預(yù)測的重要的工具 在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域有著不可替代的作用 最早的水質(zhì)模型是氧平衡模型 1 9 2 5 年 美國的兩位工程師s t r e e t e r 和p h e l p s 在對o h i o 河流污染源及其對生活用水造成的影響中 提出了氧平衡方程的最初 形式 即s t r e e t e r p h e l p s 水質(zhì)模型 簡稱s p 模型 f 3 該模型認(rèn)為 河流的自 凈存在兩個相反的過程 一方面有機(jī)物在水中發(fā)生氧化 消耗水中的溶解氧 另一方面大氣中的氧不斷進(jìn)入水體 溶氧速率與虧氧量成正比 在兩個過程的 共同作用下 水中的溶解氧達(dá)到平衡 到2 0 世紀(jì)中期 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和人們對環(huán)境保護(hù)和污染控制認(rèn)識 進(jìn)一步加深 水質(zhì)模型的研究得到很大發(fā)展 5 0 年代 對s p 模型進(jìn)行了改進(jìn) 考慮b o d 和d o 耦合的雙線性模型 而到了6 0 年代 隨著人們對生物化學(xué)機(jī) 理理解的進(jìn)一步深入 模型中考慮了b o d d o 有機(jī)氮 氨氮 硝酸鹽氮和亞 硝酸鹽氮等因素 模型結(jié)構(gòu)擴(kuò)展為多線性結(jié)構(gòu) 是一維和二維模型 如o c o n n e r 模型 同時也出現(xiàn)了一些隨機(jī)水質(zhì)模型 如d o b b i n s 模型 他在s p 模型的基礎(chǔ) 之上考慮了氮化物和底泥的因素 在此基礎(chǔ)之上 g r e e n e y 研制出了美國環(huán)保局 4 一 蔓 童 堡笙一 一一 推薦使用的q u a l i i 河流有機(jī)污染綜合水質(zhì)模型m 該模型包含了1 3 個狀態(tài) 變量并應(yīng)從了差分法求解和計算機(jī)程序 現(xiàn)在仍被并廣泛應(yīng)用于河流水質(zhì)預(yù)測 和水質(zhì)規(guī)劃中 2 0 世紀(jì)8 0 年代興起了形態(tài)模型 這是一種研究重金屬污染物的模型 目前 還不是很成熟 沒有廣泛應(yīng)用 1 9 8 5 年c o h e n 正式提出了多介質(zhì)環(huán)境綜合生態(tài) 系統(tǒng)模型 此模型采用逸度閣的概念 大大簡化了計算的工作a 在我國 水質(zhì)模型的研究起步較晚 但在學(xué)習(xí)國外先進(jìn)經(jīng)驗的基礎(chǔ)上有較 快發(fā)展 尤其是在有機(jī)污染物水質(zhì)模型理化參數(shù)測定和計算及水環(huán)境有機(jī)污染 非確定性分析和水流水質(zhì)變化耦合求解方面都有較大的發(fā)展 我國湖泊水質(zhì)的 模擬研究主要集中在滇池 太湖 東湖 巢湖這些富營養(yǎng)化較嚴(yán)重的湖泊 其 中對太湖的研究成功的應(yīng)用了很多模型 例如 太湖藻類生長模擬 鳳眼蓮對 太湖生物一物理工程實驗區(qū)水質(zhì)影響一生態(tài)模型等 是目前我國在水質(zhì) 水動力 學(xué)和生態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)模型方面開展研究比較成功的湖泊西塒 表1 1 水質(zhì)模型發(fā)展階段劃分 劃分 研究者 劃分內(nèi)容 階段數(shù) 2 0 世紀(jì)2 0 年代中 7 0 年代初 對氧平衡的研究 一維模型 2 0 世紀(jì)7 0 年代初 8 0 年代中 水質(zhì)模型迅猛發(fā)展 出現(xiàn)了介 質(zhì)或多維模擬 及動態(tài)或形態(tài)模擬等多種模型的研究 羅定貴 9 3 2 0 世紀(jì)8 0 年代冷 水質(zhì)模型的研究得以完善 深入和廣泛 應(yīng)用 有多介質(zhì)模型 q u a l 模型 動態(tài)w a s p 模型 二維動態(tài) 模型c e q u a l w 2 等 考慮水質(zhì)模型與面源模型的對接 模糊數(shù) 學(xué) 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 3 s 技術(shù)等引入水質(zhì)模型研究 1 9 2 5 1 9 6 5 年 提出b o d d o 模型 對河流河口水質(zhì)進(jìn) 行 維模擬 1 9 6 5 1 9 7 0 年 由一維發(fā)展到二維 模擬海 馮民權(quán) 1 o 4 口和湖泊水質(zhì) 1 9 7 0 1 9 7 5 年 非線性系統(tǒng)模型涉及到浮 游動植物系統(tǒng)和營養(yǎng)物質(zhì) 1 9 7 5 今 多種相互作用的系 統(tǒng) 維 模型變量的數(shù)目大增 非確定性模擬預(yù)測 1 9 2 5 1 9 8 0 年 研究對象僅是水體水質(zhì)本身 模型發(fā)展開 于點源 1 9 8 0 1 9 9 5 年 增多了水質(zhì)組分種類 將水動力 雒文生1 1 1 1 3 模型納入多維模型系統(tǒng) 底泥等作用被納入模型內(nèi)部 面污染源被連入初始輸入 1 9 9 5 年 今 大氣污染模型開 始研究 可對來自流域的負(fù)荷進(jìn)行評估 研究領(lǐng)域增大 1 2 4 水質(zhì)模型的發(fā)展趨勢 2 1 6 i 在研究模型進(jìn)展的基礎(chǔ)上我們可以得出水質(zhì)模型的發(fā)展趨勢 總結(jié)如下幾 點 5 第1 蘋緒論 一 一 1 模型不確定性的研究 因為水環(huán)境具有很大的隨機(jī)性和偶然性 所以會導(dǎo)致水質(zhì)模型的輸出結(jié)果 具有很大的不確定性 為了提高模型輸出結(jié)果的可靠性 對模型進(jìn)行不確定性 研究 顯得很有必要 a n d r e w sk a k y i 對模型中的不確定因素進(jìn)行了分析 污 染物的排放量及河流所在背景值的不確定性 確定模型參數(shù)所需要的水質(zhì)資 料的不充分性 對污染物輸移過程的簡化缺乏具體的理論依據(jù) m i c h a e l 等人 運(yùn)用貝葉斯蒙特卡羅不確定性分析的方法來預(yù)測地下水流量的不確定性和污染 物轉(zhuǎn)移的不確定性 總之 對模型不確定性的研究是當(dāng)前和今后水質(zhì)模型研究 的前景之一 2 模糊數(shù)學(xué)在水質(zhì)模型中的應(yīng)用 在水溫環(huán)境存在很大隨機(jī)性的前提下 要對某個量進(jìn)行定量分析是有很大 難度的 另外 水質(zhì)的變化是連續(xù)的而水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中污染物濃度卻是不連續(xù)表示 的 為了解決這一問題 模糊數(shù)學(xué)的概念在水環(huán)境的研究中得到了應(yīng)用 y i n 等 人的模糊關(guān)系分析模型與其他的不確知情況下影響評價的方法相比具有明顯的 優(yōu)勢 d e n g r e n 等人的污染負(fù)荷分配的模糊模型能夠提供可行的方案 如何把模 糊數(shù)學(xué)的理論進(jìn)一步運(yùn)用在水質(zhì)模型的研究上 還有待環(huán)境和數(shù)學(xué)工作者們進(jìn) 一步研究 3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 1 7 與水質(zhì)模型相結(jié)合 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k 簡稱a n n 具有模擬人的形象思 維的能力 是人腦的某種抽象 簡化和模擬 并且有自學(xué)習(xí) 自適應(yīng) 自組織 和概括 非線性映射 并行處理多變量系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合等特點 所以在各學(xué)科得 到了廣泛應(yīng)用如水文 地質(zhì) 氣候等 近年來 a n n 在水質(zhì)模型方面的應(yīng)用得 到了很大進(jìn)展 m a r i n a 等人 1 8 運(yùn)用a n n 來預(yù)測河流枯水期的流量 t r n e e l a k a n t a n 等人 1 9 l 運(yùn)用a n n 建立了水庫運(yùn)行的模擬優(yōu)化模型 在國內(nèi) 郭勁松等人 z 0 1 在研究長江干流重慶段時 引入了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法 開發(fā)了 b o d d o 耦合b p 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)水質(zhì)模型 達(dá)到了很好的預(yù)測效果 人工神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)即可以對水質(zhì)進(jìn)行模擬預(yù)測 還可以用來進(jìn)行水系模擬誤差的更新以提高精 度 4 地理信息系統(tǒng)與水質(zhì)模型相結(jié)合 地理信息系統(tǒng) g i s 是以測繪測量為基礎(chǔ) 以數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)儲存和使用的 數(shù)據(jù)源 以計算機(jī)編程為平臺的全球空間分析即時技術(shù) 近年來g i s 在水質(zhì)模 6 第1 章緒論 擬和環(huán)境規(guī)劃方面得到廣泛的應(yīng)用 2 l 2 2 因為水環(huán)境信息是一種空間的信息 而傳統(tǒng)表達(dá)這種信息的方式是通過一些間斷的數(shù)據(jù)表格 應(yīng)用g i s 技術(shù)可以把 這些表格數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成連續(xù)的形象的圖形圖像 還可以運(yùn)用g i s 更合理的進(jìn)行相 對應(yīng)流域的環(huán)境規(guī)劃和管理 所以 將g i s 技術(shù)運(yùn)用于水環(huán)境污染模擬 預(yù)測 和規(guī)劃管理是今后要研究的重要課題 1 2 5 常用水質(zhì)模型簡介 1 q u a l i i 2 3 2 5 q u a l i i 模型是美國環(huán)保局于1 9 7 3 年開發(fā)出的綜合河流水質(zhì)模型 此模型 可按照需要以任意方式來組合模擬1 5 種水質(zhì)參數(shù) 其中包括 生化需氧量 溶 解氧 葉綠素a 藻類 溫度 氨氮 亞硝酸氮 大腸桿菌和可溶性磷 此模型 還可應(yīng)用于既有干流又有支流的均勻河段 按該模型的理論 物質(zhì)在河流中的 主要遷移的主要方式為平移和彌散 且遷移只發(fā)生在河道的縱軸方向 因此 模型為一維水質(zhì)綜合模型 并且此模型還可用來計算同時有多個排放口 且有 支流流入和流出的河流系統(tǒng) 它的基本方程是平移一彌散質(zhì)量遷移方程 對于任 意一個水質(zhì)組分c 方程可寫為以下形式 百am 彳 9 axdlo c 出一挈出嘏 i d c s 1 1 a缸缸 7 衍 7 其中 c 組分濃度 m g l 卜所考察的物質(zhì)質(zhì)量 r a g x 一所考察的距離 m t 時間 s a 廣距離為x 處的河流斷面的橫截面積 m 2 l 卜縱向速度 m s d r 縱向彌散系數(shù) m 2 s s 組分的外源和匯 m g l s 2 e f d c 模型口6 2 9 1 e f d c e n v i r o n m e n t a lf l u i dd y n a m i c sc o d e 模型是作為模擬湖泊 河流 河 口 水庫 濕地和海洋等地表水系統(tǒng)的三維水質(zhì)數(shù)學(xué)模型 它是由f o r t r a n 語言 編制的 最初是由佛吉尼亞吉尼亞海洋科學(xué)研究所 v i r g i n i ai n s t i t u t eo fm a r i n e 7 第1 章緒論 s c i e n c ef o re s t u a r i n ea n dc o a s t a la p p l i c a t i o n s 開發(fā)的 是一個開放式的軟件 此 后 美國國家環(huán)保署 e p a 對e f d c 模型進(jìn)行了二的開發(fā) 目前 e f d c 模型已 經(jīng)成為美國國家環(huán)保署最為推崇的模型之一 并廣泛應(yīng)用于各個大學(xué)和環(huán)境咨 詢機(jī)構(gòu) e f d c 在8 0 多個模型的研究中獲得了成功的應(yīng)用 如 水動力和水質(zhì) 模擬 沉積物模擬 模擬水庫及其流域營養(yǎng)物質(zhì)模擬預(yù)測 沼澤地及大型濕地 模擬等 e f d c 模型的結(jié)構(gòu)示意圖 其主要由三部分組成 包括水動力 水質(zhì) 泥沙及有毒污染物遷移 可以通過控制輸入文件進(jìn)行不同模塊的模擬 該模型 還可以用于模擬包括氨氮 c o d 總磷和藻類在內(nèi)的2 2 種水質(zhì)變量的濃度變化 e f d c 模型如下 箜 螋 塑 塑 翌o c 翌o c 盟峨 1 3 西 蘇 砂 瑟融 砂 a z 式中 c 一水質(zhì)變量的濃度 m g l s c 每單位體積上的源匯項 m g l s u v w 一分別為x y z 方向的速度分量 州s k x k v l 一分別表示x y z 方向上的湍流擴(kuò)散系數(shù) m 2 s 3 c e q u a l w 2 3 0 3 2 c e q u a l w 2 模型是二維水質(zhì)和水動力學(xué)模型 它是由u s c a e 美國陸軍 工程兵團(tuán) 水道試驗站研發(fā)的 該模型把橫向視為平均的 即它只模擬垂向和縱 向 這一模型由的水動力學(xué)模型和水質(zhì)輸移模型直接耦合而成 可用來模擬水庫 和湖泊 它可模擬包括b o d d o t o c 藻類 大腸桿菌等1 7 種水質(zhì)變量濃 度變化 對狹長的湖泊和分層水庫的水質(zhì)模擬效果很好 廣泛應(yīng)用于世界各地 目前為止該模型已成功模擬水體至少2 5 0 條 其中 較多用于模擬多藻類水體 如n u e s e 河 s p o k a n e 湖 w a c o 湖等 在我國 對該模型的研究還未發(fā)現(xiàn)較為 成熟的應(yīng)用實例 c e q u a l w 2 水質(zhì)模型如下 一a b c 一o u b c 一o w b c 一墨竺復(fù)一竺璺 叩椰 4 茂瓠 a z融8z 式中 b 一時間空間變化的層寬 m u w 一分別為x z 方向的平均流速 i s 8 第1 章緒論 c q 一流入或流出的組分的物質(zhì)流量率 m g l d z d x 一分別為z x 方向上的溫度和組分的擴(kuò)散系數(shù) m 2 s s 一相對組分濃度的源和匯項 m g l s 4 m i k e 3 3 刪 m i k e 模型體系 是由丹麥水動力研究所 d h i 研發(fā)的 共包括3 個版本 m i k e ll m i k e 2 1 和m i k e 3 m i k e l1 是動態(tài)模擬河流和水道水力的世界級標(biāo) 準(zhǔn) 具有無限的河流模擬能力 m i k e l l 包括水動力模塊 s o 結(jié)構(gòu)操作模塊和 r r 降雨徑流模塊 其中m i k e 2 1 是二維的動態(tài)模型 常用來模擬垂向變化可以 忽略的湖泊 河口和海岸等地區(qū) m i k e 3 與m i k e 2 1 相類似 但它已經(jīng)擴(kuò)展到了 三維空間 m i k e 模型體系的界面都很友好 但它的源程序不對外公開 且售價很 高 m i k e 模型體系在中國已有應(yīng)用實例 以一維模型為例 絲 e x 窯一甜竿一 x 2 c s c 一 1 6 a t2 萬一甜百一k l k 2 一c 一 1 o j 要 e 魯一一譬一 k k 3 l l a u 1 7 丘 一 一i 凡 十 i i i 西4 蘇2蘇 1 7 其中 x 橫斷面沿程距離 m u 一平均流速 m s t 時間 s l c c s 為橫斷面b o d 和d o 濃度及當(dāng)時水溫下飽和溶解氧 m g l e 廣沿流向擴(kuò)撒系數(shù) m 2 s k 2 k 一分別為河水曝氣耗氧系數(shù)和生化耗氧系數(shù) s 1 l a 一當(dāng)?shù)貜搅骰蛭袡C(jī)物底泥懸浮引起的b o d 增減率 m g l s s r 一水生生物呼吸作用 光合作用底泥耗氧量引起的d o 增減率 m g l s 5 o t i s 3 7 o t i s 是由u s g s 開發(fā)的一維水質(zhì)模型 它可以用來對河流中的溶解物質(zhì)的 輸移進(jìn)行模擬 帶有內(nèi)部調(diào)蓄節(jié)點 它的狀態(tài)變量是痕跡金屬 該模型不僅能 模擬示蹤劑試驗還可用于模擬河流的調(diào)蓄作用 它只對用戶自定義的水質(zhì)部分 進(jìn)行分析研究 且本身帶有參數(shù)優(yōu)化器 o t i s 模型的基本方程可用下式表示 詈 一號等 a 去 4 等 警 c l c a c s c 1 8 西 彳敘蘇 瓠7彳 一 7 一7 9 第1 章緒論 警 倪暑 c 1 9 6 b a s i n s 3 8 4 0 b a s i n s 模型的全稱是b e t t e ra s s e s s m e n ts c i e n c e i n t e g r a t i n g p o i n ta n d n o n p o i n ts o u r c e s 也就是綜合點源和非點源較好的評價原則 是由美國環(huán)保局開 發(fā)的 是一個多目標(biāo)環(huán)境分析系統(tǒng) 專門設(shè)計用來輔助為收納水體計算總的最大 日排污負(fù)荷 表1 2 常用河流湖泊水質(zhì)模型匯總 模型模型 適用領(lǐng)域 操作系統(tǒng)開發(fā)者模型特點 名稱維數(shù) 可按任意組合模擬1 5 種水質(zhì)成分 d o q u a l 河流 w i n d o w s 美國b o d t 氨氮 藻類 硝酸氮 亞硝酸 i i 環(huán)保局氮 有機(jī)磷 溶解磷等 可用于既有主流 又有支流的河段 池塘 湖可用來模擬河流一維不穩(wěn)定流 河口和湖 後s p 泊 水庫 w i n d o w s 美國 河流沿海 環(huán)保局 泊三維不穩(wěn)定流 常規(guī)污染物和有毒污染 物在水中的遷移和轉(zhuǎn)化的規(guī)律 湖泊 水 庫 河流 u n i 美國 水動力和水質(zhì)模擬 沉積物模擬 模擬水 e f d c庫及其流域營養(yǎng)物質(zhì)模擬預(yù)測 沼澤地及 河口和沿 w i n d o w s 環(huán)保局 大型濕地模擬 海 c e q u垂向二河流 水庫 u n i 美國陸軍 可模擬包括d o b o d t o c 藻類 大 腸桿菌等17 種變量濃度的變化 對狹長的 a l w 2 維河口 w i n d o w s工程兵團(tuán) 湖泊和分層水庫的水質(zhì)模擬效果很好 q u a s a 河流 n o 英國 可同時模擬水質(zhì)組分 p h 值 溫度 d o rm 1 i t e h e a db o d 硝氮 氨氮單種物質(zhì)或任意組合 c e q u 河流 湖泊 u 1 1 i 美國陸軍i c m 代表集成網(wǎng)絡(luò)模型 它是目前世界上 a l i c m 水庫 海域 w i n d o w s工程兵團(tuán) 發(fā)展程度最高的三維模型之一 對河流中的溶解物質(zhì)的輸移進(jìn)行模擬 帶 美國地質(zhì)有內(nèi)部調(diào)蓄節(jié)點 它的狀態(tài)變量是痕跡金 o t i s 河流 n o 勘探局屬 能模擬河流的調(diào)蓄作用還可用于模擬 示蹤劑試驗 是u s e p a 支持的基于g i s 的系統(tǒng) 包括 流域 河流 美國 水動力和水質(zhì)模型 q u a l i i 和一些別的 b a s i n s綜合w i n d o w s 模型系統(tǒng)使用a r c v i e w 界面 集入了幾 河網(wǎng)環(huán)保局 個流量和水質(zhì)數(shù)據(jù)庫 利用g i s 從數(shù)據(jù)庫 中抽取數(shù)據(jù) 1 0 第1 章緒論 1 3 水質(zhì)模型的選取 通過對鄱陽湖老爺廟 湖口段 即北湖 的水文情勢的分析與環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查 我們發(fā)現(xiàn) 北湖流域面積較大 流域內(nèi)污染較輕 工業(yè)企業(yè)污染種類較少 結(jié) 合目前掌握的北湖水質(zhì)空間監(jiān)測數(shù)據(jù)和對水質(zhì)目標(biāo)要求 綜合考慮w a s p 模型 的應(yīng)用特點 本文選用美國e p a 推薦的專業(yè)水質(zhì)模擬程序w a s p 模型來對鄱 陽湖老爺廟 湖口段的水環(huán)境進(jìn)行模擬預(yù)測研究 1 3 1w a s p 7 3 模型簡述1 4 1 4 5 水質(zhì)分析模擬程序w a s p w a t e rq u a l i t ya n a l y s i ss i m u l a t i o np r o g r a m 是由美 國環(huán)境保護(hù)局開發(fā)的一個成熟的水質(zhì)模型系統(tǒng) 該模型能夠用于不同環(huán)境污染 系統(tǒng) 預(yù)測和分析由于人為污染和自然因素所造成的各種水質(zhì)狀況 目前最新 開發(fā)的w a s p 7 3 版本是2 0 0 8 年完成的 完全基于w i n d o w s 友好界面操作 物質(zhì)守恒定律是模型方程的最基本準(zhǔn)則 該模型可用來模擬水文動力學(xué) 河流 一維不穩(wěn)定流 湖泊及河口三維不穩(wěn)定流 常規(guī)污染物 包含生物耗氧量 溶 解氧 營養(yǎng)物質(zhì)和藻類污染 和有毒污染物 包含有機(jī)化學(xué)物 重金屬等 在 水中的轉(zhuǎn)化遷移規(guī)律 w a s p 包括兩個獨(dú)立的計算程序 水動力模型程序 d y n h y d 和水質(zhì)模型程序w a s p 它們可以聯(lián)合運(yùn)行 也可單獨(dú)運(yùn)行 e u t r o 模塊 用來分析傳統(tǒng)的水質(zhì)指標(biāo) 和t o x i 模塊 可模擬固體類物質(zhì)和有毒物質(zhì) 的污染 是其中的兩個子模型 可裝入水質(zhì)程序中 w a s p 在其基本程序中反映 了對流 彌散 點雜質(zhì)負(fù)荷與擴(kuò)散雜質(zhì)負(fù)荷以及邊界的交換等隨時間變化的過 程 經(jīng)簡化 w a s p 常用如下模型 a f aa 一u 彳c 巨么 蓋 彳c 百 監(jiān) a s l s b 么 1 2 其中 c 組分濃度 m g l m 一所考察的物質(zhì)質(zhì)量 r a g t 一時問 s 州考察的距離 m a 橫截面面積 i n 2 e x 縱向彌散系數(shù) m 2 s u x 縱向速度 m s 第1 章緒論 s b s k s r 分別為邊界負(fù)荷率 總動力輸移率 彌散負(fù)荷率 m g l s 1 3 2w a s p 模型選取 w a s p 模型免費(fèi)向用戶提供了源代碼 用戶可以根據(jù)自己的需要對源程序 進(jìn)行二次開發(fā)使用 w a s p 模型的內(nèi)容非常全面 包括了我們要研究鄱陽湖北 湖流域水文情勢下水質(zhì)的變化情況 自模型公開發(fā)布以來 歷經(jīng)了國內(nèi)外的實 例的檢驗 如1 9 8 2 年t h o m a n n 和f i t z p a t r i c k 4 6 對美國波托馬可河的進(jìn)行的富 營養(yǎng)化模擬 1 9 8 4 年j r b 4 7 對美國北卡羅萊納州d e e pr i v e r 進(jìn)行的重金屬污染 模擬 同樣在國內(nèi) 1 9 9 8 年逢勇等 4 8 對太湖藻類進(jìn)行了的動態(tài)模擬研究 得出 了太湖藻類動態(tài)變化的規(guī)律 對治理太湖藻類 水華 有重要的意義 2 0 0 3 年 孫學(xué)成等學(xué)者 4 9 也成功的運(yùn)用w a s p 模型進(jìn)行三峽河流水庫的水質(zhì)預(yù)測模擬 2 0 0 5 年楊家寬等 5 0 運(yùn)用w a s p 6 對南水北調(diào)后襄樊段的水質(zhì)進(jìn)行預(yù)測 最終的 結(jié)果都較為滿意 以上實例都表明w a s p 的水質(zhì)模型能夠較好地模擬各種水質(zhì) 過程 當(dāng)然 w a s p 水質(zhì)模型也存在某些不足 例如模型的求解采用顯式差分格 式 在求解過程中 為滿足模型精確程度和穩(wěn)定性的要求 其對空間網(wǎng)格和時 間步長都有比較嚴(yán)格的要求 5 1 還有 w a s p 是全英文的操作環(huán)境 要求使用 者不但要有較深的水動力學(xué)和水質(zhì)模型的專業(yè)知識 還要具備較高的英文水平 最后 經(jīng)過比較 我們決定選用w a s p 7 3 作為預(yù)測模擬軟件 對鄱陽湖老爺廟 湖口段水環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行模擬預(yù)測 1 4 研究的內(nèi)容 1 首先選擇適合的水質(zhì)模擬軟件w a s p 7 3 2 對鄱陽湖北湖實際情況進(jìn)行調(diào)查 收集模型所需要的水文水質(zhì)等數(shù) 據(jù)資料 3 對采用的全英文軟件w a s p 7 3 進(jìn)行應(yīng)用研究 4 結(jié)合研究湖段的具體情況對模型進(jìn)行簡化 應(yīng)用2 0 0 9 年的北湖實測 數(shù)據(jù)率定模型參數(shù) 并用2 0 0 0 2 0 0 8 年和2 0 1 0 的的實測數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行驗證分 析 最后由驗證合格的模型來預(yù)測2 0 1 4 年研究區(qū)域在各個不同時段的水質(zhì)狀況 1 2 第1 章緒論 1 5 研究的方法和技術(shù)路線 1 在收集2 0 0 0 2 0 1 0 年鄱陽湖北湖水文水質(zhì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上 確定預(yù)測因 子為d o b o d 5 n h 3 n 2 用2 0 0 9 年的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)來率定模型參數(shù) 3 利用2 0 0 0 2 0 0 8 年和2 0 10 年的水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)對模型來進(jìn)行驗證 4 以2 0 0 9 年為基年 通過估算確定2 0 1 4 年研究區(qū)域的流量 水位 流速 排污負(fù)荷等條件來預(yù)測d o b o d 5 和n h 3 n 的水質(zhì)濃度狀況 本課題的研究主要下列步驟進(jìn)行 圖1 1 研究路線示意圖 1 3 第2 章鄱陽湖老爺廟至湖口段環(huán)境概況 第2 章鄱陽湖老爺廟至湖1 3 段環(huán)境概況 2 1 自然環(huán)境概況 2 1 1 地理位置 鄱陽湖是我國最大的淡水湖泊 位于江西省北部 長江中下游的南岸 具 體地理位置為e l l 5 0 4 9 1 1 6 0 4 6 n 2 8 0 2 4 2 9 0 4 67 是長江流域的通江湖泊 沿 途有贛江 撫河 信江 饒河和修水匯入 鄱陽湖湖體以松門山為界 以南為 主湖區(qū)南湖 水域?qū)拸V最寬處7 4 k m 湖底高程1 2 0 1 8 0 米 以北為北湖是入 江水道 湖底高程 7 5 2 0 米 湖面最窄處僅3 k m 北湖是通往長江的河道 而老爺廟至湖口段就在這條 河道上 是聯(lián)系鄱陽湖與長 江的樞紐 具體位置見圖2 1 河道右側(cè)是湖東北區(qū) 包括 湖口和都昌縣2 縣 河道左 側(cè)是鄱陽湖區(qū)的西北部 東 臨鄱陽湖 北臨長江干流 區(qū)內(nèi)由星子縣和九江市組 成 老爺廟水域位于鄱陽湖 區(qū)的江西都昌縣 南起松門 山 北至星子縣城 全長2 4 公里 在湖東岸山邊有一座 廟宇 稱老爺廟 水域由此 得名 老爺廟水域 位于鄱陽湖咽喉要道 圖2 1 鄱陽老爺廟至湖口段地理位置圖 最寬處為1 5 公里 最窄處只有3 公里 n t 老爺廟 水域后 河道驟然狹窄 同樣造成水流的狹管作用 使流速逐步增大到1 5 4 2 0 0 米 秒 且在主槽帶還產(chǎn) 生渦流 這就更增加了該水域的危險性所以被稱為 魔鬼三角區(qū) 中等水位時 水面約3 5 0 平方公里 該水域上方 是星子到湖口之間長4 0 多公里 寬僅3 5 1 4 第2 章鄱陽湖老爺廟至湖口段環(huán)境概況 公里的狹長水道 即本文主要研究的湖區(qū)一北湖 2 1 2 水文特征 1 水文周期 鄱陽湖的出口直接與長江相通 出 入湖水量和水位的變化直接受長江水位 的影響 長江的洪水期一般在每年的7 月到9 月間 而鄱陽湖的洪水期一般在 每年的5 月到7 月間 這樣就形成了江湖相濟(jì) 江湖共生的關(guān)系 一般來說 每年4 6 月為五河的主汛期 而此時長江干流的水位并不高 五河入湖洪水能較 快地排泄 7 9 月五河來水減小 而此時長江干流洪水位較高 湖區(qū)水位受長江 洪水倒灌影響而增高 維持在高水位 9 月份以后 長江干流水位降低 而此時 五河汛期己過 湖水開始外泄 湖區(qū)水位逐漸降低 三峽水庫運(yùn)行后 每年5 6 月 鄱陽湖五河主汛期時 入湖洪水量比較大 急需湖盆進(jìn)行空間調(diào)蓄 鄱陽 湖湖水更新較快 據(jù)有關(guān)資料研究表明 河水的循環(huán)周期或更新期約為1 2 2 0 天 因此從水循環(huán)周期角度來看 鄱陽湖也相當(dāng)于一條河 本文根據(jù)鄱陽湖的水文規(guī)律 將鄱陽湖的水文周期劃分為4 個階段 1 2 2 月 為枯水期 3 5 月為平水期 6 8 月為豐水期 9 1 1 月為平水期 2 水量 據(jù)江西省水資源綜合規(guī)劃水資源調(diào)查資料分析 近二十年由湖口注入長江的 年平均水量約為1 4 2 7 億噸 大于黃河 海河 淮河三大河流入海水量的總和 鄱陽湖的入江水量約占長江平均年徑流量的1 5 5 據(jù)統(tǒng)計1 9 5 6 2 0 0 0 年 湖 區(qū)產(chǎn)水量1 9 5 6 2 0 0 0 年平均為1 4 9 億噸 占流域水量的1 0 4 贛 撫 信 饒 修五大支流入湖水量為1 2 7 8 億噸 占湖口入江總量的8 9 6 入湖水量在 一年內(nèi)變化幅度很大 江西4 月進(jìn)入汛期 降水量大 入湖水量主要集中于4 7 月 占年總量的6 1 4 每年最大入湖水量一般出現(xiàn)在6 月 約占全年的1 9 2 水量達(dá)2 4 6 0 億噸 7 月雨季結(jié)束后轉(zhuǎn)入旱季 入湖水量迅速減少 9 2 月各月 僅占年總量的比重在3 5 左右 最小入湖水量一般出現(xiàn)在1 2 月 只占2 9 水量僅為3 7 3 7 億噸 3 水位 據(jù)康山 都昌 星子 和湖1 3 四站1 9 5 6 2 0 0 0 年資料分析 歷年年均水位 為1 2 8 1 1 5 2 2 m 歷年年最高水位為2 2 4 2 2 2 5 8 m 歷年年最低水位為5 9 1 1 2 0 8 m 湖區(qū)各站年最高水位發(fā)生在6 7 月份的幾率為7 5 枯水期一般在1 0 1 5 第2 章鄱陽湖老爺廟至湖口段環(huán)境概況 次年3 月 年最低水位發(fā)生在1 2 次年1 月的幾率約為7 2 隨著水量變化 鄱陽湖水位升降幅度較大 具有天然調(diào)蓄洪的功能 由于水位變幅大 所以湖 泊面積變化也大 具有 枯水一線 洪水一片 的自然景觀 在正常的水位情 況下 鄱陽湖面積有3 9 1 4 平方公里 容積達(dá)3 0 0 億立方米 表2 11 9 5 6 2 0 0 6 年湖口 星子站水位統(tǒng)計表 平均最高 最低 年最小 站名出現(xiàn)時間出現(xiàn)時間年最大變幅 水位水位 水位 變幅 星子 1 3 4 02 2 5 29 8 0 8 0 27 0 66 3 0 2 0 81 3 0 48 3 1 湖口