梧州苍海古凤湿地公园生态水体数值模拟研究

【摘要】苍海湿地公园古凤湿地园是广西梧州市苍海新区苍海湖的重要组成部分,对苍海湖的流场和水质有着重大的影响。为了古凤湿地园的水系布局形态的科学合理性及水质效应,以入口流量、水体形态等因素为基础进行试验设计,运用水动力模型进行流场模拟与水质模拟,探讨对园区水体的流场、水质的影响。在流场方面,主要结果如下：(1)在丰水期最大流量下,水流流速大约在0.05m/s-0.15m/s之间,A、J段水流速度最快,一般可达0.15m/s,D、F、I区域水流动较慢,流速大约为0.05m/s,整体流场不存在死水区域,园区局部地区存在水流过快现象。(2)在枯水期最小流量下,水流流速大约在0.015m/s-0.045m/s之间,A、J段水流速度最快,一般可达0.045m/s,,D、K水体流动较慢,流速大约为0.015-0.03m/s。,整体流场水流速度过慢,可能会导致水质的恶化。(3)在平均流量下,水流流速大约在Om/s-0.16m/s之间,A、J段水流速度最快,一般可达0.16m/s,,D、F、K水流动较慢,流速大约为0-0.04m/s。整体流场不存在死水区域,局部水流速度过快对植物生长不利,局部水流速度过慢,可能会导致水质恶化。(4)在改变流量工况下,园区水体流速保持在0.025m/s-0.03m/s,对藻类植物生长有利。(5)在对比水体形态方案的情况下,丰水期园区整体水流速度大约在0m/s-0.06m/s之间,在靠近岸边水域水流速度小,某些水域基本不流动,园区水动力条件较差。枯水期园区整体水流速度大约在0m/s-0.04m/s之间,在开阔水域水流速度小,局部水域基本不流动。在水质方面,流量和水力停留时间对叶绿素a、TP、TN、DO浓度影响较大,主要结果如下：(1)在丰水期流量下,由于入口流量过大,入流水所包含的氮磷含量较高,为此增加了水华高风险区的TP和TN积累,导致局部藻类植物繁殖过快,叶绿素a浓度经过17天后基本稳定下来。(2)在枯水期流量下,经过22天,园区大部分地区叶绿素浓度仍稳定维持在较低水平,除了西北与东北局部区域TP、TN浓度偏高之外,其他各项指标均能达到Ⅲ类水质要求。(3)在平均流量下,10天后会在西北与东北滩涂附近水域与湖区中部地区出现局部水华现象。经过17天后,发展区域面积基本稳定下来。除了西北与东北部分区域、中部部分区域TP、TN浓度稍高外,基本可以达到Ⅲ类水质要求。(4)在改变流量边界条件下,10、12、17和22天之后叶绿素a含量比较稳定,P、N的含量都基本符合Ⅲ类水质要求。通过分析,得出结论如下：(1)当园区入口流量为14.5m3/s,整个园区的流场形态最合理,当园区入口流量为6.72m3/s,整个园区流场形态最不合理。(2)根据两种水体形态的对比,研究发现,在第一种水体形态下,园区水动力条件较好；第二种水体形态,无论是在丰水期还是枯水期,园区某些区域基本不流动,水动力条件较差。(3)流量大小在一定程度上对整个水域的流场分布影响较大,在上面试验中,最有利于水质的出入水流量为14.5m/s3时,枯水期考虑调水7.78m3/s的流量,可改善古凤湿地园的水质条件,大约0.03m/s流速有利于藻类植物生长,并且可以使园区整体维持优良水质。最不利于水质的出入水流量为6.72m3/s,水流速度过慢,会导致局部水质恶化。
【作者】刘砥柱；
【导师】廖秋林；
【作者基本信息】中南林业科技大学，风景园林（专业学位），2014，硕士
【关键词】风景园林；古凤湿地园；景观水体；水动力；水质模拟；

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