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中国治水科技成果与案例分享(二)

水库突发性水污染追踪溯源技术

针对南水北调中线水源区中丹江口水库应对突发性水污染事故的需求,中国水利水电科学研究院开发了丹江口水库突发性水污染追踪溯源技术,已成功应用于南水北调中线工程平台,有效保证了丹江口水库的水量和水质安全,实现了一渠清水北调的目标。 

为改变中国北方缺水状况,中国建成了南水北调中线工程。加强工程突发性水资源区域的应急调控和管理,是确保中线工程可靠调控的重大内容。其中,对污染物迁移扩散过程的快速预测是妥善处理可能发生的突发性水污染事故的关键。因此,独立研发丹江口水库水污染追踪溯源技术,掌握突发性水污染事故发生后污染物迁移扩散规律,建立突发性水污染事故后污染物迁移扩散的快速预测公式,解决传统水质模型模拟预测速度慢、不能满足突发性水污染事故快速响应需求的问题至关重要。 

在技术研发中,研究小组设置了流量、事故地点、污染物质量等大量组合场景,并采用水力水质模型进行了模拟。采用到达时间、峰值浓度和峰值浓度出现时间三个特征参数,对比分析不同情景下污染物浓度的变化过程,总结污染物迁移扩散规律。具体针对一个水质控制点来讲,突发性水污染事故发生地点越近,污染物质量越大,污染物到达时间越早。突发性水污染事故发生地点越近,污染物质量越大,排放量越小,污染物峰值浓度越高。突发性水污染事故发生地点越近,流量越大,污染物浓度峰值出现得越早。然而,污染物峰值浓度的出现时间与污染物质量无关。在此基础上,针对污染物到达时间、峰值浓度和峰值浓度出现时间这三个特征参数,基于量纲分析提出了一个快速预测方法,并利用相应的数据快速确定公式系数。然后,建立相应的快速预测公式,并利用三种情景模拟结果进行了验证。最后,将根据两种情景模拟结果得出的快速预测公式确定为突发性水污染快速预测公式,从而快速预测突发性水污染事故后污染物的迁移扩散过程。 

研究表明,利用水污染追踪溯源技术快速预测突发性水污染事故后污染物的迁移扩散过程是应对突发性水污染事件的关键和基础。突发性水污染事故后污染物迁移扩散规律和突发性水污染快速预测公式的建立是突发性水污染事故后污染物迁移扩散过程快速预测的基本方法,可广泛应用于对突发性水污染的应急调控和处置,帮助在最短时间内将水安全应急事件的不利影响降低到最小。
突发性污染源预测技术系统