长距离明渠输水工程突发水污染事件的应急调控

2014年第8期(第42卷)黑龙江水利科技HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancyNo．8．2Ol4(TotalNo．42)文章编号：1007—7596(2014)08—0267—02长距离明渠输水工程突发水污染事件的应急调控纪风兰(新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局，新疆836403)摘要：长距离明渠输水工程含有线路长、控制复杂等特征，因此在这类输水工程中的突发污染事件具有突发性、多样性、扩散性以及危害长期性等特点。为了保障长距离明渠输水工程的社会效益和经济效益，对发生在输水工程中的突发污染事件应急调控进行了研究。关键词：长距离明渠输水工程；突发水污染；应急调控；措施中图分类号：TV133；X131．2文献标识码：BO前言北疆供水工程是目前解决新疆北坡经济带水资源匮乏，区域性水资源分配不均衡及城市、农业、工业用水矛盾的长距离调水工程。水资源是经济社会发展的重要战略性资源。我国水资源人均占有量仅为世界人均的28％，长久以来水资源问题严重限制了北疆经济的发展脚步。为根治区域性水资源分配不均的问题，国家投入了大量资金，建成并拟建多项大型长距离输水工程，为众多地区经济和生活带去利益，因此长距离明渠输水工程突发水污染事件的应急调控成为保障国民利益的重要措施。l长距离明渠输水工程及其污染防控的特点1．1长距离明渠输水工程的特点长距离明渠输水工程不同于一般输水工程，具有输水线路长、调控点多、持续供水等性质，因此在调控方面十分复杂。长距离明渠输水工程的特点包括：1)距离长、调控效果滞后。在保证稳定的条件下，实现水流及时从初始状态调整到理想状态的控制难度很大。2)由于客观原因，长距离明渠输水系统中起调节作用的水库相对较少，从而增加了控制难度。3)长距离明渠输水工程一般为多水源调水系统，使得调度难度加大。1．2突发水污染事件的特点从当前已发生的大型输水工程突发水污染案例来看，人为因素是事故发生的主要原因。突发污染事件的主要特点为以下几个方面：1．2．1突发性由于输水工程距离长、分布广的特点，加之导致水污染事件发生的原因多种多样，使得事件发生的时间和地点难以预料。1．2．2扩散性污染物在水的流动性质下呈现出很强的扩散性，输水系统在出现污染问题后，污染物会呈条带状迅速扩散，引发下游水域的污染。1．2．3长期性由于水污染的突发性和扩散性，往往导致大面积危害，同时由于部分污染物的特性还会给周边环境带来长期的危害。由于长距离明渠输水工程的复杂性，严重突发水污染事件的发生，必将会给我们的生态环境、社会和经济带来难以估量的损失。因此，对于长距离明渠输水工程突发水污染事件下的应急调控便成为保障输水工程社会效益和经济效益的重中之重¨j。2突发水污染事件的控制理论分析2．1水污染的理论依据[收稿日期]2014—04一l4[作者简介]纪风兰(1978一)，女，新疆乌鲁木齐人，助理工程师。．--——267—-·——2014年第8期(第42卷)黑龙江水利科技HeilongjiangScienceandTechnologyofWaterConservancyNo．8．2014(TotalNo．42)在输水工程中污染物进入水体后，会经过一系列的发展，我们可以将这个过程分为3个阶段：1)第一阶段为射流核心区，污染物突然进入输水系统水体时的最初状态为，污染物与局部水体迅速混合。2)第二阶段是由于污染物在水体的浮力影响下，以及污染物进入水体时具有的动能持续减弱，使垂向的扩散作用逐渐放缓，同时转为扩散区。并且在输水工程水体的流动性影响下，污染物会随水的流动产生紊动作用，从垂向扩散为主转为以横向扩散为主。3)第三阶段的特征为水体污染物扩散到输水工程渠道的全宽范围，并且污染体截面与输水断面一致，然后污染体以纵向方向持续发生线性离散。2．2控制策略分析针对长距离明渠输水工程突发水污染事件，应当设计有阶段性的应急调控方案，从而实现将突发水污染事件中污染体扩散对各方面的影响降到最低的效果，为了确定有效方案需要从以下4点进行分析。1)节制闸门调控前的处置响应阶段，在本阶段中节制闸门没有进行调控即为打开状态，输水工程渠道内的水流可以看做是流量恒定状态。通过污染物进入水体后随响应时间的推移发生扩散，能够得到节制闸门调控前响应阶段污染体扩散的纵向距离以及其他扩散特征值随时间的推移发生的变化。2)节制闸门的关闭阶段，在本阶段中输水工程渠道上下游的节制闸门会进行关闭。输水工程渠道内的水流出现剧烈运动转为非恒定流状态。通过本阶段污染体的扩散过程能够分析污染体的输移距离，并得到计算污染体在纵向的长度的方法。3)节制闸门调控后的处置响应阶段，本阶段输水工程渠道内污染区域上下游节制闸门完全关闭，水流会持续震荡，但是程度会渐渐降低。通过对本阶段的分析能