基于环境流体动力学模型的浅水草藻型湖泊水质数值模拟

第33卷第13期2013年7月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol．33，No．13Jul．，2013http://www．ecologica．cn基金项目:国家自然科学基金项目(51069009);内蒙古自治区科技创新引导奖励资金项目;内蒙古自然科学基金面上项目(2012MS0621);乌梁素海湿地生态系统恢复与重建关键技术研究与示范(2011BAC02B03);内蒙古师范大学科研基金项目(KYZＲ1117)收稿日期:2012-07-24;修订日期:2013-03-01*通讯作者Correspondingauthor．E-mail:nndlichangyou@163．comDOI:10．5846/stxb201207241053李兴，史洪森，张树礼，李畅游，王立新．基于环境流体动力学模型的浅水草藻型湖泊水质数值模拟．生态学报，2013，33(13):3987-3994．LiX，ShiHS，ZhangSL，LiChangY，WangLX．Numericalsimulationofwaterqualitybasedonenvironmentalfluiddynamicscodeforgrass-algaelakeinInnerMongolia．ActaEcologicaSinica，2013，33(13):3987-3994．基于环境流体动力学模型的浅水草藻型湖泊水质数值模拟李兴1，史洪森2，张树礼3，李畅游4，*，王立新5(1．内蒙古师范大学内蒙古节水农业工程研究中心，呼和浩特010022;2．河海大学水利水电学院，南京210098;3．内蒙古自治区污染物在线监控中心，呼和浩特010020;4．内蒙古农业大学，呼和浩特010018;5．内蒙古大学环境与资源学院，呼和浩特010021)摘要:针对内蒙古乌梁素海面临的污染现状，基于三维环境流体动力学模型(EFDC)的计算模式，将其与CE-QUAL-ICM模型耦合，模拟了不同情景下的乌梁素海藻类、总氮、总磷、化学需氧量年际和季节变化规律，模型中不仅考虑了风速和蒸发对模型的影响，也加入了挺水植物密度、高度、直径等形态指标，以此反映水生植物存在的区域中植物吸收降解污染物质、风速对底部应力、流场变化等因素对模型模拟结果的影响。研究结果表明:考虑挺水植物分布的耦合模型能够很好的模拟藻类和污染物质在乌梁素海内的年际、季节变化过程，模拟结果更接近于实际，模拟值与实测值间的相对误差基本控制在30%以内，大部分相对误差已控制在20%以内;降低入湖污染物质负荷直接影响着湖区内水质浓度的变化。另外，对于浅水或挺水植物密集而无法进入取得信息的区域，利用所建耦合模型能够为这些区域湖泊规划、管理、修复提供依据。关键词:乌梁素海;环境流体动力学模型;水质变化;数值模拟Numericalsimulationofwaterqualitybasedonenvironmentalfluiddynamicscodeforgrass-algaelakeinInnerMongoliaLIXing1，SHIHongsen2，ZHANGShuli3，LIChangyou4，*，WANGLixin51InnerMongOliaEngineeringＲesearchCenterforWater-SavingAgriculture，InnerMongoliaNormalUniversity，Hohhot010022，China2CollegeofWaterConservancyandHydropowerEngineering，Hohaiuniversity，Nanjing210098，China3OnliNeMonitoringCenteronPollutantsinInnerMongoliaAutonomous，Hohhot010020，China4CollegeofWaterConservancyandCivilEngineeringInnerMongoliaAgriculturalUniversity，Hohhot010018，China5CollegeofEnvironmentandＲesourcesofInnerMongoliaUniversity，Hohhot010021，ChinaAbstract:Theproblemsofsalinization，organicpollutionandeutrophicationareverysevereintheWuliangsuhaiLake．Inthispaper，acoupledmodelwasbuiltbasedonEnvironmentalFluidDynamicsCode(EFDC)modelandthree-dimensionaleutrophicati