10.3.4.1 水动力模型的建立
1.模型计算区域和网格剖分
洋沙泡水库湖底地形相对平缓，水浅，可近似看作空间流动；流速缓慢、流速梯度小，黏滞性微弱，可将洋沙泡的流场看作平面二维流分析。计算域有一个进水口和出水口，洋沙泡水库地形如图10.10所示。
图10.10 洋沙泡湖底地形图
图10.11 计算域网格剖分图
模型采用了正交曲线网络对计算域进行剖分，网格步长控制在60～65m左右，共计8725个网格单元。计算域网格剖分见图10.11。
2.模型参数选择
据以往的研究，在浅水湖泊的数值计算中水平涡动黏性系数vH的取值一般应在1～100m2/s之间。考虑到空间紊动黏性项对整个流场影响较小和水库的实际流速，模型计算中选取为常数；洋沙泡的流场受进出水流和风场扰动影响较大，水平涡动黏性系数选取为10m2/s；粗糙系数用曼宁系数表示，由于洋沙泡底泥为碱性黏性土，颗粒极细，综合前人资料及设计报告，曼宁系数选取为0.015；风拖曳系数为0.025；重力加速度为9.81m2/s；水体密度为1000kg/m3；纬度选取为45°N。
3.开始时间及步长
模型模拟开始的时间是2008年4月23日，结束的时间为2011年4月23日，模拟的总时间为5年，时间步长为10min。
4.初始条件
初始水位选取了3个方案：方案1为现状水库水位，即在现状库容下，直接引水进入洋沙泡，现状库容为初始库容；方案2引水前腾出部分库容，仅保留死库容，因此初始水位为水库设计死水位，以设计死库容为初始库容；方案3为引水前腾出全部库容，水库现有库水完全排干，没有初始库容。对这3个方案分别进行模拟。
5.边界条件
水库边界条件采用可滑移不可入条件，即水库岸边法向流速为0。进出水口为开边界条件。
（1）进出水口开边界条件。采用引嫩入白工程设计报告中的洋沙泡水库调节（75%）设计资料，引水量只考虑了灌溉用水量和水库的蒸发和渗漏消耗。
（2）源汇项。降水、蒸发、水库渗漏采用引嫩入白工程设计报告中的洋沙泡水库调节（75%）设计资料，水库渗漏加入到蒸发项计算；由于洋沙泡在冬季有较长时间的冰冻期，冰冻阶段水库的库容损失（冰层体积）加入到蒸发项中，解冻阶段的库容水增加量（冻层融化）加入到降水项中（表10.10～表10.12）。
表10.10 进水口和出水口出流方案
注 方案3在引水后第1年5.6～5.20时段，出流为0。
表10.11 考虑冻层的降水、蒸发、水库渗漏源汇项计算量
续表
表10.12 冻层水库库容增减计算(www.xing528.com)
6.模型模拟结果分析
从模拟结果看，洋沙泡的流场在调水后受进流、出流的影响较大，方案1的流场模拟图见图10.12。
图10.12 洋沙泡的流速场分布图（t=42d）
10.3.4.2 氟分布迁移模型的建立
1.参数选择
洋沙泡水库水深较小，可以认为溶质在垂向上瞬时混合均匀，故忽略垂向变化。水平扩散系数选取为0.022。由于氟为保守物质，不考虑氟的衰减。
2.初始浓度
利用2007年1月对洋沙泡湖水采样分析资料，得出了各个采样点的水样氟含量相差不大，所有监测点的监测浓度均在5.6mg/L至10.77mg/L之间，大部分的检测点的浓度为6.0mg/L至7.0mg/L之间，取其平均值，确定洋沙泡的初始浓度为6.6mg/L。
3.物质输入和输出
洋沙泡通过嫩江水补给，嫩江水的氟浓度满足国家饮用水标准，经过采样分析确定嫩江水的浓度为0.22mg/L，故确定物质输入边界条件为0.22mg/L。下游为自由出流边界，不需控制氟的浓度。
4.底泥释放量的计算
本次水质模拟由于数值模型软件限制，在模型中没有考虑底泥氟的释放，故利用水量平衡法与全等混溶模型法结合实验结果计算出氟底泥释放量，再利用ArcGIS等地理信息软件将数值模型计算结果和底泥氟释放对水体氟浓度的增加量进行叠加，主要计算公式如下：
式中 C0、C1——时段初刻、时段末刻洋沙泡水体氟浓度，mg/L；
M0——时段初刻洋沙泡水体中氟释放累加量，kg；
ΔM——时段末刻洋沙泡底泥氟的释放量，kg；
V0——时段初刻水库库容，m3；
V1——进入水量，m3；
V2——流出水量，m3。
计算结果见表10.13。
表10.13 洋沙泡底泥氟释放对水体氟浓度增加量计算成果表
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
