如图5.7所示,2014年3月22日在南水北调中线工程京石段放水河节制闸(桩100+294.750)至蒲阳河节制闸段(桩号113+492.750,采取京石段起点为0+000桩号)开展了水质突发污染事件应急处置示范工程。示范采用蔗糖作为示踪剂,采用蔗糖溶液浓度作为应急水质检测指标。工程实验渠道为梯形断面,底宽18.5m,边坡2.5,平均水深4.0m,渠道底坡0.00005,曼宁糙率按设计值为0.015,离散系数实验估计值为3.43m2/s,恒定流量约为8.0m3/s。实验于3月22日上午9:00在放水河节制闸瞬时投放800kg蔗糖,并在下游设定了4个监测断面。为保证800kg蔗糖能瞬时投放成功,预先适时地将蔗糖溶解于1.0m3加热清水中(约80.0℃),实验开始时利用搭建好的浮桥于渠道横向中间位置直接将溶解好的蔗糖溶液倒入渠道。投放断面下游1508m处监测浓度过程见图5.8,其起测时间为9:30。
图5.7 示范工程选用实验渠段示意图
图5.8 监测断面实测浓度过程
设定投放断面桩号为0m,则监测断面桩号为1508m。实验渠段宽度和水深相对于长度来说都很小,经验算,监测断面1508m处污染物质横向、垂向已基本混合均匀。突发污染应急处置期间时间较短,不考虑降解作用,污染物运移可以采用一维恒定流下的对流扩散方程式(4.50)进行描述。考虑到只有一个监测断面的浓度数据,因此只运用常规溯源方法中的概率统计方法以及提出的耦合概率密度方法所建立的溯源模型进行溯源计算,结果见表5.1和表5.2。(www.xing528.com)
表5.1 各方法溯源结果表
表5.2 各方法溯源误差分析
从表5.1和表5.2中可以看出,采用耦合概率密度方法计算得到污染源位置误差不到30m,时间误差约为12min,污染物强度误差未超过10%,而采用概率统计方法虽然强度和精度更高,但位置和时间却并没有计算更准确,尤其是计算的位置更是相差500m以上。而且,同样的问题,采用概率统计方法计算所花的时间要比概率密度方法长的多。总体来说,在调水发生突发水污染事故时,更推荐采用基于耦合概率密度方法的追踪溯源技术。
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