【《地方突发水污染事故风险模拟分析案例》4100字】

地方突发水污染事故风险模拟分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u20534地方突发水污染事故风险模拟分析案例 1290701.1淀外事故风险模拟 147181.1.1污水泄露模拟 1206761.1.2跨支流桥梁石油泄露模拟 4255481.2淀内事故风险模拟 6281051.2.1淀内污水处理站污染风险模拟 6161371.2.2淀内污水导排管污染风险模拟 8对白洋淀突发水污染事故而言，淀外污水泄漏、淀外石油泄露、淀内污水处理站泄露及污水导排管泄露四类水污染事故风险发生的可能性较大，对白洋淀造成的影响也较为严重，因此本文采用一维水质模型预测淀外污水泄漏及石油泄露事故发生后，采用基于MIKE21软件所建立的模型预测淀内污水处理站及污水导排管泄露事故发生后，特定时段下的污染物浓度变化，对事故后果进行估算。1.1淀外事故风险模拟入淀河流处风险由上文分析可知是汛期污水团泄露及上游跨桥梁运输或周边加油站石油污染物泄露，故对汛期污水团的泄露与石油泄漏进行模拟。1.1.1污水泄露模拟1.1.1.1基本参数府河全长30.83km，流域面积为643.2km2，平均水深为1.5-3m，为易发生汛期污水团泄露污染事故地段，如图24。图24白洋淀汛期污水团泄漏路线1.1.1.2模型建立与情景设置假定汛期污水团泄露进入府河后，在自然界的微生物的作用下，在流动过程中逐渐进行生物化学反应，污染物COD、氨氮与总磷随着流程的加长，逐渐得到分解。对于宽深比不大的府河，污染物在较短的时间内，基本上能在断面内均匀混合，污染物浓度在断面上横向变化不大，可用一维水质模型模拟污染物沿河流纵向的迁移[150]。（4-1）式中，C(x)为控制断面污染物浓度，mg/L；C0为起始断面污染物浓度，mg/L；k为污染物综合自净系数，1/s；x为排污口下游断面距控制断面的纵向距离，m；u为设计流量下岸边污染带的平均流速，m/s。式（4-1）中污染物的综合自净系数k可取0.5d-1，年平均流速u=22.5km/d[151]。府河的安州断面到膳马庙北断面距离1.5km。安州到南刘庄断面距离11km，南刘庄即为府河进入白洋淀的入口，用表41中实测资料对系数进行验证可知，式（4-1）可以较好地模拟COD、氨氮与总磷沿河流的纵向衰减过程。表412019年府河沿程断面污染物实测浓度断面名称日期COD（mg/L）氨氮（mg/L）总磷（mg/L）安州2019年1月202.060.2安州2019年2月180.870.1安州2019年3月140.830.14安州2019年4月140.430.1安州2019年5月160.490.1安州2019年6月150.260.14安州2019年7月230.630.18安州2019年08月253.990.39安州2019年09月191.070.21安州2019年10月120.450.14安州2019年11月140.430.13安州2019年12月180.550.08膳马庙村北2019年01月311.960.16膳马庙村北2019年02月231.080.15膳马庙村北2019年03月3510.32膳马庙村北2019年04月130.690.12膳马庙村北2019年05月281.630.17膳马庙村北2019年06月220.40.12膳马庙村北2019年07月220.390.12膳马庙村北2019年08月262.60.29膳马庙村北2019年09月221.320.23膳马庙村北2019年10月150.420.13膳马庙村北2019年11月200.420.2膳马庙村北2019年12月200.860.16白洋淀府河上游汛期污水团泄露事故的情景设置及模型的基本参数见表42。表42情景设置参数情景设置污水泄漏(T)泄漏时间（h）COD（mg/L）氨氮（mg/L）总磷（mg/L）泄露位置情景1500.55003015安州断面情景2500.58005030安州断面由情景设置推算出南刘庄断面污染物的平均浓度，见表43。模拟结果可知从安州断面到南刘庄断面后，污染物浓度依然较大，会对白洋淀淀区造成影响。采用基于MIKE21软件所建立的模型对府河进入白洋淀的入口南刘庄断面进行模拟。表43南刘庄断面污染物浓度预测情景污水泄漏(T)泄漏时间（h）COD（mg/L）氨氮（mg/L）总磷（mg/L）情景1500.54612814情景2500.573846281.1.1.3结果与分析由情景1模拟结果可知，白洋淀府河上游发生汛期污水团泄露事故，导致50吨污水泄漏。发生泄漏后在白洋淀南刘庄监测站点检测到COD、氨氮与总磷的浓度高于Ш类。经过31.5h后，COD浓度达到20.0789mg/L。在无防控措施条件下，浓度保持478.5h后，COD浓度小于Ш类标准。经过73h后，氨氮浓度达到1.7223mg/L。在无防控措施条件下，浓度保持701.5h后，氨氮浓度小于Ш类标准。经过25.5h后，总磷浓度达到0.2348mg/L。在无防控措施条件下，浓度保持621h后，总磷浓度小于Ш类标准，如图25所示。图25情景1南刘庄监测点COD、氨氮与总磷浓度变化图由情景2模拟结果可知，白洋淀府河上游发生汛期污水团泄露事故，导致50吨污水泄漏。发生泄漏后在白洋淀南刘庄监测站点检测到COD、氨氮与总磷的浓度高于Ш类。经过26.5h后，COD浓度达到20.0177mg/L。在无防控措施条件下，浓度保持702.5h后，COD浓度小于Ш类标准。经过23h后，氨氮浓度达到1.3204mg/L。在无防控措施条件下，浓度保持182.5h后，氨氮浓度小于Ш类标准。经过208h后，总磷浓度达到0.5071mg/L。在无防控措施条件下，浓度保持768.5h后，总磷浓度小于Ш类标准，如图26所示。图26情景2南刘庄监测点COD、氨氮与总磷浓度变化图1.1.2跨支流桥梁石油泄露模拟1.1.2.1模型建立与情景设置府河发源于河北省满城县，经保定市区、清苑县，在安新县建昌村北入白洋淀，河流全长30.83km，流域面积为643.2km2，平均水深为1.5-3m。白洋淀特大桥沿府河至烧车淀距离为3750米。全长1203.88米、宽19.5米，位于白洋淀保静线，为易发生突发水污染事故地段，如图27。图27白洋淀特大桥危险品泄漏路线假定在府河白洋淀特大桥发生石油运输车翻车事故，导致石油泄漏进入府河，府河为平直河段，用一维水质模型模拟污染物沿河流纵向的迁移。（4-2）式中，C(x)为控制断面污染物浓度，mg/L；C0为起始断面污染物浓度，kg/L；k为污染物综合自净系数，km-1；x为排污口下游断面距控制断面的纵向距离，km。根据高迎新（1999）对平直河段石油类自净能力的研究，式（4-2）中污染物的综合自净系数k可取0.0213km-1。府河白洋淀特大桥发生石油运输车翻车事故的情景设置及模型的基本参数见表44。表44情景设置参数情景设置石油泄（T）密（kg/m3）泄漏时（h）情景1107220.5情景2257220.51.1.2.2结果与分析由情景设置可推算出南刘庄断面污染物的平均浓度，见表45。南刘庄断面作为府河入淀口具有十分重要对的意义，此断面的石油浓度将直接代表该次石油泄漏风险事故对淀区可能造成的影响程度。表45南刘庄断面污染物浓度预测情景石油泄（T）密度（kg/m3）泄漏时间（h）情景1106680.5情景2256680.5可知在无防控措施条件下，石油浓度在南刘庄断面极大，若不进行进一步的处理，将会直接流入白洋淀淀内，对淀区水质造成严重的影响，故针对石油泄露至河流入淀口的风险事故情景，应采取相应的预防管理措施。1.2淀内事故风险模拟1.2.1淀内污水处理站污染风险模拟1.2.1.1基本参数由上文可知，淀内污水处理站风险源主要为采蒲台村污水处理站#3（北码头)、王家寨村污水处理站#1、郭里口污水处理站#2。污水处理站排水方式为直接入淀，一旦泄露将直接对淀内水质产生影响，故有必要对其进行泄露情景模拟。1.2.1.2模型建立与情景设置采用课题组基于MIKE21软件所建立的模型对淀内污水处理站风险源突发水污染事件进行模拟。因淀内污水处理站泄露后导致水质发生变化，设置污水泄漏情景。根据淀内污水处理站风险源风险评价结果，并考虑到郭里口与王家寨为相邻村庄。选择省控监测站点：王家寨，国控监测站点：采蒲台作为泄露点，如表46所示。泄漏点与模拟站点位置如图28所示。图28监测点与泄露点示意图表46监测点位置序号名称经度纬度监测站点类型1王家寨116.00354738.918087省控点位2采蒲台116.01117738.838115国控点位对淀内污水处理站泄露的情景设置及模型的基本参数见表47。表47情景设置及模型基本参数情景设置污水泄（T）泄漏时（h）COD（mg/L）氨氮（mg/L）总磷（mg/L）王家寨情景1500.55003015采蒲台情景2500.550030151.2.1.3结果与分析由情景1模拟结果可知，白洋淀淀内污水处理站发生泄露事故，导致50吨污水泄漏。发生泄漏后在白洋淀王家寨省控监测站点检测到COD、氨氮与总磷浓度均高于Ш类。经过16h后，COD浓度达到23.9116mg/L。在无防控措施条件下经过177.5h后，COD浓度小于Ш类标准。经过166.5h后，氨氮浓度达到3.1337mg/L。在无防控措施条件下经过349.5h后，氨氮浓度小于Ш类标准。经过107.5h后，总磷浓度达到0.8080mg/L。在无防控措施条件下经过101.5h后，总磷浓度小于Ш类标准，如图29所示。图29情景1王家寨监测点COD、氨氮与总磷浓度变化图由情景2模拟结果可知，白洋淀淀内污水处理站发生泄露事故，导致50吨污水泄漏。发生泄漏后在白洋淀采蒲台国控监测站点检测到COD、氨氮与总磷浓度均高于Ш类。经过279.5h后，COD浓度达到22.7076mg/L。在无防控措施条件下经过325.5h后，COD浓度小于Ш类标准。经过620.5h后，氨氮浓度达到3.0841mg/L。在无防控措施条件下经过279.5h后，氨氮浓度小于Ш类标准。经过16h后，总磷浓度达到0.5219mg/L。在无防控措施条件下经过752.5h后，总磷浓度小于Ш类标准，如图30所示。图30情景2采蒲台监测点COD、氨氮与总磷浓度变化图1.2.2淀内污水导排管污染风险模拟1.2.2.1基本参数淀内污水导排管一旦淀内污水导排管泄露将直接对淀内水质产生影响，故有必要对其进行泄露情景模拟。1.2.2.2模型建立与情景设置采用课题组基于MIKE21软件所建立的模型对淀内污水导排管风险源突发水污染事件进行模拟。因淀内污水导排管泄露后导致水质发生变化，设置污水泄漏情景。根据淀内污水导排管风险源风险评价结果，选择国控监测站点：光淀张庄与圈头作为泄漏点，如表48所示。泄漏点与国控监测点位置如图31所示。图31监测点与泄漏点示意图表48监测点位置序号名称经度纬度监测站点类型1光淀张庄116.03386238.894844国控点位2圈头116.03051738.869836国控点位对淀内污水导排管泄露的情景设置及模型的基本参数见表49。表49情景设置及模型基本参数情景设置污水泄（T）泄漏时（h）COD（mg/L）氨氮（mg/L）总磷（mg/L）光淀张庄情头情景130150030151.2.2.3结果与分析由情景1模拟结果可知，白洋淀淀内污水导排管发生泄露事故，导致30吨污水泄漏。发生泄漏后在白洋淀光淀张庄国控监测站点检测到COD、氨氮与总磷浓度均高于Ш类。经过96h后，COD浓度达到峰值28.2383mg/L。在无防控措施条件下经过259.5h后，COD浓度小于Ш类标准。经过139h后，氨氮浓度达到1.8986mg/L。在无防控措施条件下经过532.5h后，氨氮浓度小于Ш类标准。经过79.5h后，总磷浓度达到0.3340mg/L。在无防控措施条件下经过276h后，总磷浓度小于Ш类标准，如图32所示。图32情景1光淀张庄监测点COD、氨氮与总磷浓度变化图由情景2模