Page 53 - 2023年第54卷第5期
P. 53

季节和环境因素的变化而变化,针对浮游植物不同种类和不同季节变化的模拟更能真实反映水库型水
              源地藻类群落结构的动态变化过程。目前,水库型水源地中模拟浮游植物不同种类季节演替和变化的
              富营养化模型较为少见,李一平               [18] 、陈义中   [19] 分别以广东长潭水库和上海青草沙水库为例,以蓝藻、
              硅藻、绿藻 3种典型藻类为模拟对象,考虑不同藻类的生长、代谢、沉降、死亡和被捕食参数,对不
              同藻类的生长演替过程进行模拟,模拟结果较为精确,有较好的借鉴意义。
                  金泽水库位于上海市青浦区金泽镇西部、太浦河北岸,是上海市 “两江并举、集中取水、水库供
              水、一网调度” 原水供应格局的重要组成部分,是上海西南五区(青浦、松江、金山、闵行、奉贤)的
                                                2
              供水水源地,水库占地面积约 2.7km ,服务人口约 670万人。金泽水库为生态型水源水库,通过构
              建水生植物群落,充分发挥水生植物对水体的净化作用,维持水库的水质稳定。本文围绕金泽水库的
              富营养化防控和生态调度需求并结合水库水生态环境特点,在已有研究的基础上,引入沉水植物生长
              变化过程模拟以及通过摄取营养盐和藻类竞争的机制,考虑水库不同代表性藻类的生长变化过程,构
              建了涵盖营养盐、浮游植物、浮游动物、沉水植物、碎屑等要素在内的多层级生态动力学模型,模拟
              水库浮游植物不同种类的季节演替过程,为水库富营养化防控和生态调度提供了科学的技术支撑,同
              时为类似生态型水源水库的富营养化模拟及环境管理提供了借鉴。


              2 模型构建


                  采用 Mike3(FM)模型建立金泽水库水动力模型,在此基础上根据金泽水库实际生态构建情况对
              Ecolab模块进行二次开发,建立金泽水库生态动力学模型。
              2.1 研究范围及网格 根据金泽水库的设计库型、库内人工构筑物设计和底部高程数据资料,数字化
              水库地形,设置金泽水库库区网格,垂向分为 3层,网格间距 10~30m,节点数 8846,单元数 17256
              (图 1)。初始水位条件取金泽水库运行常水位 2.5m,上游开边界取自金泽水库引水闸闸后实测水位
              过程,下游开边界采用同期输水泵实测流量过程。水库植物区糙率系数 n取 0.05,其他区域糙率系数
              取为 0.025。

































                                           图 1 金泽水库三维生态动力学模型研究范围及网格
              2.2 生态动力学过程描述 根据金泽水库的水生态环境特性并参考国内外专家学者在水库生态系统模
              型研究方面的成果,进行二次开发,设计适合模拟金泽水库的 Ecolab生态动力学模板,模板涉及水、

                                                                                                —  5 5 5 —
   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58