?丹江口水庫,中國南水北調中線工程的水源地,國家一級水源保護區,曾經是亞洲最大的人工淡水湖。丹江口水庫位于漢江中上游(屬長江流域),總面積846平方公里,有“亞洲天池”之美譽,是漢江的天然水位調節器。
?飲用水水源地保護,是中共中央、國務院明確的污染防治攻堅戰“七大標志性戰役”之一。丹江口水庫作為南水北調中線工程的水源地,雖然經過嚴格的管理,流域范圍內已經基本沒有點源污染源,但是還并不能完全排除面源污染,以及完全避免來自交通事故方面的應急污染事件影響風險。
?為了更好的進行水源保護,參考國家的《飲用水水源地突發環境事件應急預案編制指南》,對湖北省丹江口市和河南省南陽市包含的丹江水庫庫區范圍進行研究,重點對位于河南南陽的淅川陶岔渠首閘的南水北調中線工程取水口進行了飲用水水源地應急風險評估。
?丹江口水庫水質較好,常年處于一級至二級標準之間,而且在進行飲用水水源地應急風險評估時主要考慮交通事故造成的?;沸孤段廴撅L險,考慮污染因子為危險化學物品而非常規水質因子,因此不考慮常規水質因子的水質過程,而是考慮污染物的擴散模擬和一階衰減過程為主;這個過程與丹江口水庫的水動力直接相關,所以將本次丹江口水庫飲用水水源地應急風險評估定義為一個水動力問題。使用3EWATER建模工具軟件,建立二維水動力-污染擴散模型。
?3EWATER軟件中直接整合了國家測繪標準的“天地圖”地理底圖,同時可以支持通用格式的地圖shp文件加載,建模工程師對照底圖結合丹江口水庫精確輪廓進行了網格繪制。針對本次研究的丹江口水庫特征,位于湖北境內的庫區部分為河道型水體,河南境內主庫區為水庫型水體,河南境內主庫區上游為河道型水體,三個部分呈現“河道型-水庫型-河道型”分布。因此首先分別針對這3部分進行單獨的全面正交網格劃分,最后通過3EWATER中的網格拼接功能將3部分網格合并,到了一個非常完美的丹江口水庫曲線正交網格。同時需要注意的是,丹江口水庫邊界復雜,在劃分網格的同時,遵循水量平衡原則,在保證網格覆蓋的水體體積與水庫實際體積一致的前提條件,網格不必完全貼合水庫的輪廓邊界,這樣既能保證模型的計算精度,又能節省模型建模的工作量。

丹江口水庫正交曲線網格
?由于丹江口水庫地形資料屬于保密數據,為了更好的模擬丹江口水庫的真實污染物擴散場景,我們通過官方渠道查閱了丹江口水庫的“水深-庫容”變化曲線,通過該曲線反演推導出了一套適用于丹江口水庫漸變的地形,并通過試算很好的擬合了實際的變化曲線。網格覆蓋范圍為丹江口水庫最大水位時邊界范圍,通過這種漸變地形,模型可以根據水庫水位的高低,自動判斷水體的覆蓋范圍,將低水位下未淹沒的地區自動從模型計算中剔除,高水位情況下被重新淹沒的地區加入模型計算。
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丹江口水庫地形
?完成基本建模后,首先調查了包括鄖縣、丹江、淅川、黃家港以及南水北調出水口5個邊界的水文、水質情況,同時查閱丹江口水庫流域的周邊行政區域和主要的交通干線,對可能發生事故風險的點位進行了標注,最終篩選出36個風險點位。
?針對各個風險源制定了不同的風險預案,包括時間、強度,通過3EWATER軟件對各個風險預案進行計算分析,并針對每一種風險場景繪制出其在一定時間內的分布范圍、影響程度,評估對應場景下對取水口造成的潛在影響。將最后的成果編制成冊,得到客戶的好評。