基于Delft3D模型水体流动、污染物对流扩散、质点运移、溢油漂移及地表水环境报告编制教程

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前沿

Delft3D计算网格构建

Delft3D水动力数值模拟

Delft3D污染物对流扩散数值模拟

 一，Delft3D软件及建模

1.1地表水数值模拟常用软件、优势、如何选择

EFDC_Explorer（商业）     Delft3D（开源）        MIKE21（商业）

1.2 Delft3D软件界面

1.3 Delft3D数值模拟

1.4 Delft3D数值模拟的建模步骤

1.5 Delft3D数值模拟基础资料准备

二，Delft3D各模块的基本原理，以及在模型中的操作流程、实例模型

2.1各个模块的相关界面和数据录入 

Delft3D Flow模块

2.2 岸线绘制与导入

Google Earth 岸线绘制

Google Earth kml文件转换Delft3D等软件的岸线文件

2.3计算网格的制作

通过spines构建计算网格

网格贴合岸边界，网格的正交化，边长比等

嵌套网格的生成

2.4 水下地形资料的数字化与基准面的统一

水下地形资料获取（海图数字化）

水下地形资料获取（从CAD中提取）

基准面关系

2.5 构建Delft3D数值模型，学会模拟流场、各种源汇项、边界条件的添加以及模型的识别和验证

潮位验证和流速、流向验证

研究区域水流流场图

2.6Delft3D模型输出数据的处理，相关图件的编制和模拟结果的可视化

粒子漂移示踪线

污染浓度分布图

水体中石油类浓度分布

三，Delft3D数值模拟溶质运移模型建立

对于实际项目，如何建立Delft3D数学模型，模型的各种参数和源汇项输入，进行水流和污染物对流扩散模拟。

3.1建立数学模型（对流扩散方程）

3.2模型的各种参数和源汇项输入，进行水流和污染物对流扩散模拟

边界条件与源汇项输入

污染物浓度分布和逐时变化过程

3.3初始稀释度计算

初始稀释度是指污水由扩散器排出后，在出口动量和浮力作用下与环境水体混合并被稀释，在出口动量和浮力作用基本完结时污水被稀释的倍数。

3.4污染物响应系数与最大允许排放量计算

入海排污口在规定的环境水质目标下所能允许排放的最大污染物量，一般可以通过限制混合区范围来确定。对于重点海域和敏感海域,划定污水海洋处置工程污染物的混合区时还需要考虑排放点所在海域的水流交换条件、海洋水生生态等。

3.5项目实施的环境正效益计算

项目实施前后，由于提标或者纳污管网的完善，而产生的环境正效益。

扩容提标改造后环境正效益

3.6统计污染物影响面积

四，工程实施前后水文情势、流场、冲淤的变化

4.1如何利用数值模型预测工程实施后水文情势的变化

根据《环境影响评价技术导则 地表水环境》（HJ 2.3－2018），水文要素影响型建设项目评价因子，应根据建设项目对地表水体水文要素影响的特征确定，主要评价因子为：水面面积、水量、水温、径流过程、水位、水深、流速、水面宽、冲淤变化等。

工程实施前后流场变

水面面积变化

工程实施后冲淤分布

五，地表水环境风险预测

主要针对风险导则中，危化品泄漏（可溶性化学物质，酸碱性物质等）、燃油泄漏入水引起的环境污染影响。

5.1危化品泄漏

普通可溶性危化品可采用对流扩散方程进行预测计算，对于酸碱性物质如硫酸、盐酸等，则需要换算成[H+]离子浓度后进行计算。

pH影响预测

5.2 溢油风险预测

Delft3D-PART溢油模块可以计算油的输移、扩展、蒸发和分散过程，采用“油粒子”方法（即把溢油分成许多离散的小油滴）来模拟溢油在水体中的漂移扩散过程，包括平流过程和扩散过程，水上溢油主要考虑漂移扩散行为，涉及溢油发生时的初期扩散、在风和水流作用下的漂移、岸线附着等一系列过程。

将结合环评风险导则，考虑不同气象条件、溢油发生时刻和环境敏感目标等因素制定风险溢油计算方案，统计油膜扫水面积，油膜漂移到环境敏感目标的时间，水面残余油量以及水体中石油类浓度等。

油膜厚度分布

5.3建模经验

模型发散和调试经验

检测流场的合理性

边界条件是否正确

调整时间步长

适当增大涡粘系数

改变局部糙率

边界流场不合理

水/潮位不符合实测（过程曲线和相位）

流量/潮流不符合实测（过程曲线和相位）

六，地表水环境影响评价导则

6.1地表水评价等级判定、评价范围、评价时期和评价因子确定

地表水导则对于预测因子、范围和情景的要求

6.2地表水环境影响评价报告编写思路

报告目录