故县水库，位于洛河干流洛宁县故县镇，距下游的洛阳市160余公里，水库控制流域面积5370km2，占洛河流域面积的44.6%。水库总库容11.75亿m3（设计采用），是一座以防洪为主、兼顾灌溉、供水、发电和养殖等综合效益的大型多功能水库。

 党中央、国务院一直高度重视饮用水水源地环境保护工作，不仅将保障人民群众饮用水安全视为环保领域的重中之重，更是将这项工作提升到社会稳定和民生工程的高度。党的十九大明确提出，从现在到2020年，要坚决打好防范化解重大风险、精准脱贫、污染防治的攻坚战。开展饮用水专项行动，全面解决当前影响饮水安全的环境隐患问题，不仅是打好“污染防治攻坚战”的重要内容，更是落实“防范化解重大风险”决策部署的一项务实举措。生态环境部和水利部联合开展全国集中式饮用水水源地环境保护专项行动，同时2018年3月生态环境部为规范我国饮用水水源保护区划定工作，提升饮用水水源管理水平，正式发布《饮用水水源保护区划分技术规范》（HJ338-2018）。受相关单位委托，我们采用数值模型法对河南洛阳故县水库进行饮用水水源地保护区进行划分。

 根据《饮用水水源保护区划分技术规范》，本次故县水库饮用水水源地保护划分目的主要是确定不同水文条件下污染物传输衰减到一定标准所需的范围。与此同时，故县水库有以下几个特点：

 l 水深较深、垂向上水动力参数的分布存在不可忽略的差异，因此需采用三维模型；

 l 底部地形坡度较大，通常的网格无法解析垂向上的密度变化，因此采用Delft3D中独有的Z网格；

 l 水库面积较大，风对于表层水流流动影响较大，因此将风考虑到本次建模过程；

 l 水库表底温差同样也会影响水动力，因此将温度考虑到本次建模过程。

 综上所述，本次建模本质上是一个水质过程，但是水动力也会对水质分布有重要影响。

 3EWATER软件中直接整合了国家测绘标准的“天地图”地理底图，同时可以支持通用格式的地图shp文件加载，建模工程师对照底图结合故县水库最高水位淹没范围shp图层进行精确轮廓的绘制。由于故县水库属于河道型水库，直接对绘制完毕的河道轮廓进行曲面正交往网格划分。同时需要注意的是，故县水库边界复杂，在划分网格的同时，遵循水量平衡原则，在保证网格覆盖的水体体积与水库实际体积一致的前提条件，网格不必完全贴合水库的轮廓边界，这样既能保证模型的计算精度，又能节省模型建模的工作量。

 地形采用客户提供的底部地形高程资料进行插值获取，网格覆盖范围为故县水库最高水位时边界范围，通过这种渐变地形，模型可以根据水库水位的高低，自动判断水体的覆盖范围，将低水位下未淹没的地区自动从模型计算中剔除，高水位情况下被重新淹没的地区加入模型计算。

故县水库网格

 完成基本建模后，首先针对故县水库的水动力进行率定验证，考虑的过程包括风和温度。率定的参数包括粗糙度、温度传输系数、扩散系数。最终对实测温度进行验证。

监测点模拟和实测垂向水温对比

 在水动力验证的基础上，加上包括BOD5、氨氮和化学需氧量3个参数的水质过程，并结合实测水质数据对相关水质过程中的过程参数进行率定，对实测点的水质浓度进行验证。

 水质验证完毕后，根据《饮用水水源保护区划分技术规范》中的要求，对不同污染物达到规定水质的传输衰减范围进行计算。最终为故县水库饮用水水源地划分提供参考依据，并通过了专家的考核验收。