基于潮汐时变特征的水质时空双重达标控制标准

潮汐河口水文、水质要素具有日内、月相周期性的时变特征,不适用恒定流的计算方法和评价标准进行水质达标控制,从而无法科学核定河口的水环境容量用于水污染防治管理。本文针对潮汐河口的非恒定往复流特性及水质的时变特征,提出了适用于潮汐河口水质达标控制的时、空双重控制标准;建立了钱塘江河口潮流水质模型,基于水质时空双重达标控制标准核定了各水功能区的环境容量。其中时间控制标准采用1d内超标小时数和月内超标天数两个指标控制,空间控制标准采用功能区空间平均水质、交界断面水质、混合区面积和敏感点水质等4项控制指标进行控制。水质时、空双重控制标准能够更全面更真实的反映潮汐河口水质达标情况,从而有效保护河口水资源水环境质量。其计算思路和方法可供相关水环境研究人员和环境管理人员借鉴。     

闽江下游北港河段污染物运动特性模拟与分析

建立了闽江下游北港河段二维水动力、水质耦合模型,对不同排污口污染带特征进行了分析比较,结果表明：排污口的布置对北港水质有很大影响,在排放相同浓度相同流量的污染物时,各排污口污染带长度和宽度完全不同。各排污口污染带长度明显大于宽度,彬德闸、江泗闸产生的污染带比较短,五孔闸、九孔闸污染带很长,在排放流量为40m^3／s,排放浓度为15mg/L时,在彬德闸或江泗闸排放对东南水厂水质影响较小,在五孔闸或九孔闸排放对东南水厂造成很大的影响。     

南通帝人扩产工程废水排放对长江水环境的影响

以南通帝人扩产工程项目为例,通过建立数学模型,进行水量水质计算,分析了扩产工程废水排放对水环境的影响。结果表明,无论是正常排放工况下,还是非正常排放和事故性排放工况下,在大小潮涨落潮时,扩产后工程废水排入开发区污水厂处理后对上、下游保护目标的影响很小。     

太湖典型入湖河道附近水域污染带模拟研究

通过二维水质模型对入太湖河道附近水域产生的污染带进行模拟，给出不同风场作用下，典型入湖河道排放口排放量与污染带面积的关系曲线，并用方程拟合曲线，同时得出入湖河道附近水域污染带变化的一些基本规律，为排放单位和水质管理部门对污水处理程度，最佳排放方式提供科学依据，便于污水排放实行优化管理。     

入海河口区水环境管理问题与对策

入海河口(简称“河口”)既是河流的终端又是海洋的起点,水动力特征、水质特征和水生态特征均既不同于近岸海域也不同于河流,对近岸海域水环境质量至关重要.自20世纪50年代以来,我国河口海岸管理工作经历了重大发展与变革,各涉海管理部门提供了一定的管理支撑,但也存在多个问题亟待解决.如多个功能区划作用于同一河口水域;咸淡水水质功能类别不一致,水质指标体系存在显著差别;重要河口水环境质量评价结果长期“一片红”,不能客观反映公众、地区及国家水质目标责任主体需求;未明确河口的管理范围,造成与《环境保护法》相应的管理措施无法相适应等问题.针对上述问题,并在详细分析河口生态环境特征的基础上,借鉴国际河口水环境管理经验,提出了科学划分河口水体单元并纳入流域管理;以河口为纽带,开展我国重点流域及海域水生态分区工作;协调多个标准在河口区域差异,同步考虑GB 3838—2002《地表水环境质量标准》和GB 3097—1997《海水水质标准》修订工作;陆海统筹,河海兼顾,充分发挥从山顶到海洋的营养盐控制策略等相关衔接建议.      

山西省沁河流域农村生活污水入河水质研究

针对农村生活污水管理的需求,在水生态功能区和水环境控制单元的基础上提出了农村生活污水入河水质核算方法.具体步骤包括:①根据地貌类型、降水蒸发量、植被和土壤类型等指标,进行水生态功能区划分;②在水生态功能分区基础上,结合水文单元和行政区边界,划定水环境控制单元;③对控制单元内的水环境容量进行计算,并调查核算各类污染源污染物排放入河量,然后基于水环境容量和污染物入河量确定农村生活污水污染物排放限值.结果表明,沁河流域可划分为2个一级水生态功能区和7个二级水生态功能区,并划分为15个水环境控制单元.以控制单元内沁河上游水质改善区为例,区域内农村生活污水COD排放限值为134.05 mg·L~(-1),且此标准下河流不满足接纳农村污水进行NH_3-N消减的条件.在以上研究成果基础上,提出了农村生活污水分区分级管理措施建议.     

基于Delft3D模型的近海水环境质量数值模拟研究

以天津市近岸海域为例,基于Delft3D数学模型,开展了近海水环境质量数值模拟研究。首先,采用Delft3D模型中的Grid模块对研究海域进行网格划分和地形处理;然后,以5个主要陆源入海河口的排污数据作为模拟模型闭边界取值,并根据实测资料设定模型的开边界条件及模型参数;最后,采用Delft3D模型中的水动力模块Flow和水质模块Waq,对5个陆源入海河口处的示踪浮子运动轨迹及近海流场、水质变化规律进行了模拟研究。模拟结果表明:天津市近岸海域的流场基本可分为大沽口以南的逆时针流场和大沽口以北的顺时针流场两大区域,在该流场的驱动下,不同陆源入海河口处排放的污染物有着较为规律的运动轨迹和相应的影响范围,表现出明显的区域性污染特征,模拟分析结果与天津市近岸海域实际情况基本一致,可为天津市近海水环境的区域化管理提供决策支持。     

影响系数矩阵在河流水质规划中的应用

河流水质规划中常常要用水质数学模型来模拟水体的水质、刻划岸边污染带、对水质进行预测，并结合其它模型对污染物排放进行总量控制，以及对污染方案进行水质验证。由于水质数学模型的单向性（即数据只能从输入流向输出），在实际工作中当需要逆计算时（如计算水环境容量等）往往采取试算法，工作量较大。本文介绍的影响系数矩阵法可以方便快捷地完成上述各项工作。此法在中英国际合作项目“长江、嘉陵江水污染控制规划研究”中已采用，效果较好。     

黄河流域水环境问题研究现状、挑战与展望

黄河流域生态保护和高质量发展是国家重大发展战略,保护黄河是事关中华民族伟大复兴和永续发展的千秋大计.近年来,黄河流域水环境质量明显改善,但有限的水资源和脆弱的生态系统使得黄河流域水环境保护仍面临巨大的挑战.科学诊断黄河流域重大水环境问题是新时期治理黄河的前提和关键.本文围绕黄河流域水环境问题诊断这一主题,聚焦黄河流域断面水质改善的核心需求,首先分析黄河流域水环境现状,发现黄河流域整体水质持续向好,但干支流水质改善不同步,流域主要污染指标时空差异显著,中下游和部分支流污染严重;其次梳理国内外相关研究进展和主要挑战,总结断面水质提升所需的核心理论与技术,如水环境承载力评价、污染排放清单构建与水环境模型模拟等方面的应用与发展趋势,发现黄河流域存在气候变化影响下水沙变化大、现有排放清单分辨率不足、水环境模拟缺乏多尺度污染排放-断面水质响应关系研究等问题,难以支撑未来精细化水环境管理.对黄河流域水环境研究的未来发展进行了展望,建议未来在以下几个方面开展进一步研究,包括气候变化下黄河流域水环境承载力研究、黄河流域高分辨率排放清单构建、多尺度污染排放与断面水质响应关系.     

长江南通段污染带影响因素研究

通过建立应用贴体坐标系和有限体积法求解的二维水流－水质方程的模型，对潮汐河口南通段污染带的影响因素进行研究。揭示了水深、水面比降、纵向及横向混合系数以及污染物的排放时段与污染带范围的相关关系，并进行了各影响因素的灵敏度分析，对灵敏度大小进行了排序：水深＞水面比降＞横向混合系数＞纵向混合系数＞排放时段。     

流域COD减排核证研究——以淮河中上游为例

COD是我国污染减排工作的重要考核指标之一。如何科学核算COD减排是保障我国国民经济和社会发展规划顺利实施的关键问题之一。论文基于分布式水循环模型,构建了流域COD减排核证评估框架;并以淮河中上游为例,分析了多种减排情景对流域水环境的影响,识别了污染减排任务较为艰巨的地区。研究表明：①基准年（1991—2000 年） 研究区出口断面COD_Mn平均浓度为Ⅳ类水水平。为使出口断面水质达到水功能区标准（Ⅲ类）,全流域COD入河点源负荷应削减约18%。②沙颍河中游、涡河上游和贾鲁河、淮河以南等地区水污染状况对减排变化较敏感。若全流域COD入河总负荷削减50%以上,流域水环境质量有明显改善,但北汝河、洪汝河中游、沙颍河下游、涡河上游依然为劣Ⅴ类水体,这一地区农业非点源污染对水污染的贡献比较大。③为改善淮河流域水环境状况,必须加强对入河COD排放的控制,但同时对重点地区农业非点源污染的控制也不可忽视。研究将为流域水污染防治、水质管理提供技术支持和科学指导,也为我国“十二五”节能减排规划的制定和实施提供参考和借鉴。     

基于地表水源热泵尾水排放的江河热环境容量研究

运用FLUENT软件对重庆市洪崖洞水源热泵系统尾水排入受纳水域的过程进行二维数值模拟,选取FLUENT中非耦合、隐式求解器对模型内的定常流动进行求解,得出受纳水域受水源热泵系统温排水影响后的温度梯度和温升面积。在温排水流量为4 500 m3/h、温差为6℃的条件下,得出受纳水域温升值超过1℃的水域面积约为1 600 m2,为模拟江河水域面积的2.0%。选取1℃温升值作为温升带边界控制值,在热泵系统最大负荷工况下,计算得出受纳水域的热环境容量为312.5(m.3℃)/s,剩余热环境容量为306.25(m.3℃)/s。根据地表水环境质量标准,该工程温排水量小于受纳水域的热承载力,不会对受纳水域生态环境造成热污染。     

长江口污染控制区划分研究

为摸清长江口总体污染情况,通过查阅大量的文献资料,从地理位置、污染程度、海洋功能等方面对长江口污染控制区进行了划分;按地理位置把长江口分为南支、北支、南北港、南北槽4个污染控制区,按污染程度从长江口内向东依次分为严重污染海域区、中度污染海域区、轻度污染海域区、较清洁海域区和清洁海域区,按照海洋功能标准把长江口划分为港口航运区、渔业资源利用和养护区、旅游区、海水资源利用区、海洋保护区、特殊利用区、工程用海区和保留区。研究初步分析了长江口的总体污染现状,为长江口将来的环境规划、治理、发展和建设提供参考。     

海岛污水处理厂中水回用环境可行性分析—以平潭金井湾污水处理厂为例

基于污水处理厂的特点和区域的规划资料,本研究利用经验系数法、湖泊完全混合衰减方程和二维扩散方程解析解近似方程等方法,分析了平潭金井湾污水处理厂中水回用环境可行性。中水水量和水质可满足湖泊景观用水、冲厕用水、绿化用水、道路洒水等用途; 中水排入湖泊后可以满足相邻海域的环境功能区水质要求。在事故性排放情况下,湖泊出海口处的有小面积水域的水质超过了海域功能区的水质要求,应采取相应措施加强管理,防范事故性排放; 随着城市化的推进和工业的发展,中水用途将更趋于多样化。     

南京企业雨排和清下水排口排放现状及对策研究

对南京典型工业企业雨排及清下水排口水质排放情况进行监测分析,摸清排放现状,分析成因.并提出对策和建议,要求环境管理部门加强对工业企业雨污分流的监管,各地方可以根据实际情况制定相应的地方标准.以南京为例,加大对工业企业雨排和清下水排口的监测管理力度,把工业企业雨排和清下水排口纳入正常的监测计划,对出现超标以及雨排或清下水排口排放量超过40吨/天的工业企业应安装污染源在线监控系统.最终倒逼企业加强环境管理,减少对外环境的影响.     

Fluent软件在地表水源热泵系统温排水数值模拟中的运用

运用Fluent软件对重庆市嘉陵江化龙桥段瑞安新天地江水水源热泵系统尾水排入受纳水域的过程进行二维数值模拟,选取Fluent中非耦合、隐式求解器对模型内的定常流动进行求解,得出受纳水域受水源热泵系统温排水影响后的温升面积和温度梯度。结果表明:在温排水流量为2.0×103 m3/h、温差为4℃的条件下,计算该水域沿水流方向温升超过1℃的最大影响距离为150.4 m,温升超过1℃的水域面积约为1 525 m2,为模拟江水面积的8.59%。选取1℃温升值作为温升带的边界控制值,并在热泵系统最大负荷工况下,根据W=Q×ΔT计算研究水域热环境容量为19.402 m3.℃/s,剩余热环境容量为17.736 m3.℃/s。根据地表水环境质量标准,该工程温排水量小于受纳水域的热承载力,不会对受纳水域生态环境造成热污染。     

感潮河段污水处理厂尾水对受纳水体的水质影响研究

感潮河段污水处理厂尾水排放对受纳水体产生一定影响,利用二维水动力水质耦合模型,以COD、NH3-N、TP为污染因子,分别以正常排放和事故排放两种条件,模拟江苏南部某污水处理厂尾水排放,分析江段大小潮时污染物浓度增量情况。实验结果表明:正常排放,尾水对排放口附近江段保护区水质影响小;事故排放,尾水对保护区水质无影响,但长江水体影响范围增大,沿岸污染物浓度增高,且小潮周期影响作用强于大潮周期,污水处理厂应加强管理,尤其在小潮时应避免污水事故排放。     

我国典型潮间带不同形态氮的空间分布特征

2014年秋季对全国14个典型潮间带沉积物间隙水与上覆水中不同形态氮的空间分布特征进行了调查,结合沉积物粒度、人类活动等影响因素对其主要影响因子进行了研究。结果表明:间隙水中氮的浓度均受到周边人类活动的影响,流域氮输入是导致河口区间隙水氮浓度高于非河口区的原因之一。不同粒径沉积物对氮的保持能力也是影响其浓度的重要因素。在河口区,人口密度、农田面积和污水排放量对间隙水中DIN浓度有一定影响,海水养殖面积对间隙水中DON浓度有重要影响。其中大辽河口、九龙江口和珠江口潮间带间隙水主要受人口密度的影响,大沽河口主要受人口密度和农田面积的影响,闽江口主要受人口密度和污水排放量的影响,黄河口主要受海水养殖的影响。在非河口区,污水排放量对潮间带间隙水中DON影响显著,由于非河口区养殖降低了氮营养盐尤其是硝酸盐浓度,海水养殖面积和种类对DIN的浓度和结构有明显影响。其中苏北浅滩间隙水中氮主要受污水排放的影响,北戴河沙滩、四十里湾和英罗湾均受海水养殖的影响。     

流域污染负荷解析与环境容量研究

以安徽省太平湖流域为例,运用监测、统计数据以及排污系数法对流域内8种污染源的污染排放情况进行全面解析,结合一维水质模型、沃伦威得尔模型以及狄龙模型等水质模型的应用,在流域水质监测的基础上核算了太平湖及主要入湖河流的水环境容量.结果表明, 2011年,太平湖流域污染物入湖量为:COD 3863.75t/a, NH3-N 410.24t/a, TP 51.63t/a;城镇和农村生活污染为太平湖流域的主要污染源,约占流域入湖污染物总量的60%;麻川河和浦溪河流域的污染最严重;流域污染物的排放在空间上呈现较为明显的区域分布,经济发达区域污染相对较严重.在当前水质目标下,太平湖仍有相当大的可用容量;浦溪河、秧溪河和舒溪河流域的氨氮和总磷排放量接近环境容量,需进行总量控制及削减.