多污染源、多取水口城市河流实用水质模型

本文提出污染复杂、污染源密集、且有多个取水口的城市河流水质模型(包括BOD/NH_3-N/NO_2~--N/NO_3~--N/DO多级藕合模型)的建立方法,导出了完全混合式单元河段水质模型参数估值及水质模拟计算公式,并通过实例说明其科学性和可行性。     

简化河流水质1号模型(RWQM1)实验研究

为了建立标准、一致的河流水质模型,并使它们可与标准活性污泥模型直接相连,国际水协会(IWA)专门成立了河流水质建模任务组,并发布河流水质1号模型(RWQM1)。根据河流水质1号模型(RWQM1)子模型选择原则,通过试验研究,得出以下两点结论:(1)简化河流水质1号模型能充分考虑废水生物处理自身的特点,较为深入地反映活性污泥生物反应过程的主要行为;(2)通过参数灵敏度分析,发现对模拟COD值影响较大的动力学参数是kgro,H,aer,To和khyd,To,对模拟TP值影响较大的动力学参数是kgro,H,aer,To、kgro,N1,To和βN1,对模拟NH3-N值影响较大的动力学参数是kgro,N1,To和βN1。     

改进的有限单元法在河流水质数值模拟中的应用

利用有限单元法进行二维水质模拟不用考虑河流速度和流量分布等资料,可以直接根据河床地形特点求出水质分布.但传统方法需要利用作图法求出累积流量曲线,是整个模拟过程中最耗人力物力的过程.为解决这一问题,探讨了拉格朗日插值法在复杂河段二维水质模型数值计算中的应用,运用该方法对三峡长寿段的排污口对干流影响进行了数值计算,并将计算结果与作图法的结果进行了比较,比较结果验证了该方法具有省时、高效的优点,具有更加广阔的应用前景.     

钱塘江河口段水环境现状与保护对策

系统地分析了2001-2008年钱塘江河口段干流地表水、海水及两岸平原河网地表水的水质变迁与现状.结果表明,钱塘江河口段干流地表水水质总体较好,但大部分河段仍未达到<浙江省水功能Ⅸ水环境功能区划方案>的要求,主要的超标项目为NH4+-N和TP,其次为高锰酸盐指数和BOD5,并且DO浓度总体呈现下降趋势;干流海水水质总体较差,主要超标因子为无机氮与活性磷酸盐;两岸平原河网大部分河段水质为<地面水环境质量标准>(GB 3838-2002)V类或劣于GB 3838-2002 V类.为保障钱塘江河口段水资源的持续利用,提出了相关的水环境保护对策.     

基于智能优化算法的河流水质模型参数的优化

为探索河流水质模型参数新的求解方法，根据有限的实测数据，分别应用免疫进化优化算法和免疫进化优选的捕食搜索算法，对河流水质模型计算公式中的多参数进行优化。将优化得到的计算公式用于国内外若干河流的河段中DO浓度值的拟合，并与实测结果进行了比较。结果表明，将免疫进化优化算法或免疫进化优选的捕食搜索算法优化得到的水质模型参数精度不仅较高，而且相对稳定，从而为河流水质模型参数的优化提供了一种新方法。     

基于智能优化算法的河流水质模型参数的优化简

为探索河流水质模型参数新的求解方法，根据有限的实测数据，分别应用免疫进化优化算法和免疫进化优选的捕食搜索算法，对河流水质模型计算公式中的多参数进行优化。将优化得到的计算公式用于国内外若干河流的河段中DO浓度值的拟合，并与实测结果进行了比较。结果表明，将免疫进化优化算法或免疫进化优选的捕食搜索算法优化得到的水质模型参数精度不仅较高，而且相对稳定，从而为河流水质模型参数的优化提供了一种新方法。     

未确知信息对河流型水源保护区划分的影响

基于未确知数学理论,考虑河流环境系统信息的未确知性,定义二维水质模型主要参数为未确知参数,建立未确知二维水质模型,递推计算出保护区划分的合理长度及对应的污染物浓度取值区间及可信度分布,并对未确知二维水质模型中各参数的影响做了比较分析。结果表明,利用未确知二维水质模型,以COD为污染物计算的晋江干流水源二级保护区水域长度为6 220m,该长度能在0.934 0的主观可信度上保证水质安全,而基于确定性水质模型,利用各参数均值计算的保护区长度5 350 m存在95.22%的水质超标风险率。未确知二维水质模型各参数影响分析表明,模型应用的未确知参数及各参数变异性对模型计算结果有较大关系,未确知参数考虑越多,保护区划分长度越长;参数变异系数越小,其对计算结果影响越小。     

分光光度法测定废水中1,2—丙二醇二硝酸酯(PGDN)的研究

本法分析1.2—丙二醇二硝酸酯(PGDN)首先让其水解生成NO_2~-,通过NO_2~-和对氨基苯碘酸的重氮化反应及与N—萘基乙二胺的偶联反应,生成稳定的桃红色染料,能进行比色测定。我们的主要改进方法是把本法用于废水中PGDN的分析。用正己醇从废液中萃取硝酸酯,排除硝酸盐、亚硝酸盐等无机盐的干扰。然后借助于乙醇和水混溶,在碱性介质中进行水解反应,生成NO_2~-,再和对氨基苯磺酸、N—萘基乙二胺反应,能进行比色测定。该方法的灵敏度比原来显著提高,最小检出量为0.02微克/毫升。本方法可用于低浓度PGDN水样的分析,也可用于其他低浓度多元醇硝酸酯的分析。     

概论

自 Streeter-Phelps 水质模型建立以来,水质数学模型在环境问题研究中的应用越来越广泛。水质模型作为水质规划和环境质量管理的有效工具有了较大的发展,特别是近几十年,在环境污染控制和水质规划研究中,水质模型显得尤为重要。利用水质模型进行河流、湖泊、水库及河口等的水质规划已取得了成功。一些在五、六十年代曾经严重污染的河流,如芝加哥河、泰晤士河以及特拉华河口等利用所建立的水质模型进行     

小型景观湖水质模拟及应用研究

由于小型景观水体的体量和再生水补水措施的施行，其水质随环境和入水水质的变化和富营养化过程较大型水体快。由EFDC模型和WASP模型耦合建立小型浅水景观湖生态动力学模型，用实测水质数据进行参数率定与验证，可实现小型景观水体水质变化趋势的模拟，为水质管理提供决策支持。在此基础上，对民主湖在几种水质保障方案下1年的水质变化进行了模拟预测和对比，结果表明，作为富营养化程度表征的叶绿素a在空间和时间分布上均存在一定的规律性，夏季由于温度升高，叶绿素a浓度较高，说明藻类等浮游植物迅速增殖，是水质恶化水华暴发的高发期，而采取加大湖水水力循环和改善入口水质的控制方案，可使水质得到良好保障。     

水力学迁移模型

水力学数学模型有零维、一维、二维和三维的方程。零维模型用于最简单的、理想的状态下的水质预测。一维模型用于断面平均流量参数,并考虑参数在纵向方向上的变化;二维模型不仅具有一维模型的特点,同时还考虑参数在横向方向上的变化;三维模型用“点”流量参数,它不仅考虑纵、横两个方向上的参数变化,而且还考虑参数在垂直方向上的变化。很显然,三维模型比其他     

河流温度模型

对于所有的水质因素,其中温度是非常重要的变量之一。因为大多数影响水质的过程都与温度密切相关。这些过程包括化学的、生物反应、氧的溶解过程以及藻类生长等等。研究温度对水体的影响、建立相应的温度模型是水质模型研究的重要组成部分。本章将讨论温度与水体的关系,并建立相应的河流温度模型。     

本质模型在河流(河口)、湖泊(水库)水质管理中的应用

水质模型适用于河流、河口、湖泊及水库的水质预测、水质规划和水质管理.本文着重介绍了线性规划在水质管理中的应用,动态规划法在环境问题中的应用,并以桂林城市发展对漓江水质的估算和沱江氮污染容量的估算为例论述了水质模型在污染防治中的应用.     

基于MIKE21的万宝湖二维水环境数值模拟

以大庆市万宝湖为研究区域,应用MIKE21软件,建立万宝湖水动力和水质二维耦合模型,以实测资料为依据,进行模型参数的率定和验证。结合模拟结果,分析了万宝湖的水动力条件变化特征及其对于水环境中各种污染物迁移转化机制的影响。结果表明,万宝湖各主要污染物在靠近湖岸和排口附近浓度较大,并由湖岸向湖心呈梯度递减,形成岸边污染带,各污染物在不同的排口浓度分布具有差异性。最后,针对万宝湖的污染状况和污染物分布特点提出了相应的治理建议。     

基于农业非点源污染模型的灞河流域径流模拟与分析

以西安市灞河流域为研究对象,运用农业非点源污染模型(AnnAGNPS)开展径流模拟应用研究。基于马渡王省级监测断面日观测数据,以2002—2003年数据校验模型参数,分别对曲线数(CN值)、沟道曼宁系数、土壤有效含水量等敏感性参数进行调试,采用2004—2005年数据验证模型适应性。结果表明:(1)年、月尺度径流模拟的相对误差(Re)在±12%以内,相关系数(R2)、效率系数(Ens)均大于0.80,AnnAGNPS模型能够很好地模拟灞河流域产流规律;(2)研究区年径流深介于66.9~727.6mm,其中乔木林的产流系数最小,耕地的产流系数是乔木林的1.5倍。不同土地利用类型的产流系数及其等级划分为后续非点源关键源区识别提供定量参考,对地方政府开展水质目标管理有一定借鉴作用。     

城市景观河流夏季污染状况及营养水平动态分析--以天津市津河为例

以CODMn、氨氮、总氮、总磷和叶绿素a等为主要指标。对天津市一条典型的景观河流——津河进行了调查分析。结果表明,津河水质介于地表水环境标准(GB3838—2002)的Ⅳ和Ⅴ类之间,营养状态为重富营养。且在多个采样点出现蓝藻水华。水体中的各项指标的变化趋势为,CODMn与叶绿素a都是在7月达到最高,随后逐渐降低。总溶解性氮夏季变化曲线呈倒“S’形。7月最低。8月最高。河道上游总溶解性磷一直比较稳定,而下游在8月上旬急剧升高。藻类演替过程大致为粉末微囊藻-皮状席藻-多种蓝藻。与改造之初相比。水质状况有所改善。     

基于三角随机模拟和ArcGIS的河流水环境健康风险评价模型

基于河流水环境系统中随机性、模糊性等多种不确定性共存或交叉存在的特性,将三角模糊数与随机模拟方法相耦合,构建了三角随机模拟模型,并将其应用到湘江(长沙段)的健康风险评价中。通过将各参数浓度进行三角模糊化和随机模拟,结果表明,各断面污染物造成的健康风险的变化趋势,总体沿湘江上游至下游逐步降低,表现为昭山猴子石五一桥橘子洲乔口三汊矶,且昭山、三汊矶断面和乔口断面均有恶化趋势。相对于常规的确定性方法,本模型能够得出评价区域健康风险的可能值区间及其相应的概率水平等定量信息,更加客观、全面地表征评价区域的风险状态及其空间分布差异,为决策者提供更多有用的信息。     

城市内河综合水质对再生水补水的响应

为解析再生水补水对城市内河水质的影响,以合肥市塘西河为例,采用一维水动力水质模型,结合模糊模式识别方法,研究再生水补水位置、水质和补水量对塘西河水质的影响。模拟结果表明:再生水补水改变了河流水动力特征、污染物负荷及其扩散降解过程,影响河流水质空间分布,且对补给点附近的河流水质影响最为显著;通过模糊模式识别分析发现,补给点越靠近上游对河流水质的改善作用越大,提高补水水质或增大补水水量均可进一步改善河流水质。     

QUAL2K模型在西苕溪干流梅溪段水质模拟中的应用

QUAL2K是一维稳态水质模型,由美国环保局开发并在QUAL2E模型的基础上发展起来的.采用QUAL2K模型对西苕溪干流梅溪段的水质进行了模拟和预测.针对西苕溪的具体情况,选用COD、氨氮和总磷作为模拟预测指标,用模型率定法并参考相关文献确定了COD降解系数Kc、氨氮降解系数Kn和总磷平衡系数Kp等水质参数,并对模拟结果进行了验证,结果表明预测值和实测值的相关性较好.     

再生水补水人工湖水域聚类划分及水质指标时空分布特征

以天津临港生态湿地公园人工湖水质和水文的调查数据为依据,运用相关性分析和聚类分析将研究水体划分为3类水域。研究了不同聚类水域水温、DO、p H、氮磷营养元素以及Chla的时空分布特征。结果显示,DO、硝态氮、TN、TP与流速呈显著正相关,水温、SS与流速呈显著负相关。Chla与水深呈显著正相关,TN、硝态氮与水深呈显著负相关。断面宽度与所有理化指标均没有显著相关性。3种水域在监测期间N/P比(TN/TP)显示湖泊正在从氮营养元素限制型(N/P7)向适宜藻类生长的营养类型过渡。富营养化评价显示,再生水为补水的临港人工湖在监测期间水质已处于中度富营养,主要贡献因子为COD和TP。