基于灰色关联分析的蒙特卡罗法建立水库出库水质预测模型

运用灰色理论和蒙特卡罗方法相结合建立的水库出库水质预测模拟模型,首先采用灰色关联分析方法科学准确的识别出主要影响因素,接着用蒙特卡罗原理预测,克服了专家直接给定法的主观任意性,并且同时考虑多个主要因素对水质状况的影响,使预测出的结果客观、合理。     

北京市官厅水库水质预报系统

CE-QUAL-W2模型是近年来新开发的水动力学与水质模型,可模拟河流、湖泊、水库等 不同条件下多种污染物的迁移转化规律.根据官厅水库狭长、水浅和水文、水力、水质扩散 等特点,采用CE-QUAL-W2模型模拟其水质变化,并对模拟模型水质参数进行验证,将其用于官 厅水库水质的预测研究;进而提出官厅水库水污染控制的对策及建议.     

CE-QUAL-W2模型应用探讨

通过二维纵向横向平均水动力学和水质模型(CE-QUAL-W2模型)对山仔水库进行水力学和水质的模拟,运用2006年4月至2006年5月的实际观测数据校正模型参数,并对山仔水库不同流量下的水质情况进行预测.模拟结果显示:温度分布在水库水体中存在空间和时间的异质性:水质重要组分如溶解氧,浮游生物量,总溶解固体,正磷酸盐,硝酸盐氮等的模拟值同观测值非常相近:调节水库的流量对改善水体水质情况有很大的作用.     

CE-QUAL-W2模型在上海市大型饮用水水库中的应用

通过二维纵向横向平均水动力学和水质模型（CE-QUAL-W2模型）来模拟上海大型饮用水水库的水质状况。模型初步模拟了该水库中不同深度水层的水质状况,使用2011年1月到2011年11月单月（包含一年四季代表性）的数据对模型主要参数进行校正。结果显示,水质状况的模型计算值与实测值比较接近,与实际情况较吻合,AME和RMS值较好,预测该水库的水质是Ⅰ～Ⅱ类。通过本文对该（CE-QUAL-W2模型）的应用得出的结果显示,该模型也适合模拟一些具有湖泊特性的河流,尤其适用于对水体的水质评估。     

有限单元法在复杂河段二维水质模型计算中的应用

本文探讨了复杂河段二维水质模型有限单元法的求解方法．并计算了大源渡水库对湘江衡阳城区段水质的影响，应用本文的方法可以进行复杂地形条件下二维河流水质的模拟与预测。     

烟台市门楼水库水质污染源调查及水质模型建立研究

采用综合营养状态指数法分析了烟台市门楼水库2013年的水质监测数据,对水质情况做出了评价,门楼水库水体达到了中度营养的水平.建立了水质预测模型,对2014年的污染物浓度进行了预测,通过与实测浓度对比验证表明该水质模型适用于烟台市门楼水库.经过调研分析,发现引起水体中度营养化的主要原因是农业面源污染,提出了适合于门楼水库的营养化防治对策.     

北京密云水库富营养化预测模型的研究

本文实质上是分层水库的水动力生态水质模拟模型。模型预测了水库水位、水温、悬浮物,可溶解磷、颗粒磷、总磷、消光系数、浮游植物和透明度等参数的月平均值或部分月平均值。预测值与实测值拟合良好。      

基于水动力学的中小水库藻类生长模型及蓝藻暴发的模拟

应用PHREEQC软件建立了基于水动力学作用的温岭市太湖水库藻类生长模型。选用2007年度温岭市太湖水库总磷、总氮、水温、叶绿素a的实测值,采用三次样条插值的方法估计出每一天的总磷、总氮、水温、叶绿素a的数值,对模型参数进行了率定和验证。将建立的模型应用于2009年温岭市桐岭水库水华暴发的模拟预测中,结果表明本文所建立的模型进行模拟运算精度较高,可以应用于中小型水库水华暴发的模拟预测方面。     

暴雨径流潜流过程及其对分层水库水质的影响

为探究汛期暴雨径流潜入演变过程及其对分层水库水质的影响,以西安金盆水库为研究对象,对2015年6月和2017年10月2次暴雨径流过程中各监测点水温、溶解氧、浊度、总氮、总磷和COD_Mn等水质指标进行持续监测.结果表明：径流量在300~400m³/s时,潜流经历全断面径流-底部潜流-中部潜流3个阶段,最终潜入主库区中部水体.暴雨径流的汇入使水库热分层结构稳定性受到一定破坏,中下部水体溶解氧得到补充.暴雨径流携带的大量泥沙及氮、磷营养盐等污染物质会对水库水质造成较大冲击,2015年6月暴雨径流使水库中层水体总氮、总磷、COD_Mn和浊度从1.60,0.021,3.70mg/L和5NTU增大为2.37,0.100,5.80mg/L和93NTU,水质污染特征为短时高污染负荷.     

湖泊水质管理

湖泊水质管理措施很多。对于人工湖泊,管理措施有湖址选择(如果尚未选定的话);湖泊出口结构设计方式;进水成份的控制;人工破坏水的自然分层(例如,利用压缩空气或机械泵);疏浚挖捞;以及选用其他一些可能影响水质常见的物理、生物和化学法。实际上,能较正确地预测水质及对管理措施影响的模拟模型才开始出现。除了完全混合的水库外,能将湖泊及水库的水质预报和各种管理措     

基于EPANET-MSX的多组分给水管网水质模型的开发与应用

基于EPANET-MSX工具包开发了机制性的多组分给水管网水质模型,模型将管段概化为管壁、生物膜、液膜和液相4个组成部分.模拟过程包括基质利用和微生物生长、微生物衰减和死亡、溶解性物质的液膜传质、不溶性物质的吸附和脱落、余氯与有机物的氧化和卤代反应以及管壁腐蚀消耗余氯等.模拟变量共15个,包括生物膜和液相中各7个变量,即溶解性有机物、不溶性有机物、氨氮、余氯、异养菌、自养菌和惰性颗粒,以及管壁生物膜厚度.利用管段模拟实验数据进行模型验证,模型对余氯和浊度的模拟精度分别为0.1 mg/L和0.3 NTU.案例研究的模拟结果合理地反映了给水管网中余氯和浊度的动态变化特征,而同时考虑水厂出水水质可变性和参数不确定性的Monte Carlo模拟则可用于评价案例给水管网的水质超标风险.     

原水生物预处理的轻质滤料滤池和陶粒滤池运行效果对比

以我国北方某水库水作为试验用原水,对比研究了采用biostyrene轻质滤料为填料的新型生物滤池和生物陶粒滤池对该原水进行生物预处理时的实际运行情况.结果表明,作为一种生物预处理工艺,轻质滤料滤池处理过程可以明显地改善原水水质.对于该试验原水而言,轻质滤料滤池对COD_Mn的去除在5%～20%之间,对NH₄⁺-N的去除则达到80%～95%,出水浊度也得到一定程度地降低,说明该滤池用于饮用水水源生物预处理是可行的.试验结果还表明,在相同的运行条件下,轻质滤料滤池对原水中的污染物,特别是对有机污染物和浊度的去除效率低于陶粒滤池,反冲洗过程对其运行效果的负面影响也比陶粒滤池显著.     

基于无人机多光谱影像和OPT-MPP算法的水质参数反演

无人机多光谱遥感可用于监测多个水质参数,如悬浮物、浊度、总磷和叶绿素等,建立稳定和准确的水质参数反演模型是开展这一工作的前提.matching pixel-by-pixel(MPP)算法是一种针对无人机影像高分辨率特点的反演算法,但其存在运算量过大和过拟合的问题,基于此,提出optimize-MPP(OPT-MPP)算法,以克服运算量过大和过拟合的问题.本研究以浙江省杭州市青山湖作为研究区域,采集45个样本,分别构建悬浮物浓度(SS)与浊度(TU)的OPT-MPP算法反演模型.结果表明,最佳悬浮物反演模型的决定系数R~2达到0.787 0,综合误差为0.130 8;最佳浊度反演模型的决定系数R~2达到0.804 3,综合误差为0.150 3.最后利用分别建立的两个参数的最优模型,实现青山湖各实验区域的水质参数空间分布信息的反演.     

Effect of a seasonal di use pollution migration on natural organic matter behavior in a stratified dam reservoir

This article aims to describe the influence of di use pollution on the temporal and spatial characteristics of natural organic matter (NOM) in a stratified dam reservoir, the Daecheong Dam, on the basis of intensive observation results and the dynamic water quality simulation using CE-QUAL-W2. Turbidity is regarded as a comprehensive representation of allochothonous organic matter from di use sources in storm season because the turbidity concentration showed reasonable significance in a statistical correlation with the UV absorbance at 254 nm and total phosphorus. CE-QUAL-W2 simulation results showed good consistency with the observed data in terms of dissolved organic matter (DOM) including refractory dissolved organic carbon (RDOC) and labile DOC and also well explained the internal movement of constituents and stratification phenomenon in the reservoir. Instead turbidity and NOM were related well in the upper region of the reservoir according to flow distance, gradually as changing to dissolved form of organic matter, RDOM a ected organic matter concentration of reservoir water quality compared to turbidity. To control the increase of soluble organic matters in the dam reservoir, appropriate dam water discharge gate operation provided e ective measurement. Because of the gate operation let avoid the accumulation of organic matter within a dam reservoir by shorten of turbid regime retention time.     

Effect of a seasonal diffuse pollution migration on natural organic matter behavior in a stratified dam reservoir

This article aims to describe the influence of diffuse pollution on the temporal and spatial characteristics of natural organic matter (NOM) in a stratified dam reservoir, the Daecheong Dam, on the basis of intensive observation results and the dynamic water quality simulation using CE-QUAL-W2. Turbidity is regarded as a comprehensive representation of allochothonous organic matter from diffuse sources in storm season because the turbidity concentration showed reasonable significance in a statistical correlation with the UV absorbance at 254 nm and total phosphorus. CE-QUAL-W2 simulation results showed good consistency with the observed data in terms of dissolved organic matter (DOM) including refractory dissolved organic carbon (RDOC) and labile DOC and also well explained the internal movement of constituents and stratification phenomenon in the reservoir. Instead turbidity and NOM were related well in the upper region of the reservoir according to flow distance, gradually as changing to dissolved form of organic matter, RDOM affected organic matter concentration of reservoir water quality compared to turbidity. To control the increase of soluble organic matters in the dam reservoir, appropriate dam water discharge gate operation provided effective measurement. Because of the gate operation let avoid the accumulation of organic matter within a dam reservoir by shorten of turbid regime retention time.     

饮用水水源保护区河流水环境容量计算模型

基于河流一维水环境容量计算模型,通过水质控制目标分析,引入了饮用水供水水库的水环境容量决定其保护区内河流水质控制目标的概念,提出以水库的水环境容量为其上游保护区内河流段末的水质控制目标,解决了由于河流与湖库的总磷水质标准不一致、水质标准中没有河流总氮指标以及水环境容量计算中河流与湖库水文设计条件不同步等,导致水源保护区内河流的水质控制目标确定困难的问题,建立了针对饮用水水源保护区内河流水环境容量的计算模型和方法,本模型直接表达了饮用水供水水库与其上游河流水环境容量之间的定最关系,体现了2个水域间的连续性和相互作用关系,为实现饮用水供水水库及其上游河流的污染物总量控制提供了可靠的科学依据,应用本模型,计算了正在建设中的老虎潭水库保护区内河流的水环境容量.结果表明,根据老虎潭水库水环境存量,保护区内河流的总氮水环境容量为65.05 t·a-1,现状总氮年入河量应削减33.86 t;总磷水环境容量为5.05 t·a-1,现状条件下尚有2.23 t·a-的剩余水环境容量,文中所提出的建模方法可以推广至水质控制目标不同情况下的连续水域,尤其适用于下游水域水质控制要求高于上游水域的情况,拓展了水环境容量的研究思路和方法.     

Water quality induced corrosion of stainless steel valves during long-term service in a reverse osmosis system

The current study analyzes the contribution of 10 water quality parameters (including pH, turbidity, conductivity, total dissolved solids (TDS), hardness, total organic carbon (TOC), alkalinity, calcium ions, chlorides and sulfates) to corrosion extent of stainless steel valves taken from different locations in a reverse osmosis system of a reclaimed water plant. The valves were in service for 5 years. Raman spectroscopy and X-ray photoelectron spectroscopy analyses are conducted to quantify corrosion products on different valves under various water quality conditions. On that basis, bivariate and multivariate regression analyses between the 10 water quality parameters and the corrosion extent of valve specimens (represented by metal loss percentage (MLP) values) are carried out to check the contribution of those water quality parameters to MLP. The results indicate that the proportions of metal oxides as corrosion products vary according to the corrosion extent of the valves. Although no linear correlation is found, all 10 water quality parameters except for pH show a significant positive correlation with the MLP values of the valve specimens. Moreover, results of multivariate regression suggest that the variation of MLP can be explained by turbidity, TDS, TOC and sulfates. A positive contribution of turbidity, TDS and TOC to MLP is observed, whereas the contribution of sulfates is negative. The results from the current work help to identify the reasons for water quality-induced failure of stainless steel equipment in RO systems.     

有限单元算法在水质模拟中的应用研究

利用模拟河流水质的二维水质模型和有限单元算法,使用MATLAB软件进行计算程序的编写,开展该模型和有限单元算法在三峡库区水质模拟的适用性研究。有限单元法的基本思路是把一个连续的环境空间离散为若干个单元,每一个单元都可以是作为一个完全混合的子系统,通过对每一个单元建立质量平衡方程,从而建立起体系模型。模拟因子包括:BOD5、COD、NH3-N三项。由计算值与监测值进行比较后可知,与监测值误差最大的为NH3-N,可达23.8%;最小的为BOD5,误差为5.3%。由此可以说明,本课题的用于三峡水库水质预测的二维水质模型具有较高的精度,能够用来模拟预测三峡水库蓄水以后的水质变化状况。     

运用水质指数法评价厦门石兜—坂头水库水质

石兜—坂头水库是厦门市的重要饮用水水源地,其水质的好坏直接影响供水安全保障。根据2007年11月-2011年10月的水质监测数据,参照GB 3838-2002Ⅱ类水质标准,将27项水质监测指标分为3类,计算历年丰、平、枯水期水质综合指数(WQI),评价水质状况。结果表明:①难处理的毒性污染指标的WQI值小于10,远未危及水质安全;②易净化的污染指标中高锰酸盐指数、五日生化需氧量、大肠杆菌等在个别时段超标;③影响水质的最主要指标是总磷和总氮,单项指数常年保持在40以上,并曾一度接近80,达到Ⅳ类水质标准,水体受到一定的氮、磷污染。④4年来,水质变化处于相对比较稳定的状态,丰、平、枯水期水质变化不甚明显,最大WQI为33.3,水质评价为优良,是合格的供水水源地。就污染物成因及该水源地保护措施进行了探讨。     

ELCOM模型在流溪河水库水温模拟中的应用

水温是湖泊水库生态系统的重要驱动因子,其结构特征对水生态系统中的物理、化学和生物过程起着重要作用。流溪河水库是位于北回归线上的大型山谷型深水水库,一座典型的热带亚热带过渡区水库。本文运用西澳大利亚大学水研究中心开发的三维ELCOM水动力学模型模拟了流溪河水库2008年7月23日到8月24日共32d的水温变化状况,并通过水温实测值进行了验证,模拟值与实测值的相关性R2值达到了0．8342,模拟值与实测值较为接近,ELCON模型较好地模拟了水温的日变化。最后对水温变化的原因和趋势进行了分析。