电子企业水质特征因子与雨污混接诊断研究

针对雨水管网旱天混接排放来源中,工业企业接入雨水管网可能造成的严重水环境污染问题,以城区内存在的电子类工业企业为研究对象,开展了电子类企业混接水质特征因子识别与混接诊断研究.研究表明,在22项水质监测指标中,显著表征电子类企业废水混接的水质特征因子指标包括氟化物、氯化物、硫酸盐;其中氟化物的显著性最高,且浓度变化范围相对最低,约为(10.5±1.76) mg/L(均值±标准差).针对上海市中心城区某排水系统,以氟化物作为特征因子,结合化学质量平衡模型和随机算法对半导体废水混接进行了解析,与调查结果相比,混接水量解析误差在15%以内.进一步针对各种典型工业行业类型,建立混接水质特征因子数据库,可将水质特征因子推广应用于雨水管网混接成因识别.     

水务物联监测技术在排水管网问题诊断中的应用

运用水务物联监测技术对典型区域进行分析，以在线监测数据为基础，构建以数据统计分析为核心的物联监测与管网问题诊断系统，智能诊断评估管网运行状态，分析排水管网入流入渗、淤积、漫溢等问题，掌握整个排水系统在不同工况下的运行状态。结果表明，物联监测技术有助于识别排水管网问题，有效减少排水系统问题排查的成本投入。通过开展入流入渗风险评估、淤积风险评估及漫溢风险评估等工作﹐识别可能存在问题的管段，为后续开展管网改造工作提供数据支撑。该项目可为其他城市推广物联监测技术提供参考。     

城市污水管道入流入渗监测技术研究与应用进展

入流和入渗(inflow and infiltration)会导致管道中水量超过设计水量,是导致污水管道溢流的主要原因。由于管道埋藏于地下,入流和入渗时间和位置随机性强,难于及时发现入流和入渗的位置和原因。目前国外的排水研究和管理人员利用在线监测技术获取了大量的监测数据,分析水量变化规律,并利用烟道测试等检测手段寻找入流入渗源。对排水管道入流入渗的监测和数据分析技术及在实际管理中的应用手段进行了综述,并以国内某城市实际监测数据为例进行入流入渗的分析,可为国内排水管网监控管理提供借鉴。     

分流制系统雨水管网混接旱天排放污染特征研究

分流制排水系统中,雨水管网混接污水在旱天直排河道,造成河道水质恶化.本文以上海市某混接分流制排水系统(3.74 km~2)为研究对象,通过开展雨水管网旱天排放水质监测(SS、COD、BOD_5、NH_3-N、TN等),以及雨水管网旱天污染输移质量平衡分析,研究了混接雨水管网旱天排放污染特征.结果表明:①雨水管网旱天排放分为重力流排放和雨水泵开启排放两种情况,重力流排放水质与混接水量水质和河水倒灌相关,雨水泵开启排放水质与混接水量水质、管道淤泥冲刷和河水倒灌相关.②当旱天前期雨水泵不开泵时间小于2 d时,河水倒灌会对重力流排放和雨水泵站排放水质造成明显影响.③随着前期不开泵时间增加,管道淤积程度越发严重;雨水泵排放COD、BOD_5、SS浓度与前期不开泵时间满足指数关系.④旱天重力流排放期间的管道底泥淤积量大于泵站排放期间的淤泥冲刷量,年度尺度上57%的淤积底泥通过旱天雨水泵开启排出,其余43%的淤积底泥在雨天随雨水泵排出,从而进一步加重了河道雨天污染.     

排水管网规划评价指标体系构建及分形维数应用

针对截流合流制排水管网规划指标体系的构建问题,分别从排水管网的规模、结构、服务质量、经济效益等方面,构建了反映排水管网规划特征、涵盖15个指标的评价体系框架,确定了各评价指标的定义和量化方法. 评价指标定量计算所需要的基础数据,易于在排水管网规划阶段获取,使评价具有较强的可操作性. 在排水管网规划评价指标体系中引入了新的评价指标——排水管网分形维数,用以描述管网的空间分布特征,并采用计盒法计算了排水管网分形维数,经验证,计算结果与实际情况较接近.      

基于光纤分布式测温的污水管道入流识别方法研究

针对排水管网物探检测需断水操作和无法对管道内部实时探查的问题,建立了一种基于光纤分布式测温的污水管道入流诊断方法,实现了无干扰条件下污水管道污水和雨水入流实时监控.采用感温光缆对选择的试验管段开展了时空高精度观测(空间精度1m、时间精度1min),获得了超过118万个管道水温数据.基于解析出的管道水温时空图像,提出了基于水温温差背景噪声值的入流定位方法;确定出无外部入流影响时管道水温空间和时间温差的背景噪声值分别约为±0.2℃和±0.5℃.采用水温图像降噪处理方法,自动识别出污水管道的旱天污水接入和雨天雨水接入事件,与现场调查结果一致.因此,该方法对污水管道入流的动态识别定位具有可靠性.     

中新天津生态城青坨子雨水泵站泵池及雨水管网臭味源分析

雨水泵站外排水体的恶臭对收纳水体水质具有重大影响。以中新天津生态城青坨子雨水泵站为研究区,通过对其泵池水样、雨水管网水样和底泥以及区域地下水的采样监测,分析了导致其外排水体黑臭的主要原因及潜在污染源。结果发现:雨水泵站泵池、雨水管网以及地下水中主要检出污染指标或污染物为电导率、溶解性总固体、总硬度、总碱度、化学需氧量、氯化物、SO₄2-、HCO₃-、钠、钾、钙和镁,其中雨水管网水样水质要略优于雨水泵站泵池水样和区域地下水水样。雨水管网底泥中主要检出污染物为氨氮和硫。雨水泵站泵池和雨水管网水体中的碳、氮和硫等在低氧环境中被还原生成CH₄、NH₃及H₂S,是导致泵池以及雨水管网水体恶臭的主要原因,而泵池及雨水管网水体和底泥中的硫化物在扰动条件下形成硫化铁、硫化锰是导致泵池以及雨水管网水体发黑的主要原因。另外,初期雨水及降雨径流污染是中新天津生态城青坨子雨水泵站污染物的主要来源。结合以上结论,中新天津生态城青坨子雨水泵站及雨水管网臭味处置拟采用曝气为主,防渗、清淤等技术相结合的方案。     

污水管网典型混流制区域水量水质波动特征解析

混流制管网区域的入流入渗等问题致使污水水量水质波动较大,这给城市污水系统运行管理带来极大挑战.以某市典型混流制区域为对象,建立基于物联网的多点同步监测平台,重点研究了混流制污水管网的运行特点,识别关键的特征指标和不同情景下的指标变化特征.结果表明,旱流正常液位情景下水量水质日变化规律明显、多点同步性规律较一致;旱流高液位情景下水量水质日变化规律依然存在,但水质多点同步性差异较大;旱流液位、电导率波动特征受季节降雨量变化影响显著,且其主分布区间与季节降雨显著相关.降雨过程对液位变化速率及特征时段内的电导率变化速率分布特征影响较大,高低液位两种情景下液位、电导率对雨量雨型的响应特征差异显著,低液位时电导率响应更灵敏,高液位时液位响应更灵敏.基于旱季雨季分布规律以及降雨过程水量水质变化特征,建立了基于多点同步监测的管网运行参数特征库,为雨污混流管网优化运行管理提供支持.     

分形维数在城市排水管网规划中的应用

城镇体系空间结构是城镇体系的重要特征之一,对其的定量研究对城市规划具有重要意义.以分形理论为基础,采用集聚维数研究了东莞市各镇区体系的空间相关性.结果表明:镇区之间的集聚程度不大,其大小与经济发展状况和地理位置有较好的对应关系.通过对几个镇区排水管网的长度-半径维数的测算,揭示出镇区排水管网也具有分形特征.综合分析镇区排水管网的规模指标数值可发现规划中存在的问题,并提出如下调整措施:①对于排水管网分形维数较好,规模指标欠佳的镇区,应加快排水管网的规模建设;②对于排水管网规模指标较好,而分形维数较差的镇区,应优化排水管网的平面布置规划;③对于排水管网分形维数及规模指标均欠佳的镇区,需要从排水管网的平面布置规划和建设规模两方面进行优化和调整.      

分流制雨水管网沉积物中典型抗生素抗性基因污染特性

针对城市雨水管网沉积物中抗生素抗性基因（ARGs）污染特性尚不清楚的问题，本研究选择南京江北新区3种不同功能区（文教区、交通区及商业区）分流制雨水管网沉积物作为研究对象，考察了各功能区雨水管网沉积物中细菌耐药性，分析了β-内酰胺类和四环素类两类典型ARGs的组成种类及其相对丰度差异，重点探讨了上述典型ARGs在不同粒径颗粒中的分布特征.结果表明，各功能区可培养细菌总数大小顺序为商业区 > 文教区 > 交通区，而携带典型ARGs的耐药菌（ARB）相对含量大小顺序却为文教区 > 商业区 > 交通区；交通区的典型ARGs相对丰度高于文教区和商业区1个数量级；随着干期长度的增加，各功能区雨水管网沉积物中典型ARGs种类及相对丰度均有不同程度的减少；随着颗粒粒径的减小，文教区雨水管道沉积物中典型ARGs的丰度变化不大，交通区的雨水管道沉积物中典型ARGs的丰度则呈增加趋势，而商业区的无明显规律；粒径较小的颗粒中可移动遗传因子（MGEs）对ARGs的分布影响更大，且以<75 μm粒径段颗粒中的最明显（相关系数为0.874）.     

巢湖入湖河流分类及污染特征分析

为识别巢湖入湖河流主要污染特征和来源,以2008年入湖河流水质监测参数和河流入湖区藻类生物量数据为基础,采用多元统计方法对入湖河流进行了聚类和污染等级分级,并判别了湖区藻类生物量与河流营养盐输入负荷的关系.结果表明,入湖河流可分为3组,其水质分别受城市污染、水土保持和面源污染影响,其中城市污染控制型河流输入到巢湖中高锰...     

深圳湾水环境污染现状及防治对策研究

从流域水系、潮汐特征、泥沙特征等方面介绍了深圳湾及流域的基本情况,分析了平水期、枯水期和丰水期深圳湾海域水质,深圳河、大沙河、凤塘河、小沙河和后海中心河等入湾河流水质,入湾排污口流量和水质状况,解析了深圳湾水质超标的主要原因有流域污染治理与开发进程不匹配、入湾河流水质较差、水动力不足和内源污染严重等问题,从管网建设和管理、污水处理厂建设、水质监测预警体系和流域综合管理模式等方面提出了深圳湾水环境质量改善的对策措施.     

老(旧)城区海绵城市改造探索与实践

以老(旧)城市水问题为导向,结合城市未来发展建设更新需求,坚持"系统构建、分区治理"的建设思路,通过优化调整现有排水分区,布置源头减排工程(建筑与小区、公园广场及道路LID改造项目)、过程转输控制工程(排水管网、调蓄池)和末端调蓄治理(泵站)等系统工程设施来构建海绵城市,综合实现工程总体治理目标。利用MIKE FLOOD分析模型和海绵城市监测系统评估工程建设成效,为海绵城市建设提供了可借鉴的建设经验。     

建筑小区雨水花园空间布局对径流过程影响规律研究

为探究建筑小区雨水花园空间布局对径流过程的影响规律,采用耦合SWMM(暴雨洪水管理模型)管网模块和GAST模型(基于GPU加速技术的地表水动力数值模型)的一二维耦合水动力模型,并以西咸新区天福和园小区为例,模拟计算了实测降雨条件下的径流过程。以雨水花园为研究对象,分别在该小区上、中、下游布设雨水花园,模拟6种重现期,共18种典型工况下其对管网出口径流的调控效果。结果表明:该耦合模型可精确可靠地模拟城市管网排水及地表积涝过程,纳什效率系数为0.80和0.76,模拟结果较好;随着设计降雨重现期增加,径流总量控制率逐渐降低;在相同重现期下,将雨水花园布设于下游侧的径流总量控制率较布设于上游侧时提升了5.33~8.74百分点,提升效果较明显。可见,该研究结果可为优化建筑小区雨水花园空间布局提供参考。     

湿地水动力研究中无人机遥感技术的应用进展、机遇与挑战

水动力过程对湿地生态系统结构和功能具有重要调控作用,准确、高效地获取湿地水动力参数对于湿地研究和保护修复具有重要意义。无人机遥感技术具有操作简便、机动性强、成像高度低、受天气环境影响小的特点,近年来被广泛应用于非接触地进行湿地水动力监测。梳理了无人机在水位、水下地形（水深）和流速（流量）3种主要水动力参数监测中的应用现状,总结了当前方法的不足和发展前景,以期为未来水动力监测及其在湿地管理中的应用提供参考。针对当前存在问题,提出了面对复杂湿地环境和监测需求的高标准化、自动化监测是未来无人机水动力遥感监测的重点发展方向。如何应对未来智能化、信息化湿地保护与管理需求,提高无人机监测效率、数据传输效率,促进无人机与其他多平台监测数据融合技术的发展,推动数字孪生湿地建设应被重点关注。     

面向流域水环境改善的潮汐河道闸门调度优化研究：以相互独立的圩内河网为例

以我国南方某5个相互独立的圩内河网为研究对象,针对感潮河段的特征建立水动力水质耦合模型,比较不同闸门调度策略下的水质改善效果。结果表明：1)圩内河网应在大潮期进行换水,相对小潮期换水最多可缩短7 h的水力停留时间。以示踪剂工况结果为依据,针对进出水闸门距离较短河网,采用单向流调度策略启闭闸门,相对往复流最多可缩短14.18 h的水力停留时间;针对进出水闸门距离较长的河网,采用开启双侧闸门进水从中心排河排水的往复流闸门启闭策略,相对单向流调度策略最多可缩短3.18 h的水力停留时间。2)水质结果表明,应先利用水系连通方式打通断头河,并采用前述的闸门调度策略,最终本片区河网平均水质达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水的断面比例增长了7.3%。研究结果为基于水动力水质改善不同地理特征圩内潮汐河网的闸门调度提供了参考。     

西北内陆河城区段入河水体CDOM三维荧光光谱特征

于2017年8月现场采集并测定了西北某内陆河城区段16个入河排放口水体的有色溶解性有机物（CDOM）三维荧光光谱（EEMs）,深入探讨和分析了其CDOM荧光光谱特征、组成成分、类型和可能来源,探讨了荧光组分对研究河段溶解性有机物的示踪特征.结果表明,污染物产生途径不同,入河水体CDOM的EEMs特征差异显著,除了工业、城镇生活等受人为处理影响的水体外,同类排放源的EEMs具有类似性,大多数入河水体中都包含有类腐殖质荧光A峰.平行因子分析方法（PARAFAC）解析出入河水体CDOM由3个荧光组分组成,即类腐殖质组分C₁（272,437/545nm）和C₃（281,368/437nm）,类蛋白组分C₂（<2150,281/366nm）,其中C₁和C₃具有同源性,且其A峰、C峰的位置发生老化红移现象,C₂组分的类蛋白荧光T峰则较为稳定,可以作为研究河段溶解性有机物来源的指示参数.入河排放水体CDOM的荧光指数（FI、HIX、BIX）在反映人类活动对水质的干扰方面较为敏感,工业企业、城镇生活废水排放源的荧光指数、生源指数与其他排放源有所差异,可以敏感指示人为污染的存在.入河水体CODM的光学参数（a（280）、a（350）、a（355））及荧光峰强度均与TOC、CODcr有一定的线性关系,可用于指示有机污染程度.三个荧光组分与TOC、TN的线性拟合关系相对较好,表明可以用荧光组分值对各入河排放源的TOC、TN等指标进行有效示踪.     

太湖水体Chl-a预测模型ARIMA在引排水方案优化中的应用

我国东部大型浅水湖泊太湖的富营养化和藻华暴发一直是困扰该地区社会经济高质量发展的重要水问题之一,其中水资源分配不均及部分营养盐浓度较高,严重制约了太湖水体生态环境的健康发展。基于1999-2019年太湖水质、气象等逐月观测资料,构建了基于协变量(TN、TP、COD_Mn、降水量和引排水量)的叶绿素a(Chl-a)预测模型ARIMA(1, 1, 1)(0, 1, 1)₁₂,并结合2007-2019年历史引排水方案经验和效果,提出了未来平水年情景下降低太湖藻华大面积暴发风险的引排水方案优化策略。结果表明:所构建的ARIMA(1, 1, 1)(0, 1, 1)₁₂模型能有效预测太湖水体Chl-a浓度;且在预设未来情景下,通过同步增加引、排水量可有效降低水体营养盐含量。引排水方案的优化关键在于季节性水资源的合理调配,在满足水安全的基础上适当加大冬春季节引排水,可达到改善水动力和排出营养盐的效果。     

基于节点水质监测的污水管网破损位置判定方法

提出基于管网检查井水质特征因子监测,并结合管网和污染源地理信息系统,解析污水管段的地下水入渗量和破损程度,以解决逐段物探或流量检测成本高且难以实施的问题.采用安赛蜜作为生活污水的水质特征因子,对安徽省巢湖市某污水厂服务范围（14.4km²）的污水管网系统地下水入渗量进行了空间分布解析,并识别出管网严重破损位置.结果表明：①基于划分管网节点的分段地下水入渗量解析,其总的入渗量解析结果与基于总体水量平衡的解析结果相对误差为21.0%,与典型管段流量监测结果的相对误差为5.4%,表明建立的方法是可靠的;②占污水管网总长0.3%的局部管段,其地下水入渗量占到总入渗水量的23.0%.因此,对局部破损管段进行修复,可以显著降低整个管网系统的破损程度.据此还提出了应用该方法的基本原则.     

基于压力时空特征的供水管网漏失定位方法及物理实验验证

供水管网漏失是国内外普遍存在的问题。如何有效降低管网漏失率、定位漏失发生的位置,是困扰我国供水行业的一个重要问题。基于水力模型和在线监测数据的管网漏失定位方法能够较快地对管道漏失事件进行侦测识别,并实现初步定位,但该类方法较为依赖水力模型精度,同时缺乏足够的实际管网漏失案例监测数据进行检验。通过搭建实验室管网模型,布设SCADA系统用以监测压力、流量数据,从而实现对城市供水管网的模拟,以生成各类管网漏失的模拟数据,用于检验漏失定位方法的有效性。同时,通过改变漏失位置及漏量、模型精度、监测点优化布置方式,进行漏失定位效果的比对,分析了影响漏失定位效果的因素。