深圳荔枝湖富营养化成因和总磷模型分析

通过9个月水质连续监测,分析了深圳荔枝湖污染来源和负荷.外源污染主要来自雨水管网溢流,降雨后湖水水质急剧恶化,TP浓度可高达0.347 mg/L.底泥释放试验表明,总氮第1周平均释放速率为0.036 8 g,(m2·d),磷源在好氧条件下释放较少.并建立荔枝湖四湖总磷串联模型,通过2组实测数据进行校验,计算结果和实测值吻合;在此基础上,用模型分析,设计初始条件下,采用组合治理工艺每天连续运行24 h,则需要2.18 d可将荔枝湖各湖TP浓度恢复为0.1 mg/L以下,达Ⅳ类地表水标准.     

浅水湖泊TP分布的迎风有限元数值模型研究

从控制方程出发,以Galerkin有限元法为基础,结合有限元法的较新改进,推导、建立了一个适合于浅水湖泊TP浓度分布计算的二维迎风有限元的数值模型,并将其应用于太湖,研究了太湖水体中TP分布特征。      

人工净化系统对尚贤湖水质变化分析与建议

尚贤湖位于无锡市新城区,是典型的封闭型人工湖泊,采用人工净化系统投入运行以维持改善湖水水质。根据近30个月湖水总氮、总磷监测分析,结合雨水和自然蒸发对尚贤湖水质的影响,研究人工净化系统对湖水总氮、总磷的削减功能。结果表明,近年来尚贤湖湖水总磷含量维持在较低水平,总氮含量持续升高,湖水有富营养化的趋势。总氮、总磷浓度呈现夏季、秋季较高,而冬季、春季低的特点。尚贤湖内人工净化系统运行初期对尚贤湖湖水总氮的削减起到了重要作用,在冬季和夏季表现出良好效果,但系统对总氮的去除效能波动较大。结合雨水和湖水蒸发的影响,人工净化系统对尚贤湖总氮年削减量为353.94 kg,总磷年削减量为20.69 kg。通过与无锡市五里湖湖水修复现状的对比发现采用单一的人工净化系统可以在短期内维持湖水水质,但对湖泊的长期治理与改善仍需要结合底泥清淤、生态修复等方法,最终达到在湖中建立稳定生态净化系统的目的。     

河流氮磷和水量输入对太湖富营养化的影响机理研究

针对河湖氮磷控制标准不衔接问题,以大型浅水湖泊太湖为例,基于2013—2018年环太湖主要入湖河流和湖体总氮浓度〔ρ(TN)〕、总磷浓度〔ρ(TP)〕、叶绿素a浓度〔ρ(Chla)〕、水量等监测数据资料,采用湖盆模型(Bathtub模型),构建太湖主要入湖河流与湖体ρ(TN)、ρ(TP)和ρ(Chla)的响应关系,分析了主要入湖河流ρ(TN)、ρ(TP)和水量对湖体富营养化的影响,探讨了太湖主要入湖河流水量及其与湖体氮磷协同控制限值. 结果表明:①太湖主要入湖河流氮磷的输入仍显著影响湖体ρ(TN)、ρ(TP),尤其是对西北部湖区的富营养化水平产生了显著影响;②在入湖水量方面,湖西区入湖水量增加可导致太湖富营养化程度增加,而“引江济太”水量输入在一定程度上改善了太湖水质. 建议分区域控制直接入湖河流水量,其中,湖西区直接入湖水量控制在60×108~70×108 m3之间,望虞河“引江济太”水量控制在15×108~20×108 m3之间;③针对太湖流域而言,现行《地表水质量标准》(GB 3838—2002)在协同控制河、湖氮磷方面存在一定的不足,仅通过控制入湖河流ρ(TN)、ρ(TP),太湖ρ(TN)、ρ(TP)难以达到Ⅲ类水质标准;④与全湖平均值相比,湖西区要达到同一标准限值,入湖河流协同控制限值要更为严格. 在河湖氮磷衔接目标制定上,建议湖西区单独设定协同控制目标浓度值. 另外,建议结合《地表水质量标准》(GB 3838—2002),开展太湖流域水质、水量协同控制,有效约束入湖通量,达到河湖氮磷协同控制目的.      

深圳荔枝湖富营养化综合治理工程效果研究

分析和比较了深圳荔枝湖综合治理工程运行9个月内不同湖区水体的叶绿素a、总磷、总氮及透明度的变化,探讨了综合治理工程对城市富营养化湖泊荔枝湖的水质改善情况.结果表明,治理工程运行期间全湖湖水营养水平控制在较低水平(总磷＜0.1 mg·L-1,总氮＜1.5 mg·L-1),四湖区藻类水平北湖区(16.77μg·L-1)和东湖区(21.45μg·L-1)较低,南湖区(35.83μg·L-1)、西湖区(32.69μg·L-1)相对较高,全湖水体透明度提高(全湖平均＞0.5 m);治理工程将湖水水质由劣Ⅴ类改善为Ⅳ类,由重富营养化水平改善为富营养化水平.     

湖泊流体动力学模型及其应用

从二维浅水非固定流的控制方程和湖水稀释自净方程出发,建立了一个湖泊流体动力学模型.并根据天津于桥水库的实际情况,对该水库引水期和非引水期的水污染情况进行了模拟试验.试验结果表明,在设置水库初始质量浓度为零的情况下,引水期开始后,TN由果河入库处逐渐向库中心扩散.96h后基本上扩散到整个水库,随后出现稳定的分布状态.水库中出现一些高值中心与水库的基本形态和动力参数(如水库形状、边摩擦、底摩擦以及风应力等参数)有关;在非引水期,于桥水库的总磷、总氮等污染物的分布较引水期变化缓慢、简单,而且,污染物的含量相对较小.模拟的污染物分布结果与于桥水库的实际分布基本一致.      

环境系统学(环境系统工程)

,.一沪.曰尹J、.份.......X192 9500125湖泊热结构和燕发的模拟计算/周从直(后勤工程学院水暖教研室》二//环境科学/中科院生态环境研究中心一1994,15(2)一33~37 环信X一5 应用一维涡扩散模型计算一年内不同时期的湖泊垂直温度分布和湖水蒸发率。主管方程是同一水平面内均温的一维非定常热传导方程。模型不要求特定的湖泊拟合参数。模型中涡扩散系数通过Richardson数计算,水面热交换用能量平衡法计算,湖底假定为绝热,主管方程用有限差分法求解,对Colorado City湖和Calhoun湖的模拟计算表明:水面温度和温度剖面的计算值与实测值吻合很好,…     

基于AQUATOX的城市景观湖泊的水环境模拟与控制

城市浅水景观湖泊因其在水循环系统中的特殊性和其景观功能容易产生富营养化污染。针对位于成都市的某小型景观水体,混合了点源污染和非点源污染多种污染源,可持续生态维护难度较大,探索了利用水生态系统模型AQUATOX来模拟和预测该景观水体的水环境状态。根据为期1年的水质参数监测数据,分析不同来源污染负荷对水体营养物质含量的影响。利用实测数据拟合模型结果,分析模型运行的敏感参数,对相关参数进行率定,以增加模型对该水体水生态演变预测的准确性。使用高度拟合模型对水体富营养化关键决定参数TP、TN以及NH₃-N对该浅水景观湖泊水质的影响,利用SWMM模型模拟LID措施对入湖雨水污染负荷的削减效果,LID措施后TP和TN的雨水径流污染负荷分别减少59.34%和58.39%,NH₃-N的负荷降低21.94%,对降低面源污染效果负荷良好。水体中TP、TN和NH₃-N含量的平均削减效果分别为38.57%、42.2%和58.31%,可为景观水体富营养化生态修复提供理论指导。     

臭氧技术在城市湖泊水环境修复中的应用——以深圳市荔枝湖治理工程为例

以深圳市荔枝湖为例,通过枯水期历时8个月的水质连续监测,分析臭氧技术在修复城市湖泊水质中的作用及效果。结果表明,监测期间湖水CODMn≤10mg/L,氨氮<0.6mg/L,总磷<0.08mg/L,透明度在60~120cm间,水质满足景观水体要求,表明应用该技术可以取得较好的修复效果。     

鄱阳湖典型湖流流场与污染物浓度场的数值模拟

本文利用有限差分法分别求解二维浅水方程组和对流扩散方程.模拟鄱阳湖的典型湖流流场和湖水中有机污染物(COD)的浓度场.计算结果与实测数据颇为接近.     

湖泊水库暴雨径流悬移质模拟研究

本文根据暴雨径流悬移质浓度变化特点，采用最小二乘法对暴雨期间污染源各监测数据进行回归分析处理，并考虑到表面风力，建立了湖泊水库暴雨径流是移质模型。对滇池湖泊某次暴雨过程的悬移质泥沙进行了模拟计算，得到了该次暴雨径流的泥沙淤积等值线分布图。计算结果表明，该模型应用于滇池湖泊是成功的，具有较强的通用性。     

滇池流域富磷地区暴雨径流中磷素的沉降及输移规律

滇池流域的磷矿分布及其开采是导致滇池湖泊富营养化的重要原因.因此,本文对滇池流域富磷地区暴雨径流中磷素输出、输移过程中总磷含量与颗粒粒径的关系进行了研究.结果发现,不同土地利用类型的污染源在暴雨中的磷流失量差异性显著,呈现磷矿开采区>林地>台地的特征;暴雨径流水样沉淀8h后,TP浓度显著下降;两场暴雨径流水样中,平均63.3%的磷素随粒径<0.02mm的颗粒流失,其中,平均43.8%的磷素随粒径<0.008mm的颗粒流失;两场暴雨径流中,仅有1.5%的总磷从污染源经沟渠最终进入了河道.研究表明,径流中所含总磷以小于0.02mm的颗粒物形式流失,通过延长水力停留时间可以达到良好的沉淀去除效果,而沟渠系统在面源总磷污染的控制过程中起着重要作用.     

湖泊暴雨径流水质模拟研究

根据暴雨径流污染物浓度变化特点，采用最小二乘法对暴雨期间污染源各监测数据进行回归分析处理，对湖底糙率采用自动调整处理，建立了湖泊暴雨径流水质模型．对滇池湖泊某次暴雨过程的总磷和总氮进行了模拟研究，计算结果表明，该模型应用于滇池湖泊是成功的．     

城中湖水环境容量计算和对策研究

以城中湖西园排污口的水质监测数据和相关水文参数为基础,运用湖泊推流衰减模式推算城中湖的降解系数K,KCOD、KTP和KTN分别为0.0011d-1、0.00151d-1和0.0010d-1。选择质量平衡方程作为水环境容量的计算模型,分别以COD、TP和TN为控制因子,计算了城中湖的水环境容量。根据排入城中湖的污染源调查和水环境容量计算结果,得到城中湖水环境容量余量。针对城中湖现状,提出了防止城中湖水体富营养化的措施和建议。     

鄱阳湖入湖河流氮磷水质控制限值研究

鄱阳湖近年氮磷营养物浓度逐步升高,入湖河流是鄱阳湖氮磷输入的重要途径.采用BATHTUB模型建立了鄱阳湖入湖河流与湖区ρ（TP）、ρ（TN）的响应关系,模拟了入湖河流执行GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中不同氮磷标准限值对湖区水质的影响,发现当入湖河流ρ（TP）执行河流Ⅲ类标准限值或超过Ⅲ类标准限值时,对应湖区ρ（TP）超标;入湖河流执行Ⅲ类及以上湖泊水质标准限值时,湖区水质可以达到Ⅲ类保护目标,但对入湖河流存在一定的过保护现象.因此,以满足现行湖泊水质达标为情景,以湖泊ρ（TP）、ρ（TN）各类别标准限值为目标,试算了入湖河流氮磷控制限值,提出了鄱阳湖入湖河流的氮磷控制限值建议方案,其中鄱阳湖湖体水质目标为Ⅲ类时,入湖河流ρ（TP）、ρ（TN）控制限值分别为0.075和1.20 mg/L,此时入湖河流氮磷控制限值方案既能保证湖泊水质达标,又不会造成对河流的水质控制过于严格.研究显示,基于湖泊水环境质量达标情况试算的入湖河流氮磷所需控制限值,建议可作为解决入湖氮磷污染控制问题的参考.      

呼伦湖水体磷的时空演变及其影响因素

呼伦湖是我国北方第一大湖泊,其水环境质量对区域生态环境调节具有重要影响.针对近年来呼伦湖水体的ρ（TP）超标问题,分别于春、夏、秋、冬四季采集呼伦湖水体样品,结合入湖河流断面多年月均数据对呼伦湖水体ρ（TP）的时空分布、赋存特征、污染来源和影响因素进行分析.结果表明:①秋季、冬季、春季和夏季呼伦湖水体ρ（TP）分别为0.145~0.301、0.090~0.360、0.104~0.434和0.049~0.219 mg/L,总体处于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》V类水质标准;呼伦湖水体ρ（TP）空间分布上季节性差异显著,冬季呈现湖周高于湖心的特征,秋季呈湖心高于湖周的特征,春季和夏季克鲁伦河入湖河口处ρ（TP）均较高.②冬季与其他3个季节水体磷形态组成差异较大,冬季冰封期以DTP（溶解态磷）为主,ρ（DTP）占ρ（TP）的比例为76.2%,春季、夏季和秋季均以PP（颗粒态磷）为主,其占ρ（TP）的比例分别为55.1%、64.1%和58.9%.③呼伦湖3条入湖河流ρ（TP）表现为克鲁伦河>呼伦沟河>乌尔逊河的特征.研究显示,呼伦湖水体ρ（TP）的主要影响因素为水量变化、冰封、入湖河流输入和底泥再悬浮.