免疫进化捕食算法用于二维水质模型横向扩散系数优化

为建立比传统的经验法有较高精度的河流二维水质模型横向扩散系数的计算公式,根据有限的实测数据,提出用免疫进化优选捕食搜索算法,对河流二维水质模型横向扩散比例系数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横向扩散比例系数αZ的拟合和外推效果检验,并与经验公式的检验结果进行了比较,表明将免疫进化优选捕食搜索算法用于二维水质模型横向扩散比例系数的优化有较高精度,从而为横向扩散系数的计算提供了新方法。     

感潮河段水环境容量总量控制方案的研究

以西江干流南海段为例,建立了考虑横向扩散的二维非恒定对流扩散水质模型。根据感潮河流水环境容量的特点,确定求解容量的因素。在此基础上,用线性规划法来求解研究河段水环境容量,并提出了相应的水环境规划方案。结果表明,该河段还有大量的COD容量剩余,可根据产业结构及工业布局调整的需要,在保证区域内总量控制目标实现的前提下,在西江沿岸适当配置一些有废水排放的建设项目。     

近地面大气污染模拟模型的建立与应用研究

针对以往把整个混合层作为大气扩散研究对象的问题,研究了近地面大气污染带概念,建立了大气污染模拟模型。又考虑到目前大气污染模型仅注重研究铅直面上的二维扩散变化,而较少研究平面二维扩散问题,运用有限差分方法建立了近地面大气污染带的平面二维数值模型。通过应用证实,该大气污染模拟模型能够真实反映近地面大气中污染物的扩散趋势及空间分布特征,对城市大气环境污染预测和防治具有实际意义。     

黑龙江水体二维弥散系数计算方法初探

在对于天然水体的二维扩散规律的研究中，最为困难的是二维弥散系数的计算。这主要是由于各种计算方法所涉及的影响因素的不同使得所产生的误差在１０～１００倍以上。为使计算结果尽量接近真实，在此以江上示踪实测值为依据，对各种求算方法进行理论研讨，误差验证，寻找最佳计算方法，并求定黑龙江水体二维弥散系数，使之直接应用于天然水体的污染带计算和水质模拟。     

三次样条函数在测定河流弥散系数中的应用

为获得洋河张家口—宣化段水体的弥散系数,用罗丹明B进行了示踪试验,简述了三次样条函数插值方法,并用该法处理了示踪试验数据,用一维扩散模型计算的纵向弥散系数为5.53m~2/S.最后用二维模型进行检验,表明上述处理方法和系数是可靠的。     

长江九江段水环境容量研究

针对长江九江段污染物的稀释扩散,通过现场实测和数值模拟的方法,建立了近岸区域二维水质数学模型及水质限制使用区临界点水质与污染负荷的响应关系。本文从实际应用出发,提出了近岸区可分配水环境容量的计算方法,并利用优化模型计算了长江九江段不同水文条件和不同水质限制使用区范围的允许排放负荷。      

环境信息

建立威尼斯泻湖富营养化数学模型的研究 本文报道了对威尼斯泻湖中部污染和富营养化问题的综合研究,及其三维扩散模型的建立。这个三维模型是通过对该区其它两个二维模型——一个是扩散模型,一个是平流扩散模型,进行初步的精心研究而建立的。它可用于校验估算含有潮水弥散作用的涡流扩散常数;还可应用     

滨江水体水环境容量计算研究

针对滨江水体感潮特性明显、水流运动复杂等特点,考虑污染物质输运过程平面分布的不均匀性,提出了基于非均匀分布系数的水环境容量计算方法;以镇江内江为研究区域,建立了二维水流水质耦合数学模型.通过对内江2004年4月及8月两个典型全日潮流场特征及相应污染物迁移扩散过程的数值模拟,建立了排污量与污染带响应关系曲线,求得内江洪、枯两季非均匀分布系数分别为0.18与0.25;对内江不同水位条件及不同典型年水环境容量进行计算.结果表明,内江维持水位对其水环境容量影响较大,洪季维持平均水位4m时的容量值约比1m时增加了33.5%;不同典型年,内江水环境容量相差也较大,丰水年容量值较平水年增加了110%,而枯水年则比平水年减少了32.8%;各年内总容量的84%主要分布在5月至10月.该方法运用非均匀分布系数综合体现了滨江水体水动力条件复杂及潮汐作用下污染物迁移扩散规律多变对水环境容量的影响.     

海洋污染扩散数值模拟的现状

一、前言 在沿岸海域进行疏浚、填筑工程时,必须予测泥沙、底质污染状况及其受周围海洋气象条件影响而发生的扩散、沉降、堆积状况,并了解有关防污措施的实施效果。目前,数学模型是进行这项予测工作的一种重要工具,其应用日益广泛。 本文拟将予测污染扩散的数值模拟的现状及存在问题作一简扼的叙述。 二、污染扩散数学模型的种类及其特点 (一)二维单层模型     

二维水质扩散模型的灵活应用

本文根据潮汐河流水文特征,对二维水质扩散模型进行了涨落潮分开计算的流向处理,等面积平均流速代替恒定流速的流速处理,最大浓度线旋转的横向流速影响、水边线不断变化的处理及修正系数处理,应用到实际工作环境影响评价中去,取得了较好的效果,为行政管理部门提供了科学的决策依据.     

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。     

苏南地区城镇化对水环境的胁迫效应

由于城镇规模的不断扩大,小城镇的非点源污染和生活污水污染负荷日益增加。在苏南工业化推动下的城镇化过程中,对水环境的影响具有污染物浓度大、排放集中的特点。市郊小城镇河网水质急剧恶化,已成为新的水环境污染载体,使水体环境容量下降。城镇化过程中水体环境的措施有实施生态工程与环境工程、加强城镇化过程中的环境规划与管理、鼓励非农业人口向重点城镇集聚。     

基于技术和水质相结合的排污许可限值核定技术研究

“十三五”期间,我国排污许可管理制度已基本建立;“十四五”时期,我国排污许可管理将逐步过渡到注重水质达标的管理阶段.为适应我国排污许可新的管理需求,研究了基于技术和水质相结合的排污许可限值核定技术.其中,基于技术的排放限值核定主要根据企业的行业属性和核定产能,结合环境影响评价批复的污染物排放额度,确定其排放浓度限值和排放总量限值;基于水质的排放限值核定需建立污染源与水质之间的响应关系,以地表水水质达标为目标,计算各污染源的最大允许排放量.最终的排污许可限值为基于技术的排污许可限值和基于水质的排污许可限值的最小值.以常州为例,从常州排污许可证核发重点行业选取了两家化工企业A和B,核算其基于技术的排放限值;采用水质模拟和污染物最大允许排放量分配技术,计算了污染物最大允许排放量,并分配到两家化工企业,作为基于水质的排放限值.结果表明:A化工企业COD_Cr和NH₃-N的最终排污许可限值分别为6.53和0.075 t/a,其中,COD_Cr的最终取值为基于水质的排放限值,NH₃-N基于技术和基于水质的排放取值相同;B化工企业COD_Cr和NH₃-N的最终排放限值分别为11.60和0.17 t/a,最终取值均为基于技术的排放限值.研究显示,基于水质的排许可限值受到企业自身和外部水环境容量的双重影响,应从严制定排污许可限值,既能达到企业行业排放标准和环境影响评价批复的要求,又能满足水环境质量达标的目标.      

钱塘江感潮河段污染物迁移扩散数值分析

感潮河流由于受到潮汐的作用,污染物会因潮汐的涨落作用沿河道往复运动,影响用水安全.以高锰酸盐指数作为主要水环境指标,分析了钱塘江感潮河段上游富阳水文站监测到的持续高锰酸盐污染物输入情况下对下游河段的影响,旨在得到不同水期情况下之江站污染物出现的时间,作为取水安全预警指标参考.同时,基于潮流连续性方程、动量方程和污染物扩散方程,模拟计算了9种流况下污染物的迁移扩散过程.结果显示,径流处于平水月份时,之江站最早受到上游污染物影响,其次是枯季,最后是洪季,说明径流作用有利于污染物向下游迁移扩散.在大潮作用下,之江站一般最晚受到上游污染物影响,中潮次之,最早受到影响的是在小潮情况下.说明在感潮河段,由于受到下游潮流的影响,对污染物往下迁移有一个阻滞作用,且潮流越强阻滞作用越明显.本文构建的潮流水质模型可作为污染物在感潮河段迁移扩散机理研究的模型基础,对于制定降低污染物迁移扩散对地表水环境质量影响措施具有现实意义.     

基于水质模型的海湾填海岸线选择

在应用水动力学模型预测海湾余流分布的前提下，讨论了深圳湾北岩填海后污染物迁移规律的一些变化，并采用水质模型分析了海湾的水质变化。根据浓度场的迭加原理，计算了各种岩线方案下海湾可利用的环境容量。通过对不同环境要求的各种岩线方案之比较，给出了协调诸要求的相对较优岸线。     

An approach and preliminary model of integrating ecological and economic constraints of environmental quality in the Guayas River estuary, Ecuador

We describe conceptual and simulation models of land use within the intertidal zone of the Guayas River estuary to quantify the contribution of mangrove wetlands to maintaining environmental quality of a tropical estuary. The goal of this exercise is to demonstrate the important consideration of ecological constraints in determining economic and management decisions; and how modeling can be used to quantify impacts of land use such as loss of mangrove wetlands on environmental quality. Our conceptual model treats solar energy, river flow, and tides as forcing functions that control the properties of estuarine ecosystems, but also describes market forces and cultural policies as constraints on properties of socioeconomic systems. The controversy of coastal resource management in Ecuador centers around the relative impacts of shrimp pond construction and management as negative feedbacks to the environmental quality of the Guayas River estuary. Unique oceanographic processes and land use changes contribute to complex issues of water and habitat quality in this tropical estuary, the largest estuarine complex on the Pacific coast of South America. A dynamic box model was developed for the estuary and calibrated with data collected from a 14 month survey of water quality parameters throughout the estuary. Scenarios included conversion of mangroves to shrimp ponds in three regions of the estuary, and the construction of a dam by varying three different rates of river discharge at 100, 50 and 10% of 1989 base flow. Good water quality is maintained by the low residence time of water in the estuary (11 d) because of seasonally high river flow and tidal exchange. With a 90% reduction of mangrove forests in the estuary caused by shrimp pond construction, total nitrogen concentrations increased 5 fold. However, as river discharge decreased to 10%, the same construction caused a 60 fold increase in nitrogen concentrations to 250 μM. Increases in nitrogen concentrations were higher in the upper estuary region, with much less change in the lower estuary. Thus the sensitivity of environmental quality to changes in land use in the intertidal and upland zone are linked to the hydrography of the estuary and is site specific. In the future, the combinations of these ecological models together with economic analyses of the goods and services of mangroves may provide better techniques to evaluate the economic impacts of specific coastal zone management decisions.     

模拟珠江河网的污染物通量及外源输入对入河口通量的贡献

基于一维河网与三维河口耦合水质模型,模拟计算了2000年珠江上游输入河网以及河网输入河口的碳质生化需氧量(CBOD)、氨氮(NH4)、硝态氮与亚硝态氮(NO3)和无机磷(IP)等污染物通量,并结合数值实验,量化了外源输入(包括入河网污染物通量与河网污染负荷)对入河口污染物通量对河网区的贡献.研究结果表明,河网区的污染物通量由入河网通量与河网污染负荷共同控制,通量分配具有显著的空间差异;上游各水系中,以西江的通量最大,约占入河网通量的71%～81%;8个入海口门中,以虎门、磨刀门的通量最大,两者共承接超过一半的入河口通量.此外,数值实验表明,入河网通量与河网污染负荷对CBOD、氨氮的入河口通量均有显著贡献,而硝态氮与亚硝态氮、IP的入河口通量则主要来自入河网通量;磨刀门、虎门分别是入河网通量、河网污染负荷最主要的输出口门.基于模型,亦针对入河口CBOD、氨氮通量对河网污染负荷的响应关系进行了探讨.     

城市降雨径流负荷计算的统计分析法

鉴于统计分析法的实用性和可操作性 ,结合一具体城市小区的地面径流特征 ,阐述了城市径流污染物负荷计算的主要内容和方法。所得结果不仅可以用于受纳水体水质变化的动态分析 ,也有助于城市暴雨管理系统的规划和设计     

TMDL计划在污染物总量控制中的应用初探

TMDL（Total Maximum Daily Loads）为最大日负荷总量,是在满足水质标准的条件下,水体能够接受的某种污染物的最大日负荷量。该计划由美国环保局于1972年《清洁水法》中提出,实践表明,TMDL计划对于改善水体质量是行之有效的。本文在总结分析、中国污染物总量控制制度中存在的主要问题的基础上,介绍了美国TMDL计划的成功实施经验,并结合中国水环境管理的现状,讨论分析了TMDL计划在中国实施的技术路线以及需要解决的技术难点。开发研究与中国污染物总量控制制度相结合的TMDL计划,为科学合理地解决污染物允许排放量在点源与非点源、各个污染单位之间分配问题提供了一条行之有效的环境管理途径。     

渤海主要河口污染特征研究

于2000年对渤海湾主要河口及海岸带部分区域与环境毒理学相关的污染特征进行了一次探查分析。结果表明,环渤海湾河口区域部分水质和底泥的环境污染程度属中度或严重污染状态。其中,有些采样点个别重金属元素和有机污染物超过有关环境标准的状况较严重,如在海河口、辽河口及黄河口的个别样品中,有害元素铬(Cr)、镉(Cd)、镍(Ni)、汞(Hg)、砷(As)、铅(Pb)等的含量超标数倍以上,总可检出有机物达200余种,污染物可能主要来源于各类生产单位的废水排放。