简便准确的河流离散系数现场示踪测试法

河流离散系数是衡量河流对污染物质混合输移能力的一个重要参数,它在水质控制方案的制定和水环境容量的研究中都是很重要的。一般河流的离散系数,可以根据河道断面流速分布和表观水力学参数来估算,但更可靠的方法是根据现场示踪实验的结果来确定。     

河流一维纵向离散系数的研究方法

综述了多年来一维纵向离散系数的研究方法.介绍了示踪试验、经验公式、潮汐非恒定流动中离散系数等方法.通过对离散系数影响因素的相似分析,对经验公式进行了概化.     

新型生物流化反应器氧转移的特性

气体的转移是废水处理过程中的重要环节,基于气体转移的“双膜理论”,采用在反应器中清水曝气的方法,对新型生物流化反应器进行了氧转移特性的研究.结果表明,在实验范围内,随着曝气量的增大,氧传质系数呈直线上升;投加载体后,随着载体量的增加,氧传质系数降低.在新型生物流化反应器不同运行方式下,随着A_d /A_r(降流区与升流区面积比)变大,反应器中氧传递效果变差.新型生物流化反应器氧利用率可以达到10%,充氧动力效率可以达到5.5kgO₂/(kWh).并且在载体浓度较高和空塔气速较大时,新型生物流化反应器氧利用率和充氧动力效率没有明显降低.     

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.     

气态DDTs在菠菜和胡萝卜体内的生物富集规律

研究了在水培条件下,菠菜和胡萝卜对气态DDTs类物质的生物富集规律.结果表明,DDTs类物质主要在菠菜和胡萝卜叶部富集,并呈如下规律:W_p,p’-DDE>W_o,p,-DDE>W_p,p-DDD>W_p,p’-DDT>W_o,p’-DDT.不同DDTs在菠菜和胡萝卜体内的富集能力不同.在菠菜和胡萝卜体内,生物富集系数BCF_p,p’-DDE>BCF_o,p’-DDE>BCF_p,p’-DDD>BCF_p,p’-DDT>BCF_o,p’-DDT.气态DDT类物质在菠菜叶部的生物富集量和生物富集系数均高于胡萝卜.降解产物_p,p’-DDE和_o,p’-DDE在菠菜和胡萝卜体内的平均富集量和生物富集系数BCF值均大于其母体化合物_p,p’-DDT和_o,p’-DDT.     

江苏王港地区现代潮滩地貌发育特征

淤泥质潮滩是人类活动的强烈地带，江苏王港地区淤泥质潮滩宽广，由于人工引种大米草，滩涂围垦，大丰港的修筑，影响了王港地区原有潮滩发育的动力机制。王港地区生物分布和地貌特征具有明显的分带性。由于植被的促淤作用，王港地区潮滩南部垂向淤积速率较北部大；研究区内潮水沟的发育有两种类型。即泥滩带上的块体崩塌溯源侵蚀和零星分布的米草滩上的洞穴塌陷溯源侵蚀形成潮水沟；潮间带下部实测平均涨潮流流速小于平均落潮流流速，而涨潮平均含沙量大于落潮平均含沙量，潮间带下部潮水往复流及旋转流的作用在滩面上形成了双向波痕，陆地向海推进速度随着泥沙供给的减少以及滩面高程的降低而减慢。     

气升式氧化沟流动特性的中试研究

在清水实验中研究了中试气升式氧化沟单侧廊道流速分布及进气量对升流区和直段流速的影响.中试装置容积54m3,当进气量按42,79,170m3/h 增大时,升流区水平方向流速略有增加,沿水深方向流速增幅较大;直段流速随气量的增加变化不大;进气量大于79m3/h 后直段流速几乎没有变化,底部平均流速约为0.25m/s.通过测试不同进气量下的污泥浓度确定了保证流动的最小流速.进气量为20m3/h 时,沟内最大流速仅有0.07m/s,此时仍未出现污泥沉降.结合后续的污水处理效果研究,实际工程中可将沟底流速大于0.15m/s 作为防止污泥沉降的流速要求.     

生物流化床反应器水力混合特性研究

分别以活性炭和陶粒作为载体,在无回流条件下研究了不同上升流速时,反应器的离散数D/μL和串联数N的变化规律.试验结果表明,上升流速,固体混合特性以及载体性质均对反应器离散程度产生影响.只要反应器达到一定的膨胀率,反应器的流态就比较接近完全混合型.活性炭为载体时,上升流速为0.29cm/s,膨胀率为9.5％,串联数N为2.17.说明用完全混合型反应器模拟生物流化床反应器是可行的.     

海州湾南侧悬浮示踪的数值模拟

基于三维自由网格、自由表面、原始方程、有限体积海岸大洋环流模型(FVCOM),建立了M2分潮强迫的海州湾高分辨率三维模拟系统。模拟计算结果经验证吻合良好,较好地模拟了此海域M2分潮的潮流场时空分布特征,西部水域流速在0.35~0.65 m/s,至东部水深40 m附近水域,流速可达0.8 m/s;模拟了来自南部表层悬浮示踪粒子,在前期26 h内示踪粒子水平输移随着时空变化,此后,示踪粒子在120.092E,34.462N附近水下0.6~2 m处做M2分潮周期的上下运动,垂向运动平均速度量级约710-5 m/s量级。     

天津大气污染物日变化特征的WRF-Chem 数值模拟

利用大气化学完全耦合模式WRF-Chem 对天津市环境空气中特征污染物CO、NO_x、O₃、PM2.5 的时间变化规律和空间分布特征进行了数值模拟研究,并与实际观测资料进行了对比.结果表明,天津市CO、NO_x、O₃、PM_2.5 具有明显的时空变化特征:O₃ 浓度在中午出现最高值,夜间浓度较低;NO_x、O₃、PM_2.5 在晚上和清晨出现高浓度,午后至傍晚浓度较低.O₃ 在空间分布上表现为中午市区比郊区浓度高,夜间郊区浓度高.其他污染物则均表现为市区浓度高于郊区.在当日东北风情况下,周边地区对天津市污染的影响较小,4 类污染物主要是受本地源的影响.     

兴城市曹庄海域潮滩水动力数值模型的建立

本文以辽宁省兴城市曹庄海域潮滩为例,利用MIKE21建立该潮滩的二维水动力模型,在验证海域稳定深槽的潮位、潮流（流速、流向）基础上,对潮滩淹没过程的瞬时水边线和滩面潮流（流速、流向）进行验证,并分析潮汐特征及强风对潮滩水动力数值模型计算结果的影响。结果表明,该潮滩大、小潮均可实现淹没,每个周日滩面（0.5 m以上）淹没时间的平均值为5.8 h;滩面流场极为复杂,高潮时滩面流速达到最大值,普遍为30~40 cm/s且流向基本平行岸线;6~7强风条件对计算流场有较大的影响,1#、2#测站的计算流速较无风条件下增大43.8%和29.5%。     

感潮河网水域(广州河段)纵向离散系数的研究

感潮河网地区的污染物质混合输移的机制十分复杂,本文结合广州河段1987年枯水期的水文水质同步实测资料,利用理论分析,室内实验及计算机模拟识别等方法,对感潮河网地带的纵向离散系数进行了全面的研究。对天然河流的振荡剪切离散提出了一个实用的解析分析方法;通过实验研究分析了等效离散系数D*与振荡剪切离散系数D-的关系;利用实测数据分析了典型断面的D*/D-的基本特征,并通过计算机模拟,为广州河段提供了D*的预测公式。      

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。     

气提升交替循环流复合滤池的流体力学和氧传质特性研究

气提升交替流复合滤池（AALCF）在气提升循环流化床（ALR）和曝气生物滤池（BAF）研究基础上发明的一种新型生化反应器。通过该反应器,研究了其流体力学和氧传质特性以及它们的主要影响因素,即气体流量和颗粒滤料层高度。结果表明,气体流量对反应器内液体流速、循环时间、气含率以及氧传质系数均有线性的影响;而随着颗粒层高的增加,液体流速会减小从而循环时间延长,但其对气含率的影响并不明显,另外。氧传质系数随之呈现先增加后减小的趋势,且在颗粒层高为15cm时可达最大值。     

珠江广州段化学耗氧量(COD)数值模型

本文提出了珠江广州段COD数值模拟的控制方程、计算格式、方法、步骤和程序,并结合野外实测资料进行了参数校正和验证计算。并根据计算和实测结果对珠江广州段COD污染的时空变化特点进行讨论。本文的主要特点是:(1)考虑了COD模型的各项影响,尤其是感潮河网涨退潮交替的不定常流影响;(2)提出了感潮河网不定常流条件下COD模型数值计算中的叉口处理,即关联任意个河段的叉口处受涨退潮影响的处理方法。     

双台子河橡胶坝对支流绕阳河纳潮的影响

基于Mike11 HD和AD模块建立双台子河口区感潮河段水动力-水质耦合模型,利用实测资料对水动力、水质模型参数进行了率定和验证。利用所建模型,以夏灌期为例分析了在两种水文条件下橡胶坝对支流绕阳河纳潮的影响。结果表明,在两种水文情景下,建橡胶坝后纳潮量分别增加18.3%和16.9%,最大流量分别增加了32.7%和31.2%。盐度分析表明修建橡胶坝对绕阳河纳潮盐度变化影响不大,可满足苇田灌溉对盐度的要求。研究结果可为盘锦双台子河口苇田科学灌溉、促进增产提供技术支持。     

农田土壤中硝态氮垂直运移参数的确定

利用溶质运移模型预测预报农田土壤中硝态氮垂直运移时,运移参数不易获得的问题,引入CXTFIT分析模型来求农田土壤中硝态氮垂直运移的参数。结果表明:用CXTFIT模型模拟的硝态氮穿透曲线与实测的硝态氮穿透曲线基本吻合,模型的模拟值与实测值相比,误差范围在3％以下,相关系数达到0.9以上;在模拟过程中可同时得到销态氮垂直运移的弥散系数和平均孔隙水流速(average pore-water velocity)等参数。因此该模型可以直接用来确定农田土壤中硝态氮垂直运移的参数。     

横门围垦对邻近海域水环境影响的数值模拟

用二维水动力数值模型,模拟了横门围垦工程对邻近海域水环境的影响。计算结果表明,工程后流速的改变幅度在-10.15～ 10.03cm/s之间,平均为-3.39cm/s。水位的改变幅度在-5.24～ 8.85cm之间,平均为-0.16cm,大潮期间落潮最大流速时水位的变化幅度,稍大于涨潮最大流速时的变化幅度。围垦工程完成后,邻近海域浅滩处的流速进一步降低,有利于促进淤积,加快浅滩成围速度,而深槽处的流速则略有提高,对河道泄洪没有太大影响。邻近海区水位低潮时将略有下降,高潮时将略有上升,但变化不大,最大不超过10cm,平均不到1cm。     

口外岸线变化对茅尾海潮流动力及水体交换的影响

2005年以来,钦州湾口外围填海规模近3000 hm2,岸线变化十分显著,对其上游茅尾海潮流动力及水体交换产生了一定影响。本文通过建立钦州湾-茅尾海二维潮流数学模型,从潮流特征、纳潮量、水体交换周期等方面探讨了2005~2015年间钦州湾岸线变化对茅尾海潮流动力及水体交换的影响,其中,水体交换周期以总负荷的半交换时间表征,避免了单点浓度半交换时间表达中采样点位置不同导致的偏差,以及平均浓度表达中不同时刻水体体积差异带来的误差。研究结果表明:口外岸线变化使钦州湾湾口进一步缩窄,纳潮容积减小,茅尾海潮流流速和潮差减小,潮量减小1.30%~1.53%,半交换周期增加51 h,潮流动力及水体交换能力均有所减弱。     

普兰店湾潮流场数值模拟

针对近年来我国近海海洋环境影响评价的需要，运用具有移动边界的潮波动力学有限 差分模型，模拟了普兰店湾 潮 流场，复演了该湾的潮流结构和时空变化过程。验证结果表明，模拟计算的流速平均差为－1.52cm/s，流向平无差为-2.5 度，完全符合潮流预报的精度要求。