基于Matlab软件的突发事故水质解析模型与应用

为快速分析突发性水污染事故可能造成的水环境影响,建立了基于Matlab软件的突发事故水质解析模型。以浙江省某河流为例,分析了上游突发水污染事故形成的污染团在河流中的迁移扩散规律、影响范围、事故下游各断面水质变化过程以及取水口等敏感点的超标时间及超标程度。同时详细分析了近岸和远岸边界对污染物反射所造成的浓度叠加影响、合理的边界反射次数,以及水流流速、扩散系数、降解系数等主要水文水质参数对污染团扩散的影响。     

浙江省环太湖河流入湖污染物通量研究

根据2005-2007年浙江省环太湖河道水量巡测资料及水质监测资料,分析2005-2007年浙江省环太湖河流进出水量、水质及污染负荷的时空变化.结果表明,近几年浙江环太湖河道水质总体上保持稳定,净入湖水最保持负值,其中苕溪是浙江入湖和出湖水量的最大贡献者.环太湖河流的入湖、出湖CODMn和总磷污染负荷通量呈增加趋势,而氨氮入湖与出湖通世下降.从净入湖量分析,CODMn和总磷污染负荷以外流为主,而氨氮以入流为主,存在一定程度的滞留.     

镇江老城区降雨地表径流污染特征分析

城市道路地表径流污染已经成为城市水体恶化的重要原因之一。为了解镇江老城区地表径流污染特征,2010年7月到8月对镇江老城区的城市客厅、江滨新村以及南门夜市这3个汇水区域在不同降雨强度下的地表径流进行监测分析。结果表明,3个汇水区域地表径流水质COD、NH3-N、SS均超出国家地表水环境V类标准,其中南门夜市(商业区)污染最为严重;从降雨-径流过程污染物浓度历时变化看,各个水质参数均呈现一定的初始冲刷现象,初期雨水污染浓度极高,随降雨历时的延长污染物浓度逐渐下降并趋于稳定;干期长度与降雨强度对地表径流水质参数COD、NH3-N的影响较显著。     

基于SWAT-WASP耦合的东洋河流域水质分析

为分析东洋河流域的水质状况,利用SWAT-WASP松散耦合模型对东洋河各子流域及其河道的氮污染负荷进行了模拟.通过SWAT模型模拟污染负荷的分布情况,分析不同土地利用类型及坡度等级对氮负荷的影响,并将SWAT模型氮负荷量及月流量的输出值作为WASP模型污染负荷的输入值,以实现SWAT-WASP模型的松散耦合,进而完成对东洋河河道氮污染负荷的模拟.从SWAT模型结果分析,耕地、居民用地污染负荷较大,是流域氮污染负荷的主要来源.通过SWAT-WASP耦合对河道水质状况进行分析可知,勃塘沟支流水质情况最差,总氮、有机氮污染浓度最高,且41号河段入库浓度指标均高于Ⅲ类水标准要求.     

三峡库区典型排污口河段污染物扩散降解特性研究

为减轻三峡库区长寿—涪陵段水环境污染,改善区域水质,建立了以水动力-水质模型为基础的区域关键排污口的筛选分析方法。采用三维数值模型EFDC对研究区域内污染物的超标面积进行模拟计算,并对污染物扩散降解特性进行分析,利用单位污染物负荷超标面积分析不同排污口污染物迁移扩散的差异,进行流域重点排污口的分析筛选。从改善整体河流水质出发,分析了各排污口位置的合理性。结果表明,支流回水区内排污口的混合区面积比干流河段处排污口要大,顺直江段处的排污口的混合区面积较弯段内侧处排污口要小。排污口应选在流速和水深较大的顺直河段,避免选择支流回水区。     

小型人工湖泊水环境变化特征分析及驱动因子识别

小型人工湖泊能够改善城市水生态环境,但其易受外界环境的影响而使水体发生污染。为了探析小型人工湖泊水质和底泥中污染物的变化特征及引起水质污染的主要驱动因子,以郑州大学新校区的眉湖为例,结合现场监测与实验室检测数据,分析了水质和底泥中污染物的变化特征及作用机制;在分析水质影响因子间相关关系的基础上,通过主成分和主因子分析识别了影响小型人工湖泊水质的主要驱动因子,即透明度、水温、p H值、电导率、氧化还原电位、叶绿素a、藻类、流速、总磷和总氮。     

太湖西段入湖河流水质模糊综合评价

针对引起太湖富营养化的主要因素,以实测数据为基础,应用定性与定量、客观与主观相结合的模糊数学改进层次分析法(IAHP)确定权重,同时求出各水质级别的模糊隶属函数并计算相应的隶属度,最后应用模糊综合评判对太湖西段13条入湖河流断面的水质进行评价.结果表明,其中8条属于V类水体,从隶属度看其中5条污染最为严重.本研究为太湖入湖河流的治理方案、投资决策等的制定提供科学依据.     

基于EFDC水动力-水质模型的建立--以慈湖河为例

本文根据马鞍山市慈湖河流域水环境现状,结合当地政府对慈湖河的管理整治目标,选择EFDC水动力-水质模型作为慈湖河水环境模型。并根据慈湖河流域整体情况对时间空间进行概化。时间概化上,最终确定水动力学模拟时间步长为10s,水质模拟时间步长为20s;空间概化上,采用凸四边形网格概化,各网格之间为一维线性关系;通过CAD、GIS软件,将河道划分为106个网格,共计86行、24列,建立二维模型。通过研究参考文献及相似案例,最终确定本模型的参数和取值。将参数值输入程序中,对慈湖河流域2013年水质进行模拟计算。与马鞍山实际数据比对后发现,模型输出的水位、流速、水质结果在合理范围内。表明在慈湖河干流建立二维水质污染扩散模型,具有较高的拟合、预测精度和泛化能力,模型及方法可为相关水质预测研究提供参考。此外该模型可与web应用系统集成,应用于水质预警,模拟不同污染负荷情形下水质变化,模拟污染事故发生后不同应急措施对污染情况的改善效果,为污染控制和水环境管理工作提供科学依据。     

沅江干流水质变化时空规律及五强溪水库库区总磷预测

对五强溪水库上游沅水干流近年水体水质情况进行分析,个别污染物的影响导致沅江干流水质逐渐恶化,且沅江干流的主要污染物由粪大肠菌群变为总磷.采用灰色模型GM(1,1)及一元线性回归模型对沅江干流中五强溪库区的总磷浓度变化进行拟合,灰色模型的精度远高于一元线性回归模型.采用灰色模型建立五强溪库区总磷浓度变化的预测模型表明,五强溪库区的总磷污染形势十分严峻.     

城市地表径流面源污染分析研究——以武汉市典型下垫面为例

城市地表径流面源污染已经成为阻碍河湖水质达标的重要因素。选取道路、绿地和屋面3种下垫面,在武汉市开展地表径流面源污染特征研究。结果显示：降雨初期,道路下垫面COD可达115.3 mg/L,NH₃—N最高为4.12 mg/L,TP为0.55 mg/L,峰值都出现在降雨开始后的20 min。屋面径流污染物浓度与道路相似,绿地径流污染物浓度变化速率远低于道路和屋面,说明绿地对污染物浓度同样具有削峰的作用。汛期污染物浓度均值高于非汛期,是因为汛期具有小时内降雨量大的特点。南湖流域内地表径流污染高于墨水湖,主要是受建设强度和人口分布的影响。     

六磊塘2005~2012年水质变化趋势分析

采用综合污染指数法,评价了六磊塘2005~2012年间在丰水期、平水期、枯水期和全年的水质达标情况,计算了主要污染物的污染负荷,得到了水质的时间变化特征。结果表明,2005~2012年,六磊塘水质呈现改善趋势,水质整体呈现轻到中度污染;枯水期水质污染最重,丰水期和平水期水质污染相对较轻;各主要污染物中,氨氮的污染负荷最大,五日生化需氧量和高锰酸盐指数的污染负荷最小。研究结果为六磊塘的地表水质监测和污染防治等工作提供了重要依据。     

基于模糊理论的渤海湾海水水质综合评价

综合评价渤海湾海水水质状况,分析主要水质影响因子.基于2001-2005年渤海湾海域20多个监测点的重金属、氮、磷、石油等10项污染物浓度监测数据,参照GB 3097-1997<海水水质标准>,采用模糊数学综合评价模型评价渤海湾水质污染程度.结果表明,渤海湾海水水质总体为<海水水质标准>中的3、4级,且主要污染物为无机氮.本文所采用方法强调主要污染因子对最终评价结果的影响,是比较严格的评价方法,因此其计算结果与内梅罗指数评价法同样偏保守.模糊综合评价模型可提供监测点水质对各级水质的隶属度,与内梅罗指数评价法相比,能为决策分析者提供更多有用信息,是更科学合理的评价方法.     

巢湖及入湖河流中磺胺抗生素残留现状分析

为了解巢湖及其主要入湖河流水中磺胺类抗生素残留现状,采用固相萃取-超高效液相色谱-串联质谱联用技术(SPE-UPLC-MS/MS)分析了巢湖湖水及南淝河等主要入湖河流水中磺胺氯哒嗪、磺胺间二甲氧嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺二甲嘧啶和磺胺甲恶唑5种磺胺类抗生素的残留量。结果表明:湖区14个监测点湖水中磺胺类抗生素均不同程度检出,且以磺胺甲恶唑为主,5种磺胺类抗生素检出率为21%~86%,平均质量浓度为2.1~19.3 ng/L;西半湖湖心水中抗生素残留质量浓度(2.2~45.6 ng/L)明显高于东半湖湖心水(ND(未检出或低于检出限)~3.4 ng/L);巢湖北岸4个乡镇区近岸湖水中抗生素质量浓度为ND~16.2 ng/L;南淝河等主要入湖河流水中抗生素质量浓度为ND~95.6 ng/L。研究表明,巢湖及其主要入湖河流水中均有磺胺类抗生素残留,需要加强对抗生素的监测与管理。     

应用贝叶斯理论的河流污染源重建探讨

为深入了解河流中有毒有害物质事故性污染的污染源、污染物质扩散等情况,通过MATLAB实现了河流中污染物质一维扩散模型的差分解法.该扩散模型可用于模拟1个或多个瞬时点源、持续稳定点源和持续变化点源情况下,河流中污染物质浓度随时间的变化,具有一定准确度.根据贝叶斯理论,结合扩散模型和监测数据估计污染源的位置和强度,并采用马尔可夫链蒙特卡罗方法进行后验推断,以解决贝叶斯模型计算复杂的问题.已知污染源情况下,可采用本文给出的扩散模型模拟河流下游污染物质浓度随时间的变化;污染源未知而拥有一定监测数据情况下,则可以采用本文提出的河流污染源重建技术估计污染源的位置、强度等.     

西安市城市主干道路面径流污染负荷研究

在西安市城市主干道南二环路建立路面径流原位采样站,利用自制流量等比例采样装置,对2009年3-11月的34场降雨径流进行径流过程连续采样,测试各场次径流SS、COD、NH4+-N、Pb和Zn的事件平均质量浓度(EMC),计算径流次污染负荷,并在分析次污染负荷影响因素的基础上,采用多元回归方法建立径流次污染负荷数学模型.结果表明,西安市城市主干道路面径流SS、COD、NH4+-N、Pb和Zn的次污染负荷分别为4.56～778.39 kg/hm2、2.22～308.7 kg/hm2、0.01 ～ 1.39 kg/hm2、0.05 ～ 33.09 g/hm2和1.38～115.82 g/hm2,不同场次径流事件携带入受纳水体的污染物量差异大,对受纳水体造成冲击影响.表征降雨特征的各因子中,降雨量与路面径流次污染负荷呈显著正相关,在显著性水平0.01时相关系数为0.734～ 0.943,最大降雨强度和降雨历时也与次污染负荷显著正相关,而前期晴天时间与次污染负荷不相关.所建立的径流污染负荷模型一致通过拟合优度检验和方程显著性检验,可用于对路面径流次污染负荷的预测.     

基于典型降雨TN入库过程的水库水质响应数值模拟分析

以东北某大型水库为例,应用MIKE3软件,根据夏季典型降雨入库过程,模拟了水库水动力场。根据面源污染物入库质量浓度的时间变化特征,以TN为代表因子,对TN入库的动态过程进行了三维数值模拟。结果表明:面源污染物TN质量浓度与降雨量和入库流量有较强的相关关系;强降雨初期是面源污染的高峰期;在空间分布上,TN污染团中心在12 h、42 h、60 h、78 h时迁移扩散至入库口下游0.42 km、2.25 km、3.33 km、4.04 km;在时间尺度上,TN表层在对应时刻超标范围分别为0.98 km2、2.72 km2、3.71 km2、4.77 km2,污染团中心的质量浓度逐渐降低,分别为3.6 mg/L、3.1 mg/L、2.5 mg/L、2.1 mg/L。     

危险品道路运输泄漏引发水污染事故的定量风险评估方法研究

介绍了由道路交通事故引发的地表水污染事故风险定量分析方法,重点分析了突发水污染事故源发生概率和危害后果表征方法.以评价水域内道路危险品运输泄漏事故发生概率为水污染事故源发生概率.污染事故后果危害水平的表征:1)敏感区(点)最高浓度; 2)敏感区(点)超标总历时;3)水质超标的范围(如超标河流长度).评估方法为陆源造成的突发水污染事故的预防管理与应急计划的制订实施提供了科学依据.     

基于多元统计分析的独流减河水质时空特征

为了解独流减河流域水质时空特征及污染物排放结构情况,准确掌握污染来源和防控重点,达到改善流域水质的目的,基于2017年独流减河流域9个监测断面的8个水质指标的监测数据,采用综合水质标识指数法进行水质评价,运用多元统计分析方法中的聚类分析和主成分分析开展水质时空分布特征及污染物来源解析研究.结果表明:独流减河流域水质时空特征差异显著,干流水质优于支流水质;时间维度划分为2个时段T1(1-3月)和T2(4-12月),T2时段水质优于T,时段,氨氮、总磷和阴离子表面活性剂是各时段的主要污染因子,畜禽养殖、农村居民生活为主要污染源,氟离子和CODCr分别是T1和T2时段的另外主要污染因子,代表工业电镀行业废水污染和耗氧有机污染.空间分布划为G1组和G2组,其中G1组主要位于中上游,主要污染因子为氨氮、总磷及阴离子表面活性剂,代表畜禽养殖和居民生活污染;G2组位于中下游,主要污染因子为化学需氧量、总磷和氟化物,代表城镇居民生活污染和工业电镀行业废水污染,G2组水体水质优于G1组.     

辽东湾入海污染物调查及海域水质安全分析

对辽东湾入海污染源、污染物总量及近海海域水质调查、监测,并对其水质安全进行了分析、评估。其污染物主要来自沿海各城市排入近海的工业污水、生活污水、入海河流携带污染物,海水养殖过程中产生的废水、残留饵料、排泄物等以及沿海港口码头的作业船舶和海上航行作业的机动船等泄漏、倾废;氮、磷营养盐过度排放导致赤潮频繁发生,危及海洋生物的生存;水质有机污染严重致使海产养殖病害,生物物种减少;重金属、人工合成的难降解的有机物等有害有毒的污染物沉积近岸海底,对近海水质安全形成威胁。     

新乡市农村浅层地下水健康危害及污染源识别

应用健康风险评价模型和多元统计方法,对河南省新乡市农村地区浅层地下水2015年11月的水质数据(30眼地下水监测井,15个水质指标)进行分析,评估了对当地农村人口造成的健康风险,探索污染物的空间分异特征,并识别对应污染源。结果表明:30眼监测井的Cr6+、Pb、Cd、Hg、As指标均满足Ⅲ类地下水水质标准,但有29眼监测井存在超标因子,浅层地下水污染形势严峻;污染物通过饮水途径所致健康风险均大于可接受风险水平(1×10-6),浅层地下水不适宜直接饮用;监测井可以划分为A组、B组、C组,A组水体受到原生地质污染、营养污染和盐类污染的共同影响,B组受有机污染、盐类污染影响,C组受原生地质污染、盐类污染、营养污染、有机污染的多重作用。