改善深圳河水质的补水方案及生态影响初步分析

深圳河旱季天然径流量小而污染负荷高,为了改善河流水质,在削减入河污染物的同时有必要采取补水措施。利用水质模型,计算了不同污水处理率下,分别以污水资源化再生水、珠江口海水和大鹏湾海水为补水水源时,深圳河达到基本不黑臭所需的补水量。讨论了补水方案对河流水质、盐度、水动力条件的改变及其对生态系统的影响。研究表明,引海水对河流生态系统的冲击不容忽视。而污水资源化是较优的补水方案。     

面向城市水系环境需水的再生水空间配置——以深圳市宝安区为例

以深圳市宝安区为例,探讨以再生水满足城市水系环境需水的方法.应用一维恒定与非恒定水质模型计算了4种补水水质方案下该区10条主要河流的环境需水量,从水量平衡角度提出全区再生水BOD5的平均值,并进一步分析了补水水质与河流环境需水量的关系.结合该区水系与污水处理系统空间位置,提出3种再生水的空间配置方法.结果表明:茅洲河和...     

太原市汾河公园再生水补水方案优化模拟

为了解决汾河公园景观水体因缺乏稳定充足的补水水源而导致的水景效果下降、水质逐渐变差的困境，考虑将再生水作为其主要的补水水源。使用EFDC—WASP水动力水质耦合模型对不同的再生水补水方案下汾河公园水质时空变化进行了模拟。结果显示，当公园采用人工湿地深度处理后的再生水联合水库水共同补水时，除TN指标浓度部分时段内出现超过V类标准限值50％的情况，其他TP、COD、NHf—N主要水质指标浓度均能有效地维持在地表水Ⅱ～Ⅲ类标准，并且叶绿色a浓度始终保持在较低水平。该结果表明，再生水经人工湿地深度处理后联合水库共同补水方案可以作为汾河公园景观水系的推荐补水方案。     

不同再生水补水比例下景观水体的水质变化

缺水地区再生水补充景观水体具有重要的意义,因此考察不同再生水补水比例条件下的水质变化尤为重要。采用修建人工景观水池的方法,模拟不同再生水补水比例条件下景观水体的水质变化规律。将某水厂的再生水和自来水按不同比例配水作为人工水池的进水和补水,水力停留时间固定为5 d。实验结果表明当该再生水所占比例为75%、50%时,水质恶化最快,100%和25%时由于营养比例失衡,水质恶化速度较慢。此外,叶绿素a的增长主要受氮磷营养盐浓度的影响,并影响着水体的浊度、色度和透明度,进而破坏景观水体的感官指标。     

再生水补水河道水质的生态修复示范工程及效能分析

再生水作为生态或景观补水的重要来源,受纳水体水质下降是制约再生水回用的瓶颈。以浙江省宁波市受纳再生水的陆家河为研究对象,分析受纳再生水河道在生态集成技术修复后水体水质的变化特征,探讨生态修复工程的效能及其影响因素。结果表明,在生态修复工程运行后,显著改善受纳再生水河道的水质,氨氮、COD、总磷、CODMn、BOD5等污染负荷年平均削减率分别为69.0%、16.7%、34.3%、7.8%和34.3%。通过对再生水回用参数的研究,当再生水日进水量为4 000~6 500 m3,进水的总磷浓度控制在0.6 mg·L~(-1)以下时,能够使研究河段水体具有较好的净化效果。静态经济评价表明,研发的强化消解-生态涵养-生态观测3步生态修复集成技术,工程投资小、运行成本低、处理效果佳,具有较好的环境与经济效益。     

重庆市重污染次级河流伏牛溪水污染控制与水质改善

针对重庆市部分次级河流耗氧污染物负荷高、水动力学弱化、河流生态系统退化等问题,选取重庆市典型次级河流伏牛溪为研究对象,以水质目标管理为指导思想,开展重污染河流水污染控制与水质改善研究。以V类水为水质目标,通过划分治理单元,开展河流水环境容量核算,分别提出基于现状条件、规划用地及上游补水2种情景下的污染负荷削减计算;根据削减负荷分配的结果,提出各个治理单元的污染负荷削减目标与治理措施,并开展目标可达性分析。治理工程实施后,重庆市伏牛溪水体中主要污染物的平均浓度及年达标率满足考核要求,该方案为我国山地城市重污染河流的水环境治理提供很好的参考。     

小型景观湖水质模拟及应用研究

由于小型景观水体的体量和再生水补水措施的施行，其水质随环境和入水水质的变化和富营养化过程较大型水体快。由EFDC模型和WASP模型耦合建立小型浅水景观湖生态动力学模型，用实测水质数据进行参数率定与验证，可实现小型景观水体水质变化趋势的模拟，为水质管理提供决策支持。在此基础上，对民主湖在几种水质保障方案下1年的水质变化进行了模拟预测和对比，结果表明，作为富营养化程度表征的叶绿素a在空间和时间分布上均存在一定的规律性，夏季由于温度升高，叶绿素a浓度较高，说明藻类等浮游植物迅速增殖，是水质恶化水华暴发的高发期，而采取加大湖水水力循环和改善入口水质的控制方案，可使水质得到良好保障。     

城市大型缓流景观水体流场模拟及人工循环水动力优化

人工水力措施是改善城市景观水体水质的重要方式,但由于其建造运行费用高,因此有必要进行优化研究。采用计算流体力学的方法对生态城景观水体几种情景下的流场分布进行了模拟,并通过定量的方法评价得出最优的水动力运行方案,为水体运行规划提供决策支持。研究表明,在补水总流量一定的情况下,采用单点补水与多点补水时水体流动性均较差,但多点补水时补水均匀性有所改善,宜与其他方法联用;4种循环流量的模拟结果表明,循环流量为15万t/d时即可推动水体达到期望流速,继续增加循环流量效果不明显。     

再生水补水景观湖浮游藻类群落结构特征及与环境因子的关系

在2014年6月至2015年5月,对以再生水为补水水源的天津临港生态湿地公园景观湖区的浮游藻类和水质指标进行逐月监测,应用典范对应分析(CCA)研究了浮游藻类与环境因子之间的关系,评价了湖区的水环境状况。结果表明:共鉴定出浮游藻类7门67属115种(包括变种),硅藻门种类最多,其次为绿藻门和蓝藻门,浮游藻类丰度范围为3.5×106~49×106cells·L~(-1),平均丰度为25.7×106cells·L~(-1),优势藻种主要为链状假鱼腥藻、梅尼小环藻、四尾栅藻、颤藻、项圈藻和卵形隐藻;多样性分析显示,藻类物种多样性一般,结合优势指示种评价水体为中污染富营养型水体;典范对应分析表明,水温、盐度、TN/TP等是影响临港再生水补水景观湖藻类群落结构的主要因素。     

以再生水为补水的景观水体水华爆发特征调查和药剂应急控藻效果评价

采用现场调查和实验室验证的方法，对以再生水为景观补水的水华优势藻进行了分析。2年的现场调查表明，再生水在条件适合时极易发生水华，且水华的优势藻以小球藻为主。在实验室针对小球藻和铜绿微囊藻进行了竞争生长实验研究，在再生水的氮磷浓度范围内小球藻生长快于铜绿微囊藻，这也验证了再生水作为景观水补水时小球藻是优势藻现场调查结论。针对水华爆发初期和水华爆发验证时2种条件，比较研究了4种以化学成分为主的抑藻药剂对以小球藻为水华特征藻的控藻效果。结果表明，这4种药剂对水华的控制均具有一定的效果，并且水华初期实施药剂抑藻，药剂投加少，且效果好。对4种药剂进行急性毒性实验，只有S2一种药剂在安全浓度时对水华爆发初期有抑藻效果。     

北方季节性河流保障环境流量研究

针对北方季节性河流环境流量短缺和污染并存的现状,从二元水循环的角度,提出一种建立在河流或河段的水量水质平衡基础上的环境流量分析方法;以典型重污染河流——贾鲁河为例,基于河流径流和水质特征,以满足水质目标要求为前提,提出保障环境流量的对策建议。结果表明:为改善河流近期水质,在提标治理和进一步严格监管的同时,基于2013、2014年数据,需新增环境流量分别为1.55m~3/s(折合0.49亿m~3/a)和8.10m~3/s(折合2.55亿m~3/a),其经济总成本分别为4.90亿、5.52亿元,占郑州市生产总值的0.08%,可依托现状引水工程进行保障环境流量水资源的调配,经济及水源途径可行。     

不同模糊评价方法在水环境质量评价中的应用比较

近年来,运用模糊评价方法对水质和水体营养化程度进行评价逐渐受到重视。目前,对模糊评价方法的研究多集中在实测数据标准化、权重的确定和模糊模式识别模型研究几个方面。以滇池历年营养物质数据为实测数据,通过对几种实测数据标准化方法、权重确定方法和模糊模式识别方法的组合应用,获得水环境质量模糊评价最优组合方法。结果表明,在评价方法中,实测数据标准化方法采用线性内插法,权重的确定采用超标倍数法,模糊模式识别模型采用广义海明距离和加权海明距离法,即采用超标倍数法的广义海明距离和加权海明距离法能够更真实反映水环境质量的实际情况。     

补水景观湖水生态系统构建对水质的影响及因子分析

以广州市最大补水人工景观湖白云湖水生态系统构建示范区为对象,利用综合污染指数评价了以沉水植被构建为主的修复措施对示范区水体水质改善的影响,并应用因子分析法对各水质指标和生态因子之间的相互关系进行了研究。综合污染分析结果表明,恢复沉水植物后,示范区水体各项污染物浓度大幅降低,水质从V-劣V类提高到III-IV类,水体综合污染状态由严重污染改善为轻污染。因子分析显示,10项水质指标可划分为四类主因子来反映水质状况,其中,第一主因子主要反映水体营养盐指数,第二主因子反映水体有机污染指数,第三主因子反映温度变化对水质的影响,第四主因子反映水体的酸碱度;综合评分结果说明了生态系统构建后水质综合评分可大幅降低,且月评分结果呈现温度越高、水质越优的特点,水体特征呈现向草型水体发展的趋势。上述结果表明,水生态系统构建可有效改善示范区水质,是保障城市河道补水水源安全的有效方法。     

综合调水对苏州河周边水系水质影响的数值模拟

进行长期有效的水资源综合调度是实现2010年苏州河河水变清的综合整治目标的一项重要措施。为进一步论证该项措施对周边水系的水质影响,为综合调水提供科学的决策依据,利用MIKE11模型系统建立了上海市苏州河水系的水动力、水质模型,进行苏州河综合调水对黄浦江以及蕴藻浜水质的影响作用的数值模拟。分析表明,苏州河综合调水对松浦大桥取水口水质基本没有影响,并可以在一定程度上改善黄浦江干流中下游河段的水质;东引北排初期会增加蕴藻浜干流的污染负荷,持续调水6d后蕴藻浜干流河段的水质将得到改善。     

透水坝原位净化山溪性污染河流

针对苕溪流域山溪性河流锦溪水质污染的现状,结合河流水文特征在河道内建设了三级透水坝,考察其对河流水质原位净化的效果。结果表明,透水坝有利于减缓山溪性河流的水速,对水流所携带的悬浮颗粒进行拦截、沉降,对河水浊度的平均去除率约为25%,并可将河水溶解氧(DO)提高1 mg/L以上。透水坝对河流水质的净化效果呈现明显的季节波动,夏季对COD、NH3-N、TN和TP的去除率最高,可维持在20%以上。秋季污染物去除效果有所下降,可能是由于水体中硝化-反硝化菌活性降低、水生植物同化吸收能力有限造成。将来可在透水坝壅水区内优化搭配种植挺水与沉水植物,改善其对氮磷的去除效果。     

温度对臭氧氧化再生水的影响

以再生水厂进水、混凝沉淀出水和微滤出水作为实验对象,对比研究了温度对臭氧氧化效果的影响。结果表明,对于3种不同水质的再生水而言,臭氧对色度、UV_(254)和UV_(410)的去除存在最佳温度。在臭氧投加量为5 mg·L~(-1)及停留时间为20 min的条件下,原水水质越好,臭氧氧化处理的最佳温度越低,并且臭氧灭菌效果越好。24℃以下时臭氧再生水的灭菌率均为100%。随水温升高,臭氧灭菌效果稍有减弱,但都高于98%。     

平原河网结构改造与水体有机物自净效果的实验研究

利用模拟实验开展了平原河流的水动力条件、河道宽深比、建筑物遮光效应和水温等因素对水体有机物长期降解过程的影响规律研究.结果显示,改善模拟河道的水动力条件,控制流速在1.5 m/h以上,可有效地减轻模拟河道有机物的污染现象及其在底泥中的积累速率;同时,控制模拟河道的宽深比在3.0左右,并最大限度地增加模拟河道的总体光照时间与光照强度,对水中有机物的降解十分有利.在相同的来水量下,不同的季节水中有机物的含量是不同的,模拟河道底部水温在10～15℃时,水体中有机物的含量最高,这也是河流最易发生黑臭的季节,此时可以配合城市内河置水工程,加大换水量及来水水质的管理.     

多元统计分析对再生水河流水质特征分析

对以再生水为补给水源的通惠河进行水质监测，采用模糊综合评价的方法总体评价了通惠河的水质状况，综合评价结果表明，高碑店污水处理厂处理排放人河道的水质达到Ⅱ类水平，对通惠河的污染起到了一定的缓解作用。引入多元统计分析的方法：（1）空间聚类模型将通惠河水质类型分为两类，并具体分析了两种类型的水质18个参数的差别。分析发现第1类水体的主要污染物为硝态氮、亚硝态氮引起的氮污染、磷污染等工业污染，而第2类水体的污染主要以生活污水带来的有机污染为主。（2）运用因子分析解析通惠河的污染来源——主要来源于点源排放的污水产生的氨氮、硝态氮和有机污染。为保持再生水水质，需要对水质差的污染区设立重点监测点并控制偷排现象。     

中小流域总磷污染模拟及控制对策研究

利用QUAL2K水质模型模拟四川省北部某中小流域主要污染物总磷的沿程变化情况,根据该流域污染特征,提出调整工业布局、补充河流源头水量、生活污水处理设施提标升级及农业畜禽养殖废水截污4种水污染治理措施,并在上述措施实施的基础上进行优化,从而为该流域水质改善制定合理的方案。研究结果显示,QUAL2K水质模型具有较好的模拟精度,模拟值与实测值的相对误差保持在15%以内。4种水污染治理措施的效果为补充河流源头水量农业畜禽养殖废水截污生活污水处理设施提标升级调整工业布局。在上述措施综合实施的基础上进一步优化,5个工业园区总磷入河量共削减32.8t/a时,该河流下游断面的总磷质量浓度降低至196μg/L,可以达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类标准。     

淮河流域河南段退化河流生态系统修复模式

针对淮河流域河南段部分河流出现的水资源过度开发利用、水质恶化和生物多样性下降等生态退化问题,根据淮河流域河南段主要河流退化特点,以改善淮河流域河南段退化现状为目标,在河流生态修复技术研究和工程实践的基础上,按照修复技术的功能,筛选出水量调整、水质净化和生物多样性提高等3类共13种适合淮河流域河南段河流生态系统修复技术。为使流域水生态修复更具针对性,根据流域内主要河流断流频率和洪/枯比计算,将流域内的河流分为常年有水型和间歇性断流型,然后以修复模式为修复范式研究的基本单元,分别针对流域内常年有水型河流生态系统的退化特点构建了3种修复模式,针对流域内间歇性断流型河流生态系统的退化特点构建了5种修复模式,以期为流域内退化河流生态系统的修复提供指导。