概论

自 Streeter-Phelps 水质模型建立以来,水质数学模型在环境问题研究中的应用越来越广泛。水质模型作为水质规划和环境质量管理的有效工具有了较大的发展,特别是近几十年,在环境污染控制和水质规划研究中,水质模型显得尤为重要。利用水质模型进行河流、湖泊、水库及河口等的水质规划已取得了成功。一些在五、六十年代曾经严重污染的河流,如芝加哥河、泰晤士河以及特拉华河口等利用所建立的水质模型进行     

非点源污染模型参数数字化及不确定性研究进展

非点源污染模型是非点源污染量化研究的重要内容.目前,非点源污染模型数量繁多,集总模型不考虑时空变异性,适用流域面积小;分布式模型利用网格划分流域,可以模拟时空变异性,但参数繁多、率定困难、精度达不到要求、难以收集与管理.而全球定位系统、地理信息系统和遥感(合称3S)技术的应用,可以解决参数的选择问题,减少模型中的不确定成分.因此,在未来的非点源污染模型研究中,应重点关注利用3S技术解决参数的选择问题,以及模型参数的敏感性分析和不确定性分析.概述了非点源污染模型的研究进展,重点介绍了3S技术在非点源污染模型中的应用和非点源污染模型中的不确定性分析.     

河流常用水质数学模型参数估计方法评述

前言 河流水质数学模型是描述河流中物质混合、输移和转化规律的计算模型.近年来,由于水质模型在水质预测、规划管理,污染防治以及水环境研究等方面的重要作用,它已成为环境科技工作者十分关注的研究对     

非点源污染负荷估算方法研究进展及对北京市的应用

非点源污染是目前影响北京市水环境质量的主要污染源之一,对国内外水环境非点源污染负荷估算方法的研究进展及应用情况进行了总结和分析,介绍了污染负荷当量法、径流分割法、经验相关关系法等经验统计方法,并重点对SWMM模型、输出系数模型等模型估算方法的原理、特点及对北京市的应用情况进行了概括分析。     

地表和地下径流养分输出通量估算方法研究

基于养分通量—基流—直接径流(LBD)模型、LOADEST模型和递归数字滤波技术,建立了一套地表和地下径流养分输出通量估算方法。以浙江省珊溪水库源头溪流之一——峃作口溪地表和地下径流TN输出通量的估算为例,展示了此方法的估算过程。结果表明,地下径流对峃作口溪TN输出通量的年贡献率为72.2%~74.7%,约为地表径流年贡献率的2.5倍。此方法只需要离散的水质数据和连续的径流量数据,就能够同时区分任意时间尺度下地表和地下径流养分输出通量,为流域水环境污染控制和管理提供依据。     

我国华北地区湿地生态需水量研究探讨与应用实例

我国华北地区湿地通常处于缺水状态.当湿地分别为"资源型缺水"和"水质型缺水"时,目前常用的几种生态需水量估算方法的适用范围是不同的.水量平衡法是较通用的方法;而水量损失法和最低水位法主要适用于资源型缺水;物质平衡法和逐年环境改良法则主要应用于污染型缺水的情况.针对不同的情况可以选取相应的估算方法.本文应用不同估算方法,对河北保定白洋淀湿地和北京顺义杨镇湿地的生态需水量进行了估算,通过估算结果间的比较,反映出白洋淀湿地面临的污染问题更严重,而杨镇湿地更亟需解决的是资源型缺水问题,使其补偿措施更有针对性,能更好地协调人与湿地生态环境问的关系.     

粉煤灰去除地下水中Cr(Ⅵ)的试验研究

为了去除孔隙地下水中的污染组分Cr(Ⅵ),我们取工业废弃物--粉煤灰为实验介质,在不改变原水状况的条件下,通过室内试验对比了粉煤灰和活化后粉煤灰的处理效果,并分析讨论了其去除机理.确定活化粉煤灰处理地下水的最佳运行参数:介质与污染组分的重量比为260 000∶1,反应时间为40 min.结果表明,处理后水中Cr(Ⅵ)达到地下水质量标准的Ⅲ类标准,为今后的水质处理工程奠定了基础.     

三角模糊数优化的贝叶斯水质模型评价方法研究——以太湖竺山湾缓冲带湿地水质评价为例

用三角模糊数表征参评的水质指标浓度,并进行α截集处理,将经过处理的区间数代入传统的贝叶斯水质模型,建立了三角模糊数优化的贝叶斯水质模型评价方法。该方法综合了三角模糊数和贝叶斯水质模型的共同优点,考虑了水质监测过程中的误差,通过计算各采样点水质对不同水质级别的隶属度,再判定水质级别。将该方法应用于太湖竺山湾缓冲带湿地,结果表明:竺山湾缓冲带湿地水体水质为Ⅲ~Ⅳ类,未能达到Ⅰ类水质目标的要求;水体TN和COD污染较严重,在缓冲带生态建设和功能修复工作中应重点关注氮和有机物污染。     

钢铁企业外排废水COD-BOD_5 COD_(Cr)-COM_(Mn)相关性研究

BOD是水中好氧性微生物在利用有机物为食料的增殖和呼吸过程中所需要的氧量,简称生化需氧量。早在1913年,英国皇家污水处理委员会就把BOD正式确定为水质有机污染的指标,并提出5日(65°F)生化需氧量即BOD_5,作为评价水质有机污染程度的重要指标。现行采用的20℃ BOD_5     

基于BP网络的水质综合评价模型及其应用

讨论了BP网络模型存在的不足及建模条件,提出了建立合理的BP网络模型的基本原则和步骤.针对水质评价问题,通过在各类水质污染指标浓度区间内生成随机分布样本的方法,组成足够多用于BP网络训练、检验和测试用的样本,建立了辽河水质综合评价的BP网络模型;给出了区分不同类别水质的模型分界值样本和模型输出分界值.     

基于SWAT模型的流域面源污染模拟影响分析

针对流域面源污染模型往往忽略或简化河道内污染物变化过程的缺陷,探讨了河道水质模型对流域面源污染模拟的影响.以太湖流域浙西区的西苕溪流域为研究对象,选取具有一定物理机制的分布式面源污染模型SWAT模型,分别以激活和不激活其嵌套的河道水质模型QUAL2E,即SWAT模型与QUAL2E模型紧密耦合和松散耦合两种情况进行模拟,并比较了对TN及TP的模拟效果.结果表明,丰水期与平水期的模拟结果并没有显著差别;但在枯水期,由于水量较小,河道内污染物变化过程对模拟结果影响较大.同时引入QUAL2K模型,分析认为改进河道水质模型对提高SWAT模型模拟精度有一定的效果.     

浦阳江流域(浦江县段)面源污染模型估算及河流生态缓冲带重点区域识别

以浦阳江流域(浦江县段)为研究区,从流域面源污染空间特征入手,提出浦阳江流域岸边带建设的重点区域.采用DPeRS面源污染负荷估算模型,具体分析了2018年浦阳江流域面源污染负荷空间分布特征,并采用面向对象方法提取了岸线和河流生态缓冲带土地覆盖类型,以汇水区为单元,结合面源污染估算结果识别了浦阳江流域河流生态缓冲带重点区.结果 表明:浦阳江流域中部和中北部地区面源污染排放负荷较高,面源污染入河负荷高值区主要集中于中下游地区;该流域31个汇水区中,TN和NHt4+-N重点汇水区有17个,主要分布在流域的中部和东北部;TP和COD重点汇水区有12个,集中分布于流域中部;浦阳江流域河流生态缓冲带范围内,植被类型和非植被类型面积占比分别为65.49％和34.51％,其中耕地面积占比29.36％,建筑用地占比11.89％;综合浦阳江流域面源污染重点汇水区和河流生态缓冲带现状遥感提取结果,筛选出的重点区包括下游地区的7号汇水区和中游地区的18～25号汇水区所在的河流生态缓冲带.今后,可针对其重点区域设计生态防护工程,也应结合源头减量、过程拦截、末端消纳与资源循环利用的防控策略,综合削减面源污染物入河量.     

编者的话

“环境研究中的水质模型”一文是作者根据从事水质模型研究的实践,吸收国内外各种水质模型的长处,综合国内外文献而编写成的。河流水质模垫是研究水环境污染、水质规划、水污染控制及水质管理必不可少的工具。为了更好地运用水质模型于我国环境科学研究,作者取各家之长,介绍并讨论各种水质模型及其参数识别等问题。附有十四个计算机程序,供环保科研工作者参考。 西德环境问题专家 Dr.W.Kinzelbach     

武义江工业磷污染监控预警体系的建立

武义江工业磷污染监控预警体系是以信息技术为基础,综合运用地理信息系统(GIS)、遥感(RS)、网络、多媒体、计算机仿真以及在线监控等现代高科技手段,在沿江开发现状分析和评价的基础上,建立武义江工业磷污染的信息平台、水质模型及相应的管理系统,为区域的环境管理提供数据支持.武义江工业磷污染监控预警体系应具备对流域的磷污染状况实时监控、对磷污染事故应急响应等功能.     

北运河流域(北京段)主要污染物减排措施效果评估

基于MIKE11模型构建了北运河干流(北京段)一维河流水动力、水质模型。以2010年为基准年,综合考虑"十二五"期间人口增长、经济发展及农业规模和布局情况,设置3套减排方案。选择北京市榆林庄断面为主控监测断面,以氨氮低于5mg/L、COD低于40mg/L为水质控制目标,开展不同减排措施效果评估。结果表明,污水处理厂提标改造是改善北运河流域(北京段)水质的最有效手段,能使榆林庄断面COD和氨氮相比2010年分别下降27.2%、60.6%,COD达到水质控制目标。氨氮减排难度较大,除了实施污水处理厂提标改造外,应同步提高综合排放标准,使氨氮排放相对2010年下降73.5%,达到水质控制目标。同时,还应加强对城市暴雨径流污染的控制,以有效降低前汛期水体污染物峰值浓度。     

马莫特流域(加)山溪中氧和有机物的来源与分布

过去,对水质的化学分析多考虑溶解的无机物元素和悬浮物质,对水中的有机物组成了解得很少。最近,由于有机物的分析技术、分离技术和鉴定方法有了新的进展,有可能分析鉴定河流水体中的有机化合物。但目前主要精力仍是花在分析那些因人类活动而引起水质污染的有机物,如,除莠剂、杀虫药剂、增塑剂、     

第二松花江水质污染现状与特点(摘要)

江河水质污染的程度是受多种因素制约的,它既取决于污染物的种类,性质、数量、浓度和排放方式,也制约于水文、地质、气象水化学组成等自然条件。由于第二松花江流域广阔,水系发达,水系内各水域自然条件、水文状况、水化学组成差异明显,受纳的工业废水的种类和数量也不一样,因此各江段和支流水质污染状况亦有明显差异。     

饮用水源地突发性污染事件预警系统的构建及应用

基于FloodWorks程序构建水质预警系统,将水情遥测站、永质自动监测站的实时数据接人该水质预警系统并结合水动力学-水质一体化模型实现水质预警.该水质预警系统可在地理信息系统(GIS)图形界面下通过控制点、断面、连接等建模和模型管理工具完成工作,无需编写程序代码,方便易行.将构建的水质预警系统用于东台市泰东河饮用水源地水质监测预警,该水质预警系统对总磷、总氮、氨氮及高锰酸盐指教等污染指标的预测有较高的精度,其模拟确定性系数分别为0.72、0.76、0.83、0.86.     

三峡水库蓄水运行后入出库断面水质评价与预测

三峡工程运行后库区水质问题关系库区环境安全和当地社会经济发展,把握三峡库区水质变化趋势是水污染治理的基础。采用内梅罗污染指数法,基于2004—2016年三峡库区长江干流入库断面(重庆朱沱)和出库断面(湖北宜昌南津关)水体DO、高锰酸盐指数和氨氮的水质监测数据评价库区水质,并利用差分自回归移动平均模型(ARIMA模型)建立入出库断面水质变化趋势模型。结果表明:2004—2016年入库断面梅罗污染指数(Ip)为1.72～3.22,水质属轻污染—重污染,变化波动大;出库断面Ip为0.82～1.46,水质属清洁—轻污染,总体保持平稳;入库断面水质指标逐年偏向《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅱ级标准,出库断面水质指标逐年偏向Ⅰ级标准,入出库断面首要污染物是氨氮,ARIMA模型预测显示未来入出库断面水质好转。     

河流水质模型

河流水质模型的研究是近十几年来研究得比较广泛而且较深入的课题,而且将研究的水质模型比较成功地用于河流、流域的水质规划和管理。如QUAL-Ⅱ是一个应用得较成功的一个例子。目前使用的许多水质模型是在S-P 模型的基础上加以修正而获得的。