基于COHERENS模型的污染物质输运数值模拟

以COHERENS模型为基础,建立了长江下游感潮河段三维水流及污染物质输运数学模型,该模型通过σ坐标变换,使整个水域垂直方向可采用相同的分层。基于模态分裂法,将三维流动分成表面重力波(外模式)和内重力波(内模式);模型求解技术上采用算子分裂法,使用了superbee限制器TVD格式,减小非物理的数值虚拟震荡。选取长江常熟段为例,模型较好的模拟了感潮河段三维流场及污染带分布特征。该成果对感潮地区污染物输运规律及水污染控制具有指导意义。     

感潮河段水环境容量计算方法探讨

对感潮河段水环境容量的污染物允许排放量的概念进行了分析，提出了基于动态的水质模型并利用计算机仿真和线性规划来进行感潮河段水环境容量计算的基本方法，该文着重介绍计算感潮河段水环境容量的技术方法，通过简化的计算实例对具体过程进行了说明，其原理成立，方法可行。     

大辽河感潮河段及近岸河口氮、磷的分布及潜在性富营养化

根据2013年8月和11月大辽河感潮河段及近岸河口区水质的实测数据,对水体中不同形态氮、磷含量的季节和空间分布特征进行了研究,并对水体潜在性富营养化程度进行了评价.结果表明,2013年丰水期和枯水期,从大辽河感潮河段至近岸河口区,硝酸盐是水体无机氮存在的主要形态,其约占总无机氮的55%;颗粒态磷(TPP-P)是水体磷营养盐的主要存在形式,其含量占水体磷营养盐的50%以上.空间上,从大辽河感潮河段至近岸河口区,水体的氮、磷形态的浓度表现为逐渐降低的趋势,相关性分析结果显示,水体大多数氮、磷形态与盐度呈显著的负相关关系,说明海水物理稀释相比其它环境因子对水体氮、磷形态空间分布起着主要作用;季节上,大辽河感潮河段及近岸河口区水体氮、磷含量表现为"枯水期丰水期",这主要与感潮河段季节性陆源输入情况不同有关.大辽河感潮河段及近岸河口区水体DIN-N浓度均大于0.30 mg·L~(-1),N/P大于60,均表现为磷限制潜在富营养化水平.     

感潮河段盐度和缺氧水体时空分布规律研究

感潮河段水体的物质输运规律及其时空分布不仅受径流、潮汐动力的双重影响,还受水闸调度等人类活动的影响.针对水闸调度影响下感潮河段复杂的水动力学及其伴随的物质输运过程,提出一种新的算盘式网格结构,建立了水动力学和物质输送的三维数学模型,考察了在径流、潮汐及水闸调度综合作用下,感潮河段水流密度分层的特点,并对水体中溶解氧和盐度的时空分布规律及其影响因素进行研究.结果发现,数值模拟计算结果与观测值吻合良好,表明所建立的三维数值模型可以很好地预测感潮河段的水流运动和物质输运规律.研究表明,感潮河段的缺氧水体首先出现在盐水楔的前端,在盐-淡水分层强度、盐水停留时间及水闸调度的综合作用下,出现溶解氧浓度持续降低的趋势,并导致缺氧水体范围从河口上游向下游扩展,随水闸的放流缺氧水体被冲刷的现象.     

广州市感潮水源河段重金属分布特征及健康风险评价

对广州市沙湾水道(感潮河流型饮用水源地)涨、退潮期间13个断面7种重金属含量进行监测,并应用化学致癌和化学非致癌健康风险评价模型对该感潮河段重金属进行健康风险评价,研究该感潮河段重金属含量及其健康风险的时空分布特征。结果表明:该感潮河段重金属具有显著的空间分布差异,而感潮作用对重金属含量的影响并不明显;该感潮河段化学非致癌重金属污染物健康风险值相对较低,Cu、Hg、Zn的年平均风险值为10-10a-1,远远低于瑞典、荷兰、英国推荐的可接受限值,而化学致癌重金属污染物所引起的人体健康危害较高,化学致癌重金属污染物As、Cd的年平均风险值分别为10-5 a-1和10-6 a-1,其中Cd的年平均风险值与瑞典、荷兰、英国推荐的可接受限值接近(1×10-6 a-1),As的年平均风险值接近国际(ICRP)推荐值(5×10-5 a-1),致癌风险极大,应优先加以控制。     

新标准对感潮河段水质评价的影响

感潮河段接纳大量有机物质后，会滞留较长时间，有机物质在其降解过程中，会造成水中溶解氧浓度下降，氨氮浓度和亚硝酸盐氮浓度上升。章对2001年珠江广州河段水质评价为例，阐述了GHZB1－1999标准增加氨氮指标对感潮河段水质评价产生的影响。     

大辽河感潮河段水体交换的数值研究

基于FVCOM建立大辽河感潮河段的水动力-扩散数值模型,采用保守物质输运扩散法研究大辽河感潮河段在潮和径流作用下的水体交换特征。结果表明:径流是影响大辽河感潮河段水交换的主要因素,径流为114 m3/s条件下,半交换时间为226 h,587 h后达到90%的交换状态,且径流加倍,对应交换时间近似线性递减;子区域水交换差异由潮和径流的相互作用决定,径流越大,靠向上游河段水体交换得越快,径流减小时近河口区段水体交换变快,而中游河段交换变慢。     

基于BP人工神经网络的闽江口水厂水质模拟

近年来闽江感潮河段水厂多次发生咸潮入侵威胁城市供水安全,评估其影响机制及适应性管理策略显得尤为迫切。文章研究基于BP人工神经网络模型和情景分析方法,构建闽江感潮河段水厂盐度与氨氮模型,并定量模拟闽江感潮河段水厂咸潮入侵的影响机制与应对措施。所构建的模型总体表现良好,情景模拟结果表明,闽江上游水电开发对南港地区的盐的影响较大,特别是对城门水厂的水质的影响较大,其咸潮发生的频率出现了明显的上升。河口地区的采沙挖沙活动使得河口地区的最小潮位水平下降、河口各水厂咸潮发生的持续时间和频率有明显的增加,尤其是5、6月份发生咸潮的风险增加。进一步分析表明,当采沙挖沙活动停止时,闽江口地区的盐度开始慢慢下降,6年左右闽江口地区各水厂的盐度可维持在一个可接受的水平上。该研究增进了对闽江感潮河段水厂咸潮入侵影响机制的认识,研究结果可为流域水资源管理与区域饮用水安全提供科学依据。     

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.     

感潮河网水环境容量数值计算

对感潮河网水环境容量和污染物允许排放量的概念进行了分析，考虑了感潮河网水环境容量的时空动态变化及其影响因素，提出了基于感潮河网水质模型的水环境容量数值计算方法。该方法不公反映了感潮河网地区水流运动复杂、流态不稳定、流向多变的特点，而且反映了感８潮河网水环境容量受边界水质变化、河段水质目标不一致、水利工程运行等多种因素影响下的时空变化规律，该方法经过实例计算验证，效果良好。     

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。     

莆田木兰溪感潮段浮游植物群落结构与污染关系

对木兰溪感潮河段枯、丰、平三期水质状况和浮游植物群落结构进行综合分析，探讨了浮游植物群落结构分布特征与水质污染之间的关系。     

长江武汉段工业港酚污染带研究

建立了计算污染带长度、最大宽度及其出现距离的解析模式和给定污染带范围下排污口允许排污量的简便算法。对长江武汉段工业港酚污染带作了应用研究。结果表明,到2000年该污染带长、宽将分别达到4357.9m和47.1m,最大污染带宽出现在排污口下游1603,8m处．若将污染带控制在长1000m、宽50m内,该排污口酚排放量就应控制在49.02t/a以内。     

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。      

感潮河段河水中NO3^——N测定方法选择

在双台子河下游潮汐河段NO3^--N的测定，采用酚二磺酸比色法和紫外分光光度比色法，并通过数理统计中的t检验法对比及加标回收率的实验提出；感潮河段应采用紫外分光光度比色不测定水中的NO3^--N。     

晋江感潮河段沉积物重金属赋存形态及潜在生态风险

测定了晋江感潮河段表层沉积物中12种重金属的含量,分析了沉积物中重金属的分布特征,结果显示:Cr、Ni、Cu、Zn在受人类活动影响较大的中间河段偏高,远离城区与工业区的上游、水动力条件较好的下游偏低。用改进的BCR四步提取法分析了4个站位沉积物中重金属的赋存形态,结果表明:Mn、Cd的弱酸溶态和Pb、Cu的可还原态占主导地位,具有较大的潜在生态危险性;V、Sb、Ti、Sn主要以残渣态为主,对环境的危害较小。沉积物中重金属污染的潜在生态风险评价表明,Cd污染及其生态危害性非常严重,Cu、Zn、Pb、Cr和Ni污染较轻。总体上,晋江感潮河段表层沉积物已受重金属严重污染,属于生态危害性极强的重污染水平。     

闸控感潮河网水环境容量计算研究

受潮汐影响的闸控河网的水环境容量计算是水环境控制的重要内容。针对闸控感潮河网的水流特点,介绍了基于动态水质模型的水环境容量的数值计算方法。其方法综合考虑了感潮河网地区水流运动复杂、易受水利工程设施运行影响的特点,并成功地应用到动态水环境容量计算。     

感潮河段水污染控制的随机方法

根据Liouville定理,推导了一个随机动态水质模型,并提出了相应的数值求解方法,该模型用于感潮河段的水质模拟及控制,获得污染物浓度变化的主要趋势、波动范围、浓度超标风险率及其与超标时间长的关系等,较好地揭示了污染物浓度的不确定性变化对水污染控制的影响.     

鸭绿江下游感潮河段水质评价

本文通过对2001-2005年期间鸭绿江下游的感潮河段水质的监测数据的统计和评价,得出这一河段目前的污染现状水平,指出这一河段主要污染物的种类,描绘出十五期间这一河段水质的变化规律,并用灰色理论数学模型预测出2006-2010年期间这一河段水中主要污染物的变化趋势.     

滨海带感潮河流上朔规律及地下水面波动特征研究

本研究以太平洋附近具有典型海岸地形地貌的3.2km2的区域为调查研究对象。首先,通过调查设置在河流上的5处调查点的河流水位及河水铅直方向电导率,掌握了感潮河流海水上朔的规律。其次,通过调查设置在区域内的26口调查井在满潮和干潮时的地下水位,推断出了潮汐的涨落及感潮河流和地下水流动方向的关系。此外,对与海岸垂直的断面和平行的断面上的10口调查井的调查结果显示,同一位置、不同季节其地下水面波动的特点不同;不同的调查井,因所处位置的不同及与海岸、感潮河流距离的不同,其地下水面波动的振幅及其与潮汐波动的位相差也不同。