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.     

感潮河流中污染带模型及其在长江南京段的应用

以污染带随机扩散模型与感潮河段传输机理相结合,合理地解决了感潮河流中污染带浓度的预测问题。用长江南京段实测资料进行检验,74.6％测点的相对误差,小于30％,精度较好。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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.     

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。     

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。      

长江感潮河段有机碳的潮汐和季节变化规律

以长江感潮河段─南通段为研究对象,于2019年逐月采集涨潮和落潮期间分层水体样品. 测定了颗粒有机碳（particulate organic carbon, POC）和溶解有机碳（dissolved organic carbon, DOC）浓度,并同步进行了不同营养盐添加的室内模拟实验,测定了生物可降解溶解有机碳（biodegradable DOC, BDOC）的浓度. 研究结果表明,底层POC浓度最高,中层POC浓度最低. POC浓度与潮高呈显著负相关,与水温没有显著相关性. 表层、中层和底层DOC浓度没有显著差异,DOC浓度均值为（7.55 ± 1.50） mg·L^-1. 涨潮和落潮DOC浓度没有显著差异,DOC浓度与水温呈显著正相关. BDOC在DOC中的占比为40.88% ± 13.91%,不同营养盐添加处理的BDOC在DOC中的占比没有显著差异. BDOC浓度和潮高呈显著正相关. 这些研究结果表明,与POC 不同, DOC和BDOC具有显著季节变化规律. 长江下游潮汐作用对有机碳的分布具有重要影响,涨潮对POC产生稀释作用,但促进了DOC生物可降解性的升高.     

土地利用/覆盖对华南地区感潮河流碳分布格局的影响

河流是陆海碳输送的主要通道,在全球碳循环中发挥着重要作用. 随着城市化进程的加快,河流碳分布格局将会改变. 本研究于2019年11月(枯水期)和2020年7月(丰水期)对珠江三角洲地区潭江流域干支流开展有机碳、无机碳等水质指标监测,基于土地利用数据划定流域分区和沿河岸不同距离(500、1 000、1 500、2 000和2 500 m)缓冲区,采用差异性分析、Spearman相关性分析、冗余分析(RDA)等手段,分析土地利用格局对华南地区感潮河流碳浓度分布格局的影响. 结果表明:①水体TOC(总有机碳)、TIC(总无机碳)平均值分别为(3.50±0.92)(2.61±2.10) mg/L,区域TOC、TIC浓度存在时空分布差异,丰水期TOC、TIC浓度均显著高于枯水期,感潮区TOC浓度显著高于非感潮区,建设用地占比高、林地占比低的核心城市生态区河流的TOC浓度较高. ②1 500 m缓冲区是流域内景观格局对碳浓度变化作用最强的河岸带宽度,对碳的总解释率为20.03%;城市区域的排放对有机物浓度影响严重,耕地、林地的拦截吸附作用使得河流中的有机碳浓度相对较低,连片坑塘、养殖池等对河流中营养盐浓度的影响较大. ③水体中碳、氮、磷等的正相关关系表明,水体污染与生活污水排放、养殖生产活动和农业面源污染等有关. 因此,加强缓冲区坑塘、养殖池等的污染控制以及建成区与河流间绿化建设,是控制潭江等华南地区感潮河流中碳浓度以及入海碳通量的关键管理手段.      

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。     

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。     

消除有机废水中物质对生态循环影响

有机废水是最主要的水污染问题,其处理方法大多采用生物处理。但当有机废水中的物质浓度超过了微生物处理的极限浓度时,微生物的处理活性就会受到影响。此时可以通过菌种驯化法和预处理法来有效消除有机废水中的物质浓度过高对生物处理中的微生物的抑制作用。本文也会谈到有机废水中的物质含量高、低对微生物的不同影响机制,对生态循环保护起到积极作用。     

微氧条件下 EGSB 反应器处理焦化废水的可行性分析

焦化废水是一种氨氮浓度高且含有多种杂环化合物等有毒物质的有机工业废水.现分析微氧条件下使用EGSB反应器处理焦化废水的技术优点、工艺流程等,提出其用于焦化废水处理的建议.     

黄河水体氨氮超标原因探讨

根据黄河水体氮污染物的种类、浓度和来源以及黄河特有的泥沙和水化学条件,结合实验结果,从生物和化学的角度讨论黄河氨氮超标的可能原因.结果表明,水体悬浮颗粒物对硝化过程有明显的促进作用,氨氮的超标不是因为泥沙对硝化作用的影响所导致.氮污染物的不断输入是黄河水体氨氮超标的根本原因,高浓度氨氮和有机氮对硝化过程有抑制作用,当NH⁺₄-N初始浓度分别为10.1,18.4,28.2 mg/L时,初始的硝化效率分别为17.4％,13.0％,2.5％,当有机氮初始浓度分别为5.5,8.6 mg/L时,其降解所产生的氨氮最高浓度分别为0.47,1.69 mg/L,在水体中滞留的时间分别为2 d和6 d.水体中耗氧有机物和有毒物质对硝化细菌活性的影响间接导致了氨氮在水体中的滞留.黄河水体高pH值导致非离子氨浓度较高,进一步对硝化细菌产生抑制作用.水量较小、颗粒物含量较低和微生物的活性降低是枯水期氨氮污染加重的原因.