基于Mike21FM的来宾电厂扩建工程温排水数值模拟研究

应用Mike21FM 2008对来宾电厂温排水的环境影响进行数值模拟,建立了以三角形/四边形混合网格为基础的地形文件,率定了模型参数(糙率和涡粘系数),建立了水动力模型,开展了温排水的数值模拟预测,模拟2种工况(夏季90%枯水和全年90%枯水)条件下的温排水对河流水环境的影响过程,根据模型预测结果可以得出不同温升线包络的范围以及不同河流来水量情况下电厂温排水对河流水环境的影响程度. 提出把Mike21FM模型软件应用到环境影响评价领域的实现方法和应用过程,明确在环境影响评价过程中二维水域环境影响预测应该关注的重点,以及对原始数据资料的需求.      

西南岩溶区火电厂项目地下水环境影响评价

根据贵州省黔西南州普安县内某拟建火电厂水文地质条件,采用解析法和基于GMS软件的数值模拟法,考虑事故工况下液氨泄漏情形,分别对污染物在地下水中的运移距离、运移范围进行了预测。结果表明:(1)解析法进行预测的假定条件与预测结果发生矛盾,解析法预测的污染物运移范围和最大运移距离均超过假设条件的范围。解析法应用于岩溶区污染物预测时需要精密的水文地质勘察资料;(2)事故发生后,同一时间点,解析法的预测值均比数值模拟法的预测值大。     

中国七大河流水资源开发利用率阈值

从二元水循环角度分析地表水资源开发利用率的影响因素,说明地表水资源开发利用率与河道生态需水、回归水及其污染物浓度之间有着密切的关系。以河道生态需水、污径比为约束条件,分析了水资源开发利用率与消耗系数之间的关系,其呈现出logistic曲线增长趋势,随着消耗系数的增加,允许水资源开发利用率经历逐渐增加→最大值→下降的趋势,波动的范围从20%→50%→40%。以我国七大河流为例,估算了在当前水资源消耗水平下地表水资源允许开发利用率的阈值。结果表明:松花江、辽河、海河、黄河、淮河、长江、珠江的阈值分别是34%、38%、45%、36%、38%、31%、32%。与现状水资源开发利用率比较的结果是,松花江、长江、珠江等3条河流的水资源开发利用率在其阈值范围之内,辽河、海河、黄河、淮河等4条河流的开发利用率均超过了最大允许开发利用率。     

基于减污降碳和水质目标约束下的黄河干流兰州段城区污水处理厂出水排放限值研究

为科学合理地提出黄河干流兰州段城区污水处理厂出水排放限值,实施精准科学治污,持续改善黄河干流兰州段水环境质量,本文以兰州市城区四座有代表性的污水处理厂(西固、七里河安宁、盐场和雁儿湾污水处理厂)为研究对象,统计四座污水处理厂主要污染物排放浓度、中水回用率、主要污染物去除率及减排效果,分析四座污水处理厂入河排污对黄河干流兰州段水质的影响,梳理污水处理厂运行阶段的碳排放情况.结果表明：(1)兰州市城区四座污水处理厂中水回用率低,介于0.86%～4.66%之间.(2)四座污水处理厂主要污染物的去除率高于国内污水处理厂主要污染物去除率的平均水平,COD、NH3-N年均减排量分别为114 584.1、8 234.6 t,减排效果明显.(3)在黄河枯水期上游来水水量小、水质接近或超出GB 3838-2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质目标限值的条件下,叠加区间其他入河排污口的影响,兰州市城区四座污水处理厂均按照设计规模及设计出水水质排污会对下游河段水质造成影响.因此,不能一味地追求出水水质,盲目提标改造,要综合考虑污水处理厂运行过程中的碳排放,在满足受纳水体水质目标前提下,统筹考虑减污降碳.     

轻型汽油车稳态工况下的尾气排放特征

选取不同排放标准的127辆轻型汽油客车和10辆轻型汽油货车为研究对象,利用便携式车载测试系统(portable emission measurement system, PEMS)结合台架稳态工况(acceleration simulation mode, ASM),探究了不同工况与车辆参数对轻型汽油车气态污染物二氧化碳(CO_2)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NO_x)、碳氢化合物(HC)和甲烷(CH_4)排放的影响.结果表明,轻型汽油车气态污染物在怠速工况下的排放率较低,仅为加速工况和匀速工况的22.9%和25.8%.污染物排放特征与工况密切相关,CO_2和NO_x在加速工况时的排放率小于匀速工况,而CO、HC和CH_4在加速工况时的排放率却大于匀速工况.在低速稳态下,轻型汽油客车和轻型汽油货车CO_2、CO、NO_x、HC和CH_4的排放因子分别为383.20、 2.98、 1.60、 0.14和0.03 g·km~(-1)和360.66、 2.64、 1.61、 0.005 5和0.002 7 g·km~(-1).排放标准的加严带来了明显减排效果,CO、NO_x、HC和CH_4的排放因子从国Ⅰ～国Ⅴ分别下降了87.5%、 97.3%、 97.9%和86.4%.车龄、行驶里程和基准质量与车辆污染物的排放存在非线性关系,发动机排量与机动车的尾气污染物的排放呈正相关.     

垃圾渗滤液对地下水水质影响的数值模拟预测——以冕宁县漫水湾生活垃圾填埋场为例

垃圾填埋场的渗滤液渗漏是周围地下水环境的主要威胁之一。以冕宁县漫水湾垃圾填埋场为例,预测垃圾渗滤液对浅层地下水环境的危害程度,通过Modflow和MT3D模拟分析了正常工况和事故工况条件下渗滤液中COD和NH_3-N在地下水中的运移过程。结果表明:在垃圾场运行中,地下水中污染物浓度增加并向下游扩展。正常工况下,污染物NH_3-N的最大迁移距离为141 m,最大浓度为3.5 mg/L;事故工况下,污染物NH_3-N的最大迁移距离为290 m,最大浓度为7.0 mg/L。随着污染物迁移距离的扩大,污染物浓度开始下降。垃圾场封场20年后,渗滤液中ρ(COD)和ρ(NH_3-N)分别为0.06,0.006 mg/L。     

某铅酸蓄电池污染场地表层土壤重金属Pb空间分布预测研究

为准确界定某典型蓄电池企业污染场地土壤中特征性污染物Pb的空间分布范围,分析和比较了数据拆分后的分区预测模型(OKLG+TIN)、数据正态变换后克里格模型(OKBC)、反距离加权模型(IDW)以及样条函数模型(Spline)对土壤Pb污染空间分布预测和污染评价的影响.结果表明,原始数据集具有高偏倚特征,局部区域存在较大的空间变异性;分区预测模型取得了最高的预测精度,预测的污染物空间分布比较符合场地实际污染状况,其它3种模型受适用原理及数据特征影响,预测精度较低,预测结果不能很好反映高污染区域的细部变化特征,不适合该场地Pb的空间分布预测与制图.研究结果对于此类型工业污染场地后续的修复范围确定和修复治理决策制定提供了参考.     

城市垃圾焚烧发电项目烟气中重金属干沉降对土壤的影响

焚烧炉烟气中重金属沉降造成的土壤污染是城市垃圾焚烧发电项目环境影响评价及环境保护管理工作关注的重点。以某城市垃圾焚烧发电项目为例,在确定焚烧炉排放源强及气象数据等资料的基础上,采用AERMOD模型预测焚烧烟气中Pb、Hg、Cd的沉降特征和对项目所在区域土壤环境质量的影响。结果表明:土壤中污染物浓度随离源距离的增加均呈现出先上升后下降的趋势,其中Hg的占标率最大为27.2%,其次Cd为21.8%,Pb的占标率最小为4.7%,预测的重金属浓度均满足《土壤环境质量标准》(GB 15618—1995)二级标准限值要求;污染物分布与风密切相关,利用污染系数衡量风对污染物扩散传输的影响,可知污染扩散距离北向大于南向、东向大于西向,南北向大于东西向,污染系数与污染物沉降量分布一致。研究可为气体涉重金属污染物扩散沉降对土壤环境影响相关领域的科研、应用工作提供参考和借鉴。     

潮汐作用对滨海垃圾填埋场地下水污染物迁移影响模拟研究

潮汐过程对滨海地区垃圾填埋场污染物的迁移影响显著.为探究潮汐作用下垃圾填埋场地下水污染物迁移过程,以深圳市某滨海垃圾填埋场为例,构建该场地地下水溶质运移数值模型,分析潮汐作用造成的地下水位周期性波动条件下特征污染物在含水层中不同时期的污染范围及浓度变化规律.结果表明：近海岸地下水位受潮汐作用明显,水位波动主要受含水层水文地质参数和潮水位变幅影响,污染物峰值浓度大幅降低,在含水层中滞留时间明显增加.该垃圾填埋场中特征污染物的污染范围和浓度呈现出丰大枯小的周期性变化特征,其中丰水期末最大污染范围和浓度分别为47547 m2、21.54 mg·L^-1,枯水期末最大污染范围和浓度分别为25605 m2、12.73 mg·L^-1.污染物峰值浓度最大降幅37%,滞留时间最长增加43 d.近海岸地下水污染物穿透曲线呈现日周期性波动,随着远离地表水边界,这种周期性波动越不明显,距地表水边界20 m时,污染物穿透曲线无明显日内周期性波动.研究结果可为滨海垃圾填埋场地下水监测方案的制定和地下水污染治理提供理论依据和参考.     

黄河兰州段水质污染分析评价及防治对策

根据2002-2006年黄河兰州段水质监测数据,按照《地表水环境质量标准》GB3838-2002中Ⅲ类水质标准,确定污染物的污染程度,选用内梅罗水污染指数法,运用方差分析,对黄河兰州段水质现状进行评价分析,结果表明:(1)黄河兰州段水体的主要污染物是粪大肠茵群和总氮;(2)大量未经处理的生活污水排放是黄河兰州段的主要污染源;(3)针对黄河兰州段生活污水污染现状,提出源头治污思路.     

木家具关键挥发性有机化合物散发传质特性

木家具中挥发性有机化合物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的散发是一个污染环境的复杂传质过程.为把握污染物散发全周期特性,首先建立了一套描述散发行为的显性完全解析模型,适用于模拟对人体最不利的无换气情况.然后基于对模型的分析开发了一种简便快捷的实验方法,能够利用木家具在密闭舱中散发的逐时浓度求取目标VOCs的3个重要传质参数:可散发浓度C0、扩散系数D和分配系数K.实验部分测算了从10个厂家依多种原材料定制的5类20件常见家具,参考出现频率、健康影响、可散发量确定了19类关键污染物,发现总体C0、D、K服从正态分布.此外,结合常见散发参数范围下的数值实验和参数回归分析,提出一组反映散发机理、预测类比不同时空尺度下散发数据的准则关联式,并分析得出空气交换率和承载率对散发影响较大、空气流速对散发影响较小.     

人类活动影响下的黄河流域水资源演化规律初探

应用分布式流域水文模型WEP-L模型初步分析了人类活动影响下的黄河水资源演化规律。通过2000年现状下垫面条件下的评价结果与历史系列条件下的评价结果比较,以及考虑与不考虑人工取用水条件下的模拟结果比较,初步发现:黄河流域在强烈的人类活动影响下,水资源量及其构成均发生了显著变化,地表水资源量衰减,而不重复地下水量增加;在狭义水资源衰减的同时,伴随着有效蒸散即降水有效利用的增加,流域广义水资源量有一定幅度增加。研究成果对黄河的治理规划和水安全战略具有参考价值。     

垃圾填埋场地下水环境影响评价三维数值模型

为准确模拟垃圾填埋场渗滤液污染物在地下水中的运移情况,正确评价垃圾填埋场的建设运行对地下水环境的影响程度,以江苏省吴江盛泽城区垃圾填埋场工程项目为例,在合理概化水文地质概念模型的基础之上,构建了与之相应的地下水渗流与溶质运移三维耦合数值模型.通过对渗滤液污染物在填埋场不同防渗条件下的运移情况进行模拟预测,确定出了渗滤液污染物的扩散范围.结果表明,在防渗完好和防渗破损的情况下,渗滤液污染物运移范围均较小,对地下水环境的影响程度较弱.     

模糊数学法在兰州市地表水环境质量评价中的应用分析研究

根据模糊数学理论,建立了水环境质量模糊综合评价数学模型.选取兰州市地表水为研究对象,对兰州市地表水(黄河岸门桥断面)2009年-2014年全年各项水质平均值进行水环境质量评价,更加综合的评价兰州市地表水环境质量变化趋势及主要污染物,科学的分析兰州市地表水环境质量现状和存在的问题.结果表明:兰州市地表水2009年-2014年环境质量呈日益改善的状态,2009年-2010年兰州市地表水环境质量综合评价结果属于V类,2010年-2014年兰州市地表水环境质量综合评价结果属于Ⅰ类,水体中主要污染物为总氮.     

小波支持向量机在大气污染物浓度预测中的应用

用小波分解重构和支持向量机相结合的方法,建立大气污染物浓度预测模型。通过小波分解,将大气污染物浓度序列分解为不同频段的小波系数序列,再对各层的小波系数序列重构到原尺度上。利用相关分析的方法构建出低频小波系数a3和中频小波系数d3的支持向量机模型输入因子为前一天小波系数a3和7个气象因子;高频小波系数d2和d1以前三日的小波系数为输入因子,然后对各小波系数序列采用相应的支持向量机模型进行预测,各小波系数均使用ν-支持向量回归机(ν-SVR)算法和径向基函数,最后通过小波重构合成大气污染物浓度序列的最终预测结果。通过对大气SO2浓度预测实例证明,该大气污染物浓度预测模型具有推广能力较强、预测精度较高、训练速度快、便于建模等优点,具有良好的应用前景。     

一种考虑水生态修复措施对污染物降解影响的水质模型

针对水域中生态修复措施对污染物降解规律的影响,建立了平面二维水流-水质计算模型.该模型通过采用特征有限元方法,在各种吸附性边界下均能保持污染物浓度变化的单调性;通过采用2阶龙格-库塔法求解上游源头浓度特征点的位置,使得模型在流线弯曲条件下的特征浓度计算精度得到明显改善;通过分区指定水流糙率与紊动粘滞系数、污染物扩散与降解系数,可以具体分析水域内各种水质改善措施的实际效果;通过典型算例,证明模型具有较好的适应性和可靠性,为今后水生态修复工程方案的设计提供了一种定量分析工具.     

AERMOD和CALPUFF大气污染扩散模型的对比研究

大气污染控制模式能够分析雾霾的成因和发展趋势,预测大气污染物的迁移和转化规律,并对环境空气质量恶化起到一定的预防作用,系统阐述了AERMOD和CALPUFF大气扩散模型的理论及应用研究进展,并且比较了二者扩散模式的异同及各自适用范围.结果得出,近场范围内(小于50 km)使用AERMOD大气污染控制模型进行污染物的模拟预测,长距离(大于50 km)或复杂流场条件下使用CALPUFF大气污染控制模型,能够对大气污染的模拟预测起到良好预期效果.     

南四湖上级湖水质安全风险数值模拟

引用地表水有限元模型,以南四湖上级湖为研究对象,结合湖泊地形特征、设计工况、水文条件、水力学原理和污染物输移扩散规律与混合特性等,开展水质安全风险数学模拟研究,研究结果可为南水北调流域水污染控制规划、决策、设计提供参考.     

黄河包头段氨氮降解系数的研究

黄河包头段的主要污染物是氨氮,我们在实验室开展了氨氮降解系数的研究工作,给出了不同温度下氨氮的降解系数和影响氨氮降解的原因。     

毒代-毒效动力学模型及其在金属水生态风险评估中的应用研究进展

金属污染呈现出复合性、空间时间可变性、受环境因素等影响的特点。目前金属的水质基准及生态风险评价仍是以室内简化暴露条件(单一金属恒定浓度短期暴露)下的毒性数据为基础,忽视了实际环境中复杂的暴露特征,从而增加了重金属毒性预测与风险评估的不确定性。污染物的环境效应模型是环境基准和风险评估的基础和核心技术,目前常用的浓度(剂量)-效应模型是基于静态的统计关系所建立的,无法揭示污染物的效应过程,也不能有效进行复杂暴露条件下的生态效应评估。概述了近年来在环境与生态毒理学领域逐渐被广泛关注的毒代-毒效动力学(toxicokinetics-toxicodynamics,TK-TD)模型的基本概念及构建理论与方法,介绍了TK-TD模型在水环境重金属毒性预测及风险评估方面的应用研究进展,并对TK-TD模型的发展趋势进行了展望。