基于双向算法的湖库允许纳污负荷量计算及案例

为了加强湖库流域水环境保护与污染负荷排放管理,支持湖库控制单元允许纳污负荷量的计算和污染负荷分配决策的制定,在总结国内外环境容量相关研究的基础上,针对现状水环境总量控制技术中允许纳污负荷计算与分配环节存在的问题,提出基于双向算法的湖库允许纳污负荷量计算方法.并以EFDC(environmental fluid dynamic code)水环境模型为核心,通过模型概化、参数率定等建模技术与方法的研究,利用估算与精算相结合的方法制定排污情景,并应用模型完成情景分析.应用多次情景试算、分析的方法,制定优化的排污情景,从而计算出湖库允许纳污负荷量.最后以辽宁省柴河水库为实证区进行方法的应用,证明了方法具备科学性与计算精度.     

山地城市新建湖库氮磷营养盐时空特征研究

重庆市园博园龙景湖是一新建的山地河道型深水湖库.通过为期一年对龙景湖水库氮磷营养盐的监测,研究龙景湖水库氮磷营养盐的时空格局、变化特点和相互关系,分析园博园旅游区人为活动的特点以及上游流域来水水质对水库水质的影响.结果表明,龙景湖水库整体总氮和总磷年均浓度分别为(1.42±0.46)mg·L-1和(0.09±0.03)mg·L-1,存在丰水期平水期低于枯水期的季节性波动.湖库主水体区、开阔水体区和库湾区受所在区域影响因素不同,氮磷浓度分布存在时空异质性:主水体区季节变化特征与湖库整体基本一致;两个开阔水体区将主水体区分别与上游、库湾连接,顺水流方向的氮磷浓度沿程逐渐降低,开阔水体区氮磷营养盐受上游来水水质和周围园区功能布设影响;典型库湾区营养盐浓度高于主水体区和开阔水体区.湖库丰水期颗粒态的氮、磷占总氮、总磷质量分数分别为51.7%和72.8%,枯水期硝酸盐氮、活性磷酸盐分别占总氮、总磷质量分数为42.0%和59.4%,氨氮和溶解态有机氮占总氮质量分数相对稳定;氮磷比全年均值为18.429±7.883,营养物限制情况上,氮、磷为主要限制因素的时段分别为5.3%、21.2%.     

大沽河干流青岛段纳污能力及排污总量控制分析

在分析了大沽河干流青岛段水质现状的基础上，指出该研究区域的主要污染物为COD、NH3-N。根据其水域功能类别的水质标准，并且根据大沽河在枯水期没有流量的具体情况，在此时段把大沽河概化为多个坝上水库组成．利用水库水质模型计算水体纳污能力；在丰水期和平水期，利用河流水质模型计算水体纳污能力。在此基础上提出了大沽河干流青岛段COD（化学需氧量）、NH3-N（氨氮）的总量控制方案，对超过允许纳污量的河段要进行削减，使削减后的污染源排放的污染物达到排放标准。最后针对大沽河污染的实际情况，提出了保证总量控制目标实施的具体措施以及污染物防治的对策和建议，为该水域水资源保护和管理提供依据。     

底泥疏浚对阿哈水库内源污染的影响

底泥疏浚是富营养化湖库内源污染治理的一项重要措施,迄今已在众多浅水湖库治理中得到应用。深水水库是我国水资源利用的重要形式,但其水深大、湖底地形复杂、疏浚难度高,因此在深水水库实施疏浚工程的研究报道很少。评估了典型深水水库(阿哈水库)底泥疏浚工程对内源污染的影响。结果表明:1)疏浚后实验区底泥主要污染物含量(TP、TN、OC、TS、Fe和Mn)平均降低了56.7%,孔隙水中主要污染物浓度(TP、TN、Fe和Mn)平均降低了71.2%,实验区底泥纳污能力明显提高;2)疏浚后,实验区底泥磷形态中活性组分含量和底泥孔隙水中活性磷浓度(DGT-liable P)明显下降,降低了实验区底泥污染物的"二次释放"风险。     

汉丰湖和高阳湖水体氮磷分布及影响因素研究

为了研究三峡水库蓄水及汉丰湖调节坝运行对湖库氮磷营养盐的影响,于2018年11月~2019年10月对汉丰湖和高阳湖进行逐月水样采集.结果表明：汉丰湖TN浓度为0.78~2.38㎎/L,TP浓度为0.03~0.13㎎/L;高阳湖TN浓度为0.57~2.48㎎/L,TP浓度为0.03~0.09㎎/L,两湖库全年易发生富营养化.汉丰湖和高阳湖水体氮素浓度变化趋势一致,水体氮污染主要来自径流污染、城市污水以及淹没土壤的释放;两湖库磷素时空差异显著,高阳湖水体磷浓度随水位的变化波动性显著,说明水位调节对磷循环产生更直接的影响.外源污染的输入、浮游植物生长以及气温变化是影响汉丰湖水体氮磷营养盐浓度的主要因素,而高阳湖水体氮磷浓度主要受水位波动的影响.     

湖库氮、磷水环境容量模型的选择及应用

对一个特定的湖库水体,要达到其防治富营养化的目的,就必须研究出其氮、磷的环境容量,以环境容量为依据,加强总量控制,才能确保其水质达到相应的标准。本文以威海市主要水源地米山水库为例,就如何选择适合特定水体的氮、磷环境容量模型并以此计算水环境容量进行了阐述。     

纳污水体周围地下水污染特征浅析

通过对接纳石油化工废水的水体周围地下潜水的监测,发现纳污水体周围地下水污染因素与地表纳污水体中较高含量污染物一致,即都主要为有机污染,纳污水体中污染物浓度高,则潜水中该污染物浓度相应较高.说明纳污水体所接纳的含高浓度的石油类、化学耗氧量和五日生化需氧量的有机污染废水对周围地下水产生了比较明显的污染作用.污染范围是以泡子为中心,向四周呈椭圆形扩散形成污染晕,随着距离纳污水体距离的增加,污染物浓度呈下降趋势,在泡子溢流口和进水口处污染晕向外延伸.     

湖库水体富营养化及磷模型

磷是水体富营养化的主要控制因素,预测模拟湖泊、水库中的磷对研究及控制水体富营养化有着极其重要的意义。本文阐述了湖库中的磷循环以及根据磷循环建立的数学模型,并对该模型的完善和实际应用进行了分析,可为湖库富营养化程度评价、制订控制措施提供定量的科学依据。     

岐江河城区段污染物总量控制研究

实施水污染物总量控制是改善水环境质量的重要措施,在环境管理工作中将发挥巨大的作用.通过对岐江河中山城区段污染源排污现状的分析评价、水体纳污能力的计算和排污口污染物控制总量的研究,明确了岐江河城区段的最大允许纳污量,并提出了污染物的总量控制方案和污染物排放削减建议.实施污染物总量控制研究,不仅为岐江河城区段水环境管理从定性向定量转变提供了依据,而且也为其它河流开展总量控制研究提供了借鉴.     

纳污海域水环境容量计算与总量分配方法研究——以钦州湾为例

经过比较,明确了选用多源线性迭加的方法来计算纳污海域环境容量更加便利和有效,确定了纳污海域水环境容量计算中的几个重要条件,在对“背景浓度”的处理上引入了最大日均值的概念,使得计算结果更加安全可靠。在此基础上,以广西钦州湾为例,用多元线性迭加法计算出纳污海域两个规划排污口联合排放的无机氮、COD、石油类的最大允许排放量。优化了污染物排放方法,为钦州湾污染物排放提供了科学依据。     

生态浮床对千岛湖水体氮磷净化效果研究

为探索生态浮床对较清洁型湖水的氮磷去除效果,以华东地区最大深水水库千岛湖为例,选取浮叶植物黄花水龙(Jussiaea stipulacea Ohwi.)、沉水植物绿色狐尾藻(Myriophyllum aquaticum)、挺水植物菖蒲(Acorus calamus)为材料,采用氮磷浓度相对较高的库尾湖湾湖水进行生态浮床静态模拟试验,测定浮床植物生长及水体氮磷浓度变化,并利用膜接口质谱仪测定水体溶解性氮气(N₂)含量,研究浮床植物体内吸收、反硝化脱氮等综合脱氮除磷能力. 结果表明:①浮床植物的氮磷净化能力存在明显的季节性差异,春季浮床植物长势、氮磷去除效果、反硝化脱氮能力均高于秋季;②不同水生植物间的氮磷去除能力差异显著,试验水体中黄花水龙和绿色狐尾藻的总氮(TN)、总磷(TP)去除效率分别为2.22、0.07和2.89、0.08 mg/(kg·d),绿色狐尾藻体内吸收氮、磷最多,植物干质量的氮、磷含量分别为12.44~15.57和0.96~1.95 g/kg;③植物的生长大大增强了水体的反硝化脱氮能力,黄花水龙、绿色狐尾藻、菖蒲与空白对照组溶解性N₂差值（净脱氮差）分别为0.16~22.35、?4.14~24.63、?0.26~15.74 μmol/L,水生植物生物量是影响浮床系统反硝化作用的最关键因素. 研究显示,生态浮床是较清洁型湖水氮磷削减的一种可行技术,浮床植物组合方案设计应充分考虑不同植物的季节生长特性和反硝化脱氮能力.      

三岔湖沉积物揭示的湖泊营养化进程与人类活动的关系

在210Pb和137Cs定年基础上,研究了三岔湖沉积物理化性质的垂直和水平变化格局,揭示了三岔湖沉积物的特性、沉积速率、碳氮磷变化格局与人类活动和湖泊富营养化进程的关系.三岔湖不同时期沉积物的TOC、TN、TP与三岔湖水质呈现同样的变化格局.建库初期三岔湖水质为贫营养状态,随着人类活动的加剧,水质不断恶化.沉积物的沉积速率和碳氮磷含量的变化与人类活动密切相关,工、农、渔业、旅游业等人类活动导致三岔湖湖泊营养化进程加快.控制人类活动的强度是改善湖泊水质的关键.网箱养殖是三岔湖沉积物中磷的最重要来源,停养后沉积物中磷含量的下降将是一个相当漫长的过程.     

New insights into eutrophication management: Importance of temperature and water residence time

Eutrophication and harmful cyanobacterial blooms threaten water resources all over the world. There is a great controversy about controlling only phosphorus or controlling both nitrogen and phosphorus in the management of lake eutrophication. The primary argument against the dual nutrients control of eutrophication is that nitrogen fixation can compensate the nitrogen deficits. Thus, it is of great necessary to study the factors that can significantly affect the nitrogen fixation. Due to the dif...     

深水湖泊氮和磷沿水深的分布特性

为探索水体中氮、磷浓度与水深的响应特性,选择重庆某典型山地深水湖泊——龙景湖,开展氮、磷浓度分布与深度相关性实验研究.结果表明,龙景湖总氮、总磷浓度均呈现沿水深增加的趋势.龙景湖总氮浓度为0.65~3.77mg/L,总磷浓度为0.016~0.65mg/L.龙景湖全区总氮浓度与水深成显著相关关系,回归方程F值的相伴概率小于0.05;95%的区域总磷与深度呈显著相关关系,总磷与水深拟合优度平均值为0.8734,平均F值相伴概率为0.024.可考虑通过调节水深的方式调节湖泊上层水体中氮、磷浓度,从而控制湖泊富营养化程度.     

阳宗海总磷环境容量与总磷超标的原因分析

在核算阳宗海入湖总磷负荷、阳宗海水量平衡的基础上,通过计算阳宗海总磷环境容量,对阳宗海总磷变化规律进行解析,并分析了总磷超标原因。     

深圳荔枝湖富营养化综合治理工程效果研究

分析和比较了深圳荔枝湖综合治理工程运行9个月内不同湖区水体的叶绿素a、总磷、总氮及透明度的变化,探讨了综合治理工程对城市富营养化湖泊荔枝湖的水质改善情况.结果表明,治理工程运行期间全湖湖水营养水平控制在较低水平(总磷＜0.1 mg·L-1,总氮＜1.5 mg·L-1),四湖区藻类水平北湖区(16.77μg·L-1)和东湖区(21.45μg·L-1)较低,南湖区(35.83μg·L-1)、西湖区(32.69μg·L-1)相对较高,全湖水体透明度提高(全湖平均＞0.5 m);治理工程将湖水水质由劣Ⅴ类改善为Ⅳ类,由重富营养化水平改善为富营养化水平.     

基于AQUATOX的城市景观湖泊的水环境模拟与控制

城市浅水景观湖泊因其在水循环系统中的特殊性和其景观功能容易产生富营养化污染。针对位于成都市的某小型景观水体,混合了点源污染和非点源污染多种污染源,可持续生态维护难度较大,探索了利用水生态系统模型AQUATOX来模拟和预测该景观水体的水环境状态。根据为期1年的水质参数监测数据,分析不同来源污染负荷对水体营养物质含量的影响。利用实测数据拟合模型结果,分析模型运行的敏感参数,对相关参数进行率定,以增加模型对该水体水生态演变预测的准确性。使用高度拟合模型对水体富营养化关键决定参数TP、TN以及NH₃-N对该浅水景观湖泊水质的影响,利用SWMM模型模拟LID措施对入湖雨水污染负荷的削减效果,LID措施后TP和TN的雨水径流污染负荷分别减少59.34%和58.39%,NH₃-N的负荷降低21.94%,对降低面源污染效果负荷良好。水体中TP、TN和NH₃-N含量的平均削减效果分别为38.57%、42.2%和58.31%,可为景观水体富营养化生态修复提供理论指导。     

挺水植物对湖泊水质数值模拟过程的影响

将environmental fluids dynamics code(EFDC)模型和CE-QUAL-ICM模型相结合,建立了内蒙古乌梁素海富营养化模型.在建模过程中,考虑挺水植物分布情况及其密度、高度、直径等形态指标,并将考虑挺水植物影响与未考虑挺水植物影响的氮磷模拟过程进行计算、对比、分析.结果表明,考虑挺水植物影响的氮磷浓度模拟值与实测值变化趋势基本一致,而未考虑挺水植物影响的氮磷浓度模拟值未能反映实测值的变化趋势,可见,湖泊挺水植物的存在对氮磷浓度的迁移转化起着关键的作用.同时,在模拟过程中明显提高了运算效率和模拟精度,表明考虑挺水植物影响的富营养化模型能够较好地反映湖区内某位置氮磷浓度的动态模拟结果,能够为湖泊管理部门提供一定的参考.     

综合营养状态指数法在陶然亭湖富营养化评价中的应用

根据2006年-2010年陶然亭湖富营养化监测数据,采用综合营养状态指数法,分别从年均值及月份变化两方面对陶然亭湖的营养状态进行详细的分析和评价。结果表明,2006年-2010年陶然亭湖的营养状态指数呈现逐年下降的趋势,营养级别从重度富营养下降至中度富营养。湖泊富营养化程度随季节变化十分明显,富营养化程度在夏季和秋季形成高峰,冬季和春季一般较低。由于污水处理厂的再生水水质较差,补给到景观湖泊,加剧了富营养化程度。可以从污水处理厂加强对再生水质中氮、磷的处理和控制、利用生物-生态修复技术等方面采取措施来降低陶然亭湖的富营养化程度。     

东平湖水体中氮磷的分布特征及其富营养化评价

文章研究了东平湖水体中N、P的分布特征,并采用综合营养状态指数法对东平湖水体富营养化的现状进行了评价。结果表明,东平湖春季、夏季和秋季的水体中总氮(TN)的含量分别为0.86~2.34,1.63~4.75和0.26~2.53mg/L,夏季湖水中的总氮含量明显高于其他季节,说明东平湖中的N主要来源于面源污染。湖水中总磷含量的均值约为0.05mg/L,且不同季节间没有显著差异。综合营养指数评价结果表明,东平湖水体总体上处于中营养状态。大安山码头和腊山码头附近水体营养水平略高于其他区域,这与两个码头附近均有大片网箱养殖区和接纳较多生活污水有关。东平湖水体中春季、夏季和秋季的氮磷比分别为10.3~78、19~46和10.2~35,即总氮浓度均超过总磷浓度7倍以上,表明该湖属于磷营养限制性湖泊。