河流污染带特征参数预测模型及其软件化研究

本文建立了连续点源和瞬时点源两种常见排污工况下河流污染带的特征参数预测模型，模型预测的污染带特征参数包括污染物达到全断面均匀混合的距离、污染带最大长度、最大宽度及其出现的位置、污染带面积等，并能利用污染带的特征参数反演推算允许排污量和削减量。模型所用方法简便易行，且具有较高精度，可用于常规连续排污和突发事故排污情况下的河流污染带预测。在此基础上，研制开发了河流污染带特征参数预测系统（RPZS），方便实用。     

引水调度改善太湖流域无锡市运东片区水环境方案研究

针对太湖流域近年来水质恶化问题,探究引水调度对太湖流域水环境改善效果。选取太湖流域典型区无锡市运东片区为研究区域,构建一维非稳态水动力水质模型,模拟各引水方案及调度规则对研究区域的水质改善效果。结果表明:白屈港与锡澄运河同时引水调度方案与澄西片引水调度方案结合能够有效改善研究区域水质,各断面水质类别有明显提升,总体水质达标率从现状31.0%提升至65.5%。     

灰色系统动态模型群GM(1,1)在秦淮河水质预测中的应用

为了较为准确预测水质,基于灰色系统理论建立灰色系统动态模型群,采用对数变换的方式对原始数据进行光滑处理,借以减弱数据波动带来的不利影响,是对常规灰色系统动态模型的改进。结合秦淮河上游源头句容河2011～2016年高锰酸盐指数,运用灰色系统动态模型群对2017年高锰酸盐指数进行预测。预测结果表明误差在1.24%以内,表明灰色系统动态模型群GM(1,1)用于水质预测较为准确。该模型可应用于南京市水质预测,对水环境管理具有指导意义。     

整治航段江面溢油对取水口的风险预测

进入21世纪,随着我国国民经济的飞速发展,内河航道线路整治和优化的力度明显加大,而伴随着通航能力的改善,航运及工程船只使得周边水域的溢油风险不断加大。加强溢油事故风险预测,针对事故发生采取切实可行的防护控制措施尽可能地降低溢油事故的危害是非常必要的。基于闽江段航道整治工程,设定可能发生的事故溢油泄漏点,利用二维非稳态水环境模型就施工整治航段溢油事故对下游取水口的影响进行预测分析,记录油品入江后的油膜漂移轨迹及最快到达取水口的时间、油膜厚度和持续污染状况,为溢油风险防控提供了相应的理论依据。     

一种基于Stella和R语言的湿地氮素动力学模型

通过Stella软件的可视化建模环境,快速开发构建了一种适用于表流型人工湿地的氮素循环动力学模型,并将模型翻译成R语言,可实现编程计算、数据分析及空间分析等多种算法和功能与动力学模型的集成,能大大提高模型的分析和预测能力,加强模型的实用性和应用能力.以大沙河人工湿地氨氮污染负荷最大削减能力为例,本文基于此模型,集成R语言强大的编程和计算能力,建立了进水水质与水量的调度函数关系,并确定了人工湿地最优进水水量、水质和污染负荷最大削减能力.     

模拟动静水条件对水工混凝土表面生物膜微生物群落的影响

水利工程是社会发展的重要基础设施,作为其重要组成部分的水工混凝土构筑物在长期运行下会受到微生物腐蚀作用,造成不同程度的结构损伤,影响其安全运行,因此对水工构筑物表面细菌群落结构及功能的解析具有重要的科学和工程意义。以水工混凝土构筑物表面微生物群落为研究对象,阐述动静水条件下微生物群落组成分布及演替特征,探究表面微生物群落结构组成与环境因素之间的相关关系。结果表明:1）混凝土质量损失主要由水动力条件和微生物作用共同导致,其中微生物作用更为显著;2）相比于静水条件,动水条件未显著影响水工混凝土表面微生物群落的分布特征;3）动水条件下混凝土表面微生物群落在更短的时间内趋于稳定,由此推断模拟动水环境中水工混凝土将更早地遭受微生物腐蚀作用。研究对水利工程设施的安全运行具有积极的理论和工程意义。     

超声波控藻对氮磷释放及水质变化的影响

为探究超声波控藻的底泥氮磷释放过程与水质恶化风险,本研究从太湖梅梁湾采集泥样、水样和藻样,采用低频超声波（35kHz,0.035 W/mL）处理不同对象（泥体系：底泥和水;藻体系：微囊藻和水;泥藻体系：底泥、微囊藻和水）,分析底泥与藻细胞的氮磷释放贡献率及水质变化过程.结果显示,20min内超声处理不会造成底泥氮磷的显著释放,40min后会造成底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.比较3个体系的水质参数变化过程后得知底泥比藻细胞的氮磷释放贡献率更大.超声处理对COD_Mn和TN有一定的削减效果,泥体系和泥藻体系在超声波作用后溶解性氮以氨氮和硝氮为主.为降低水质恶化风险,建议超声波控藻采用适当的超声强度进行短时间处理,避免底泥氮磷大量释放和藻细胞破裂.     

太湖底泥沉积物释放规律研究

为探索浅水湖泊水动力扰动作用对底泥再悬浮影响的规律,通过矩形水槽试验模拟了太湖不同流速下的沉积物释放,并结合太湖悬浮物模型进行推算,获得了底泥沉积物再悬浮通量与风速之间的定量关系。结果表明:太湖底泥在3种起动标准下对应的起动流速分别为15、30和40 cm/s;底泥沉积物再悬浮通量与风速呈现线性正相关关系,再悬浮通量随风速增大而增大,且相关性较好。该方法为太湖内源释放量估算及富营养化治理提供参考依据。     

太湖流域内河船舶污染负荷估算

对船舶生活垃圾和船舶机舱含油废水这两种典型船舶污染源展开实地调查,统计分析得到太湖流域船舶生活垃圾产生量和船舶油废水产生量,给出了船舶生活垃圾、含油废水和石油类产生量计算模式,构建了分段船舶污染负荷计算模式。成功应用于苏南运河现状船舶污染源强计算,为船舶污染防治工作提供科学依据。