太湖富营养化控制机理模拟

建立了一个将三维风生湖流模型,水质模型和富营养化模型耦合的数学模型,该模型不仅可以对太湖的风生湖流,总磷、总氮、COD等水质要素进行模拟,还可以模拟藻类在太湖中的生长和消亡情况以及其随风生湖流迁移的规律;在模型中,还考虑了水温、总氮、总磷和太阳辐射等环境生态因子对藻类生长率的影响,并且将模拟结果与1998年太湖的实测资料进行了对比,结果表明:该模型对风生湖流、总磷、总氮的模拟都是切合实际的,以叶绿素a浓度描述的藻类浓度的模拟值也能较好的拟合实测值。     

太湖生态系统的人工神经网络模拟研究

指出了传统生态学数学模型的不足 ,并建立了太湖生态系统的人工神经网络模型。以 2 0 0 1年 5～ 1 0月全太湖 2 6个采样点的实测水文、水质、气象等资料作为输入因子 ,建立了训练样本、检验样本和测试样本 ,并以各采样点的浮游植物量作为输出因子。网络的学习效果显示模型的性能很好 ,对 2 0 0 2年 8月各采样点浮游植物的预测结果也与实测值吻合较好 ,说明模型的推广能力很强。     

我国南方桉树人工林区水库沉积物重金属垂向分布及污染评价

为研究我国南方桉树人工林区水库沉积物中重金属污染程度及垂向分布特征,选取南宁市那降水库和天雹水库为研究对象,采用ICP-AES测定沉积物中Cr、Cu、Zn、As、Cd、Hg和Pb 7种重金属在垂向上的含量分布,并采用地累积指数法对重金属污染进行风险评价。结果表明,天雹水库沉积物中重金属污染较那降水库严重,且7种重金属平均含量远远高于南宁市土壤重金属元素背景值。重金属垂向分布特征显示,重金属Cu和Pb平均含量呈波动增长趋势,Zn和Cd呈持续增长趋势,而Cr、As和Hg呈波动下降趋势。由重金属含量变异系数垂向变化来看,重金属Hg含量变异系数最大,不同深度处均大于0.45,离散程度较高。地累积指数法评价结果表明,重金属污染程度由大到小顺序为:HgCdZnCuPbCrAs,重金属Hg累积最严重,属于中度污染程度,且有逐年加重趋势,两个水库的相似点是重金属Hg和Cd也有明显累积,处于中度污染水平。     

太湖内源释放及营养盐输运研究

从对流-扩散方程出发,通过公式推导,建立了包含底泥污染的水流-水质模型,对模型进行了率定和验证后,应用于太湖.该模型将湖泊水相和内源悬移相污染作为一个整体,结合污染物在悬移泥沙上的各种迁移过程,研究了太湖总氮、总磷内源释放的分布和数量,过程中考虑了悬移泥沙的各种影响因素,得到了较理想的模拟结果,当风速≤3.5 m/s时,冲刷和悬移造成的内源污染物释放量较小,内源污染物释放主要通过泥-水界面的静态释放;当风速>3.5 m/s时,冲刷和悬移造成的内源污染物释放量随风速增加迅速增大.通过计算得出2001年太湖内源释放的总氮为3.0万t,总磷为0.8万t.     

南方泛黑水库Fe、Mn及硫化物的迁移规律研究:以南宁天雹水库为例

Fe和Mn是氧化还原敏感元素，厌氧与有氧均会造成Fe、Mn及硫化物沉积物释放和形态转化，导致水质恶化，目前鲜有研究将泛黑与Fe、Mn及硫化物迁移规律耦合。选取广西壮族自治区南宁天雹水库为研究对象，于2018年3-12月对水库不同深度进行采样，分析水库水质的季节性变化特征以及对Fe、Mn、硫化物迁移转化规律的影响。结果表明:热分层结构主要受气温变化影响，分层期温跃层形成导致垂向理化性质差异，形成底部低温厌氧环境。独特的红土壤结构使Fe和Mn具有更强的内源释放能力，在降雨冲刷及长期厌氧影响下Fe和Mn底层大量释放，浓度达到0.76，1.47 mg/L，高浓度Fe抑制了硫化物释放（0.005 mg/L）。泛黑期分层破坏引发垂向对流混合，复氧使Fe、Mn及硫化物形态转化，向上迁移同步产生FeS、MnS等致黑物质，触发表层产生泛黑现象，后续开展黑水触发机制与物质甄别研究是解决泛黑问题的关键。     

风浪扰动下的太湖悬浮物实验与模拟

采用太湖湖区底泥,根据波浪水槽实验总结了各种扰动强度下太湖底泥的起动切应力.波浪水槽可以系统地模拟太湖常见的波浪强度.通过实验确定了太湖底泥的临界切应力为0.050 Pa,采用国外先进的FVCOM模型计算模拟了太湖流场和悬浮物分布并和太湖实测资料进行了对比,结果较为合理,证明了模型的有效性.由于目前太湖的野外监测资料存在较明显的时空不一致性.模型参数率定的精度受到了较大影响,太湖悬浮物与太湖底泥的内源释放以及水体的透明度有较大关系,因此通过室内实验研究太湖的悬浮物规律对太湖的富营养化治理具有重要意义.     

水系连通改善入海闸控河流水质效果评估——以练江流域为例

为科学评估水系连通与闸站调度对平原河网水质的改善效果，以典型重污染区域练江流域为例，构建练江水系一维河网水动力-水质耦合数学模型，模拟不同水系连通、闸站调度方式对练江水质的影响，采用NH₃-N浓度变化定量评估水系连通、闸站调度对练江流域水环境质量的改善效果。结果表明：增加引水天数可显著改善练江水系水质，且随着引水时长的增加，NH₃-N浓度改善率先下降后提高最终趋于稳定；多水源联合引水与闸站调度相结合对练江水质改善起到了一定的促进作用。可为改善练江流域水质状况及水环境长效管理与科学决策提供理论依据，同时也为我国平原河网闸控河流水系连通与闸站调度提供重要参考。