流域水质管理优化决策模型研究

针对目前流域水污染难以有效控制的局面,依据已有的流域水文、水动力、水质、水生态相关机理模拟模型的研究,在考虑了流域社会经济发展条件的基础上,构建了流域水质管理优化决策模型框架体系.基于该框架体系,本文从简单流域系统优化模型、模拟与优化联合模型和时空尺度复杂优化模型3个方面对流域优化决策模型的研究发展历程进行综述,并指出其各自在发展过程中所出现的问题.最后,提出了优化决策模型面临的瓶颈问题,并从模型结构简化和适应性管理两个方面提出了相关的解决思路.     

基于Landsat(ETM+)遥感影像对非渗透性表面提取的研究

随着城市化进程持续快速增长,城市水文过程受到显著影响,表现为非渗透性表面的增加阻碍了降水渗入地下而使大部分降雨随地表径流直接进入城市排水系统,同时对城市局部气候、生物多样性等生态环境要素也产生影响。非渗透性表面的提取,可用于研究城市水文循环过程、农业面源污染、植被分布及变化过程等,是城市生态、环境研究的主要参数。利用归一化光谱混合分析手段对植被-非渗透性表面-土壤(Vegetation-Impervious surface-Soil)模型进行分析,提取出非渗透性表面在某小流域中所占比例,便于进一步应用于空间分布型水文模型、生态环境模型等。结果表明研究所用方法能较好测算出非渗透性表面的空间分布情况及其比例。分析模型残差发现,在非渗透性表面比例为0.8~1时,本模型的模拟值低于真实比例。     

城市不同危险人群血铅与ALAD活性和FEP值的关系

本研究测试了某城市６０例暴露于不同浓度空气铅的血铅水平、δ－ＡＬＡＤ活性和ＦＥＰ值。结果表明其血铅水平随暴露程度的增大而升高，δ－ＡＬＡＤ活性则随暴露和蔼的增大而降低，经统计学分析，各组之间存在显著性差异。     

基于贝叶斯优化的三维水动力-水质模型参数估值方法

随着水质目标管理要求的提升,基于复杂的三维水动力-水质模型的决策成为流域精准治理的必需.水质模型通常具有复杂的结构,包含大量的方程和参数,而参数取值的准确性会影响模型对水体系统表征的可靠性,进而影响根据模型结果进行水环境管理的效果,因此,有必要探究适用于复杂水质模型的高效参数估值方法.传统的自动参数估值方法应用于复杂的水质模型时会面临计算瓶颈,而贝叶斯优化适用于高运算成本模型的优化问题.本研究提出基于贝叶斯优化的复杂水质模型参数估值方法,主要包括:①重要影响参数识别;②重要参数敏感性排序与筛选;③采用贝叶斯优化对筛选出的参数进行估值;④方法的适用性评估.同时,将该方法应用于云南异龙湖的三维水动力-水质模型的参数估值中,发现进行参数估值后模型lg(NSE)均大于0.65,表明模型达到了满意的级别.研究表明,当贝叶斯优化算法的采集函数为EI时,仅需要141次迭代lg(NSE)即可达到0.766,该方法对复杂水质模型的参数估值具有一定的借鉴意义.     

模型参数与边界条件对滇池水质变化的全局敏感性分析

借助湖泊系统模拟可定量地追踪滇池水质的变化过程,而模型输入水质参数和边界条件对机理模型的结果有显著的影响.然而,目前研究主要关注参数或边界条件对模拟结果的敏感性影响,缺乏兼顾模型内部方程参数与外部输入边界条件对结果的影响,并对比分析其相对大小.以滇池为例,通过对其构建的IWIND水质模型中的90个水体参数、83个底泥参数、6个气象边界条件、51个河流输入边界条件进行联合采样,计算叶绿素a、总氮、总磷、氨氮以及溶解氧5种指标的对数纳什系数（现状为基线）,并进行Sobol全局敏感性分析,获得滇池的敏感性参数和边界条件.结果表明：通过比较两大类输入数据的全局敏感性,气象边界条件敏感性最大,其次是水体参数、底泥参数,河流输入边界条件敏感性最小.其中气象敏感边界条件是风速、气压、气温、相对湿度、辐射且风速敏感性最大,水体敏感水质参数主要是藻类代谢及生长过程、碳循环碳矿化过程、氧循环复氧过程与温度相关的参数（KTG2d、TRc;KTMNL;KTR）,惰性颗粒态有机物沉降速率（WSrp）.底泥敏感参数主要是第二层泥沙浓度（rM2）、底泥中有机碳降解过程中温度相关系数（ThKC1）、惰性颗粒态有机碳转...     

流域水生态承载力演变与驱动力评估——以滇池流域为例

水环境污染与生态用水短缺是制约流域环境与经济社会可持续发展的关键因子,评估基于水量、水质和水生态约束的水生态承载力变化对支撑环境管理决策具有重要意义。以滇池流域为研究对象,构建了流域水生态承载力评价模型和驱动力模型,对流域1999年到2014年水生态承载力变化进行了评估,并识别了主要驱动力及其贡献。结果表明,滇池流域的水生态承载力以2009年为界发生突变,前期呈现稳定状态,主要原因是经济社会发展的促进效应与水污染的阻滞效应大致相当;随后呈现快速上升趋势,经济社会的持续增长与水环境改善是导致上升的主要原因。人口因子是水生态承载力的负向驱动力,经济增长因子为水生态承载力的正向驱动因子。控制流域的人口增长,提高经济增长水平对流域水生态承载力提升具有重要意义。     

基于多模式逆向水质模型的程海水位调控-水质响应预测研究

以云南省程海为例,基于CE-QUAL-W2计算平台开发了水动力-水质模型.由于程海现有的数据不足以支撑开发可靠的流域水文与污染物负荷模型,为弥补由此引起的水质模型边界条件缺失的限制,本研究提出了基于逆向模拟与遗传算法的多模式负荷-参数识别方法来实现对水质模型的校正和鲁棒校验.应用校验后的模型对程海不同水位调控情景的水质...     

牛栏江污染物源解析与空间差异性分析

牛栏江-滇池补水是缓解滇池生态用水短缺的重要工程,对牛栏江流域主要污染源与空间差异性的识别分析,将有助于进一步改善牛栏江的水质. 采用CFA(对应分析)对牛栏江流域污染源进行解析识别,结果表明流域内TN、NH₃-N(氨氮)等污染物主要来源于嵩明县境内,TP、氟化物等污染物主要来源于寻甸县境内. 在CFA分析的基础上,采用HCA(层次聚类分析)和SOM(自组织映射神经网络)对4个监测点、10种污染物指标进行分析,以识别空间分布的差异性和相似性,并且评价各指标的空间分布特征及监测点代表性. 结果表明:4个监测点中,TP、氟化物、砷化物、Vph(挥发酚)在寻甸县境内的七星桥污染最严重;TN、NH₃-N在牛栏江上游嵩明县境内的四营污染最重. 结合流域污染负荷调查可知,寻甸县的磷负荷最大,占流域总负荷的58.73%,七星桥的TP污染贡献大于其他3个监测点,与七星桥TP污染最为严重相符合. 该研究结果可为牛栏江流域实施进一步的分段治理提供决策支撑.      

一种适合我国中小城镇污水处理技术 --天津市津南区环兴污水处理厂工程设计介绍

以天津市津南区环兴污水处理厂为例,介绍一种适合我国中小城镇污水处理技术的工艺流程、各构筑物的工艺设计特点与主要设备;环兴污水处理厂设计水量为3万t/d ,设计进水水质主要指标为CODCr:4 5 0mg/L ;BOD5:2 0 0mg/L ;出水水质优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》中的二级标准,已稳定运行1年     

驾驶舱屏蔽系统预先危险性分析

挖掘机驾驶舱屏蔽系统是确保挖掘机能够于放射性环境下作业的特殊构造,是作业人员安全防护的关键措施。首先对驾驶舱屏蔽系统进行介绍;其次基于能量释放理论将驾驶舱屏蔽系统事故分为座椅振动、舱内噪声、机械事故、辐射事故四大类,并做出驾驶舱屏蔽系统能量释放图;继而提出九因素综合调研统计方法,并将其运用至驾驶舱屏蔽系统核辐射事故预先危险性分析(PHA)中;最后,制出驾驶舱屏蔽系统综合PHA分析表,旨在通过PHA分析结果提升驾驶舱屏蔽系统安全性能。