模糊综合评判法在渭河水质评价中的应用研究

渭河是陕西省的第一大河流,准确的水质评价是治理渭河水体污染的重要前提。本文采用模糊变换原理和最大隶属度原则,运用模糊综合评判法对渭河潼关吊桥断面2012年的监测数据进行了全面评价。结果表明该断面春、夏、秋、冬四个季度的水质污染级别分别为:Ⅴ类(严重污染)、Ⅰ类(未污染)、Ⅳ类(重污染)和Ⅴ类(严重污染),主要污染物为NH3-N。与传统的单因子评价法相比,该方法能更全面合理地反映水质情况。     

卡鲁塞尔氧化沟水力学特性的大涡模拟

本文基于大涡模拟中的Smagorinsky-Lilly模型,对Carrousel氧化沟模型进行了水力学特性模拟,并研究了沟内流速和涡量分布规律.速度与压力耦合求解使用了压力隐式算子分裂PISO(Pressure-Implicit with Splitting of Operators)算法,采用VOF(Volume of fluid)方法追踪自由液面.模拟结果表明,回流现象主要出现在上中层混合液中,逆流现象主要出现于上层混合液中;转轮与转刷的推流作用是造成水面变化剧烈的原因;距转轮与转刷较近的区域、转速较快的转轮与转刷区域及直道段转刷下游水面较高一侧中上层区域的涡量较大.根据实验验证,本次模拟结果和实验值吻合度较好,Smagorinsky-Lilly模型可以准确模拟氧化沟水力学特性.     

陕西省水资源供求指数和综合干旱指数及其时空分布

识别区域的干旱时空特征对于防旱抗旱具有重要指导意义。论文采用两种方法研究了陕西省干旱时空分布特征并比较了两种方法在应用中的优缺点：其一,考虑社会经济因素对干旱的影响,采用基于水资源供水和需水平衡的陕西省社会经济干旱指标（水资源供求指数）;其二,结合SPI、PDSI和SPEI的特点,运用模糊综合法建立了综合干旱指数。结果表明：陕西省干旱发生频率很高,南北多发生轻微干旱,中部多发生中重度干旱。陕西省干旱在空间上分布差异大,两种方法均表明咸阳、西安、渭南和铜川地区旱情最为严重。在水资源量存在巨大差异的地区,如商洛与榆林,仅用一种类型的干旱指标无法全面体现实际情况,两种方法的结论存在差异：综合干旱指数表明榆林干旱较重,但供求指数为轻旱;商洛供水可满足需水,但综合干旱指数为轻旱。气象干旱指数,在水资源短缺的地区或自然生态系统中,结果更贴近于实际;社会经济干旱指数——水资源供求指数,更适宜用于水资源极其丰富且供水能力强的地区。     

淮河流域河南段水生植物多样性评价及其影响因素分析

通过对淮河流域河南段开展野外调查及室内监测,分析河流水生植物类群组成及优势物种,从多样性、丰富度、优势度、均匀度4个方面对水生植物进行健康评价,采用CCA分析法探讨影响水生植物的关键环境因素。结果表明,淮河流域河南段共有水生植物38种,隶属于25科33属,分布广泛的优势种为芦苇、水花生、金鱼藻、轮叶黑藻、水蓼、水鳖、篦齿眼子菜。针对健康评价结果,淮河流域河南段水生植物呈现病态到健康状态。分析表明河流生态系统遭受破坏,生态系统呈现不稳定状况,主要原因为水质污染及人为活动干扰强烈。根据水生植物分布与水环境因子CCA响应关系研究,影响水生植物的主要因子为TP、COD、p H、电导率、氨氮。     

基于河道生态基流保障的农业生态补偿量研究

针对西北干旱和半干旱地区流域非汛期农业需水和生态基流间的矛盾问题,论文提出了基于河道生态基流保障的农业生态补偿量计算方法。从生态基流得到保障后农业灌溉用水受到影响的角度出发,通过引入作物需水系数建立河道生态基流保障造成的农业用水短缺量与产量损失间的关系,定量计算农业生态补偿量。以宝鸡峡灌区为实例,计算了河道生态基流保障的农业生态补偿量,确定宝鸡峡灌区不同情形下的补偿上、下限,分别为5.25 亿元和0.37 亿元。生态补偿对象为宝鸡峡灌区因河道生态基流保障导致产量受损的农户,补偿的主体为流域的相关管理部门,生态补偿标准的实施也不应只局限于现金发放,也可以用投资建设等形式进行补偿,以提高宝鸡峡灌区的农业可持续发展。     

城市雨洪管理中绿色屋顶研究与应用进展

绿色屋顶作为城市雨洪管理技术之一,对城市雨洪资源化和非点源污染控制有重要作用。文章系统论述了绿色屋顶的发展历史、定义、分类及结构等;分析了绿色屋顶在工程基础技术、雨洪管理、模型模拟等方面的研究进展,归纳了绿色屋顶的优势及不足之处;在此基础上,预期了绿色屋顶的发展趋势,指出基质选配、植被配置、新材料的应用、调峰控污规律、结构优化以及性能和全生命周期评价是目前绿色屋顶研究、应用的关键问题。     

超声、过硫酸钾协同去除水中诺氟沙星的效果

过硫酸钾活化可产生强氧化性硫酸根自由基(SO-4·),采用超声/过硫酸钾体系氧化降解诺氟沙星,考察了过硫酸钾浓度、诺氟沙星初始浓度、溶液初始p H值及自由基淬灭剂甲醇、叔丁醇对降解效果的影响.结果表明,超声/过硫酸钾体系能够显著降解和矿化诺氟沙星,与单独过硫酸钾、超声相比,超声/过硫酸钾对诺氟沙星的去除率分别提高了3.2和8.9倍,降解过程符合一级反应动力学.诺氟沙星的去除率随过硫酸钾浓度的增加趋于平缓.p H对诺氟沙星的降解影响较大,这是因为随p H的升高,体系中的氧化性物种由SO-4·转化为以SO-4·/HO·为主.TOC去除和大肠杆菌抗菌实验表明,反应180 min,超声/过硫酸钾能够实现49.12%的诺氟沙星矿化,且对大肠杆菌的抑菌圈直径由45 mm减小到14 mm(滤纸直径),完全去除其抗菌性.结果表明超声/过硫酸钾能够有效用于诺氟沙星废水处理.     

考虑未来水资源配置的龙刘水库可调水量研究

论文针对黄河上游水沙关系恶化、水资源供需矛盾加剧等问题,围绕黄河全流域2012—2030年水资源规划的配置结果,以龙羊峡、刘家峡梯级水库联合调度为调控手段,考虑全流域综合供水、防洪、防凌、水资源供需平衡等要求,构建了黄河上游龙羊峡、刘家峡（龙刘）梯级水库联合调度模型,采用自迭代模拟优化算法,分别计算4种情景、4种模式下13个方案的可调水量,最终推荐以水定电模式下的计算结果为最佳模式。结果表明：随着未来需水量的增加,可调水量呈减小趋势,且调水工程的引水量未提高梯级水库的可调水量。研究成果可为黄河上游宽谷河段水沙调控、黄河上游梯级水库群科学规划和调度提供技术支撑。     

基于SWAT模型的煤炭开采区河道径流变化识别

近些年陕北地区河道径流减少明显,特别是煤炭开采地区,而各影响因素的定量识别研究很少。该文以陕北煤炭开采区窟野河流域为例,首先建立了基准期(1960-1979)的SWAT模型;接着依次将近期(1999-2010)气象数据、土地利用数据代入模型,定量计算了近期气象因素、水保措施对河道径流的影响;最后根据近期生产生活用水的增量,得到煤炭开采等因素对河道径流的影响程度。结果表明:近期相对于基准期,窟野河流域由于气象因素造成的减水量为21 987×10~4m~3,水保措施造成的减水量为6 560×10~4m~3,煤炭开采造成的减水量为17 850×10~4m~3。该结果可为窟野河流域的生态修复提供重要参考。     

基于HYDRUS-1D模型的不同生物滞留池中水分及溶质运移特征模拟

通过生物滞留池中试和HYDRUS-1D软件,构建了水分和溶质在不同填料生物滞留池中的运移模型,研究了不同情景下生物滞留池对水量和水质的调控效果.同时,利用Morris筛选法对模型参数的不确定性进行分析.结果表明,V、h、θs、n、Ks等参数对水分运移的影响较大,V、c、h、Kd等参数对溶质运移的影响较大.选取试验1~4的数据对模型进行率定,试验5~9的数据对模型进行验证,水量及溶质的Nash-suttcliffe模拟效率系数(Ens)均在0.85以上.采用率定后的模型对预设情景进行模拟,结果表明,人工填料层为粉煤灰+沙的生物滞留池对水量综合削减率为70.54%,对污染物负荷综合削减率为83.88%,效果最佳;增加填料层的厚度可以提高水量削减效果和污染物去除效果,在30、40、50 cm 3种厚度下,填料厚度为50 cm时,水量综合削减率为64.00%,污染物负荷综合削减率为77.71%,效果最佳.进水水量的增大会降低水量削减效果和污染物去除效果,1年重现期下比10年重现期下水量综合削减率大35.97%,污染物负荷综合削减率大20.19%.污染物的去除效果随进水浓度的增大而降低,高、低浓度进水下污染物负荷综合削减率相差7.49%.