基于AnnAGNPS模型的灞河流域非点源污染模拟研究

以灞河流域下属子流域为研究对象,运用AnnAGNPS模型对流域内非点源污染特征进行了定量分析,并以非点源污染严重的灞河中游子流域为例,提出不同的非点源污染控制方案。结果表明:AnnAGNPS模型对径流模拟效果总体良好,率定期模拟相对误差(Re)基本在-10%～0,模拟效率系数(Ens)为0.65,相关系数(R~2)为0.81,验证期模拟Re基本在-50%～0,Ens为0.68,R~2为0.71。利用5次降雨事件数据考察AnnAGNPS模型对TN、TP污染负荷的拟合精度,AnnAGNPS模型对4次降雨的TN污染负荷模拟Re控制在-13%～5%,3次TP污染负荷模拟Re维持在-12%～40%;在非点源污染控制方案中,耕地变换成林地对TN、TP污染负荷的削减效果非常显著,假设灞河中游小流域耕地变为林地的转变率分别为30%、50%、100%时,TN污染负荷削减28.20%、43.01%、78.23%,TP污染负荷分别削减33.55%、53.94%、66.81%。     

基于农业非点源污染模型的灞河流域径流模拟与分析

以西安市灞河流域为研究对象,运用农业非点源污染模型(AnnAGNPS)开展径流模拟应用研究。基于马渡王省级监测断面日观测数据,以2002—2003年数据校验模型参数,分别对曲线数(CN值)、沟道曼宁系数、土壤有效含水量等敏感性参数进行调试,采用2004—2005年数据验证模型适应性。结果表明:(1)年、月尺度径流模拟的相对误差(Re)在±12%以内,相关系数(R2)、效率系数(Ens)均大于0.80,AnnAGNPS模型能够很好地模拟灞河流域产流规律;(2)研究区年径流深介于66.9~727.6mm,其中乔木林的产流系数最小,耕地的产流系数是乔木林的1.5倍。不同土地利用类型的产流系数及其等级划分为后续非点源关键源区识别提供定量参考,对地方政府开展水质目标管理有一定借鉴作用。     

三岔河流域不同尺度土地利用对水质的影响

以2013年8月的三岔河流域水体采样数据为基础,结合土地利用数据,利用地理信息系统(GIS)技术,分别从子流域和缓冲区尺度分析河流水质指标与土地利用之间的关系。结果表明,在子流域尺度上,水质对土地利用类型的响应更加显著。林地、草地对水质起汇的作用,耕地和建设用地主要起源的作用,其中氨氮与耕地、林地、建筑用地面积比例显著相关,总磷与未利用地、水域面积比例显著相关。冗余分析进一步表明,耕地是氮素的主要来源,未利用地是磷素的主要来源。     

基于SWAT模型的湿地系统非点源污染模拟研究

采用SWAT模型对天津临港生态湿地公园进行径流与非点源污染模拟,利用2012年10月至2014年9月的径流量实测值及降雨数据率定模型的参数,应用2014年10月至2015年9月的实测数据验证模型,并通过纳什模拟系数(Ens)、日平均径流相对误差(Er)以及决定系数(r~2)判断模型的准确性。结果表明:(1)SWAT模型在临港生态湿地公园的径流模拟情况基本良好,可为其非点源污染模拟提供可靠的模型基础;(2)结合2014年进、出口水质实测数据,可以计算临港湿地公园对氮、磷污染物的降解能力。     

基于SWAT模型的大宁河流域污染物负荷分布特性分析

为了给流域污染物总量控制及分配工作提供理论依据,利用SWAT模型分析了大宁河巫溪水文站控制流域污染物负荷分布特性,结果表明：耕地是泥沙和总磷污染的主要来源,泥沙和总磷负荷分别占整个流域的95%和50%以上;后溪河流域是整个流域内污染负荷最高的支流流域,泥沙贡献率为46.02%,总磷负荷贡献率为60.15%;流域西南部的土壤侵蚀现象较为严重,尤其是子流域17和20;东溪河内子流域7是总磷负荷较高的地区,应重点进行控制。     

基于SWAT模型的流域面源污染模拟影响分析

针对流域面源污染模型往往忽略或简化河道内污染物变化过程的缺陷,探讨了河道水质模型对流域面源污染模拟的影响.以太湖流域浙西区的西苕溪流域为研究对象,选取具有一定物理机制的分布式面源污染模型SWAT模型,分别以激活和不激活其嵌套的河道水质模型QUAL2E,即SWAT模型与QUAL2E模型紧密耦合和松散耦合两种情况进行模拟,并比较了对TN及TP的模拟效果.结果表明,丰水期与平水期的模拟结果并没有显著差别;但在枯水期,由于水量较小,河道内污染物变化过程对模拟结果影响较大.同时引入QUAL2K模型,分析认为改进河道水质模型对提高SWAT模型模拟精度有一定的效果.     

基于SWAT模型的金属矿区雨水径流中锰污染负荷分析

通过改进林玉环的汞迁移转化一维模型,并在一定的基本假设下,得到了锰的一维迁移转化动力学模型,利用Fortran语言编程嵌入SWAT模型源程序,在参数敏感性分析后进行改进模型的率定与校正以及敏感性参数的调节分析后,得到金属矿区雨水径流中锰污染负荷分析的SWAT改进模型。运行结果表明,SWAT改进模型能够对雨水径流中锰污染负荷进行较高精度的模拟,其中回归系数(r2)、Nash-Sutcliffe效率系数(Ens)分别为0.88、0.91,符合回归系数和Nash-Sutcliffe系数的评价标准(r2≥0.6,Ens≥0.5),获得锰矿区的污染关键区,与实际矿区污染相符合,为锰矿区及其他金属矿区雨水径流中重金属污染的评测和控制、治理与修复等提供科学依据。     

基于SWAT模型的滹沱河流域氨氮污染负荷结构

基于SWAT模型研究了滹沱河流域内氨氮污染负荷结构,为区域水污染控制和水质改善提供依据。分析表明,不同水期各子流域氨氮污染负荷结构具有一定的差异性。从全年整体来看,生活氨氮污染负荷最大,农业次之,工业最小,与平、枯水期一致;丰水期农业氨氮污染负荷最大,生活次之,工业最小。     

基于集成全相关技术的水环境治理装备设计

针对现有水环境治理装备设计开发技术存在的不足，提出了一种融合全相关技术与CAD、CAE、CAM、CAPP技术的集成一体化装备系统设计开发方案，并给出了这种集成全相关技术的初步实现方法，而且进行了射流曝气器的设计应用。这种方法有望实现水环境治理装备系统完整、可靠的设计，并缩短了设计开发周期。     

基于集成全相关技术的水环境治理装备设计

针对现有水环境治理装备设计开发技术存在的不足,提出了一种融合全相关技术与CAD、CAE、CAM、CAPP技术的集成一体化装备系统设计开发方案,并给出了这种集成全相关技术的初步实现方法,而且进行了射流曝气器的设计应用。这种方法有望实现水环境治理装备系统完整、可靠的设计,并缩短了设计开发周期。     

基于VFSMOD模型的不同情景下河流生态缓冲带的截留效果模拟

采用植被缓冲带模型(VFSMOD)对不同情景下河流生态缓冲带(简称“缓冲带”)的截留效果进行了模拟,考察了土壤可蚀性、土壤质地、坡度、径流源区长度、缓冲带宽度等对缓冲带拦截效果的影响。结果表明： 随着土壤可蚀性因子(K因子)变大,土壤可蚀性增强,缓冲带泥沙输入量变大;坡度变大,拦截效率下降,在坡度分别为1%、3.5%、9%和30%的条件下,达到60%的径流截留效率(RIR),缓冲带的宽度分别需要43.9,50.6,52.9和68.8 m;当RIR达到60%,砂质黏壤土、粉质黏壤土、壤土和黏土所需缓冲带的宽度为109.2、114.6、50.6、128.7 m;径流源区长度越长,缓冲带拦截效率越低。上述模拟结果可为缓冲带的设计提供参考。     

环境pH对香溪河流域磷矿废石释磷特性的影响

为了评价三峡库区香溪河流域内所堆存的磷矿废石对地表水体的磷污染风险,以香溪河支流高岚河流域内具有不同风化时间的6座磷矿废石堆体为研究对象,依据US EPA Method 1313所规定的实验方法,开展了9种不同pH(2.0~13.0)条件下磷矿废石磷素浸出特性的实验研究,探讨了液相环境pH对磷矿废石磷素浸出浓度的影响。结果表明:在酸性环境下磷矿废石的磷素浸出浓度与pH呈负相关关系;中性及碱性环境下的磷素浸出浓度总体上低于酸性条件,其大小与环境pH之间无显著关系存在,但在pH=10.5±0.5范围内存在小幅升高;自然条件下磷矿废石堆体内部的液相环境为弱碱性(pH=7.8~8.8),且不会受当地酸雨长期淋滤的影响,在此条件下6种磷矿废石的磷素平均浸出浓度为0.7 mg/L,超标率为33 %。因此,研究区内的磷矿废石堆体可以形成点源形式的磷污染。在香溪河库湾水体富氧化问题日趋严重的前提下,应考虑将流域内堆存的磷矿废石作为第II类一般工业固体废物进行妥善处置,以降低其对香溪河库湾水体环境的磷污染风险。     

基于水质模型的水污染物排污权交易理论研究

在中国排污权交易制度需全面完善的背景下,水污染物排污权交易环节的建设显得尤为薄弱,结合国内目前水污染物排污权交易发展现状及存在的问题,在水质模型的基础上,提出了以满足《污水综合排放标准》(GB 8978-2002)和《地表水环境质量标准》(GB 3838-2002)为前提的水污染物排污权交易计算方法,量化排污权交易可行性,预测由交易导致的水质变化。     

基于模型法的松花江流域“十一五”总量减排水质改善效益分析研究

定量评估"十一五"期间总量减排的水质改善效益,科学真实反映减排成效,是重点流域总量减排工作持续进行的关键。以松花江流域为例,核算不实施总量减排情景下松花江流域的COD排放量,基于流域一维水质模型、SPARROW模型、GBNP模型等建立松花江流域COD排放总量与水质的对应关系,模拟预测不减排情景下各断面的COD浓度。研究结果表明,流域一维水质模型的模拟结果相对合理,根据模型预测,若不实施减排,2010年松花江流域总体COD将增幅20.5%,其中干流COD浓度增幅4.2%,支流COD浓度增幅36.0%。     

基于控制单元的独流减河流域农村非点源污染空间特征解析

提出了一种基于子流域的控制单元划分方法,估算了独流减河流域农田种植、畜禽养殖、农村生活和水产养殖4个主要来源的农村非点源COD、TN、TP和氨氮的入河量,并进行空间特征解析。结果表明,2015年独流减河流域农村非点源COD、TN、TP和氨氮总入河量分别为5 036.20、1 373.94、231.75、573.73t,COD是流域中最主要的农村非点源污染物。4个来源对流域污染物入河量的贡献大小依次为农村生活、农田种植、水产养殖和畜禽养殖。空间特征解析结果表明,西部的控制单元1和控制单元2污染物入河量大,东北部的控制单元3、控制单元4包括控制单元5污染物入河量小。主要污染水系为子牙河水系、南运河水系、青静黄排水渠水系、运东排干水系等。     

水罗兰对不同密度铜绿微囊藻抑制作用的研究

通过水罗兰与铜绿微囊藻共培养12 d,研究了水罗兰对低密度、高密度的铜绿微囊藻的抑制作用.结果表明,铜绿微囊藻初始光密度(OD680)分别为0.026、0.257时,水罗兰可显著抑制铜绿微囊藻的生长,使其OD680降低.水质检测结果显示,培养过程中共培养液营养盐浓度一直处于较高水平,铜绿微囊藻OD680降低及生长停滞并非因营养不足所引起.通过实验证实了水罗兰可作为铜绿微囊藻水华控制的生态修复物种.     

基于智能优化算法的河流水质模型参数的优化

为探索河流水质模型参数新的求解方法,根据有限的实测数据,分别应用免疫进化优化算法和免疫进化优选的捕食搜索算法,对河流水质模型计算公式中的多参数进行优化。将优化得到的计算公式用于国内外若干河流的河段中DO浓度值的拟合,并与实测结果进行了比较。结果表明,将免疫进化优化算法或免疫进化优选的捕食搜索算法优化得到的水质模型参数精度不仅较高,而且相对稳定,从而为河流水质模型参数的优化提供了一种新方法。     

基于解释结构模型法的太湖水华爆发要素分析

根据太湖水华爆发特点及文献资料检索,从气象、水动力、化学和生物等4个方面筛选出太湖水华爆发的17个要素,利用解释结构模型(ISM)分析了各要素之间的直接(因果)关系和间接关系,推导出太湖水华爆发要素整体关联层次结构图,从6个层次上直观反映了水华爆发过程,从系统角度分析了水华爆发原因,为水华预防及治理提供了若干参考依据.