基于EFDC模型的滇池水质模拟

从应用层面介绍EFDC模型的主要编程原理和数据结构,以及主控文件、初始化数据、气象和负荷数据以及模型输出的内容和结构。利用1988、1989年的负荷数据和观测资料,对滇池水质进行了模拟。结果表明,模型的水动力模块模拟结果与实际情况较接近,水质模块的模拟结果尚可接受,模型实用程度的提高有赖于基础数据的积累。     

基于全局敏感性分析方法的WASP模型不确定性分析

为了定量讨论WASP(The water quality analysis simulation program,水质分析模拟程序)模型中各参数对模拟结果的影响及其不确定性,本文在Simulink环境下对模型进行重组,利用Sobol方法,对影响DO、CBOD、NH3-N、NO3--N等4项输出的各参数敏感性进行了研究,重点讨论了输入条件如时空变化对参数敏感性的影响.结果表明:Sobol全局敏感性分析方法能够有效地筛选出WASP模型中对DO、CBOD、NH3-N、NO3-变化模拟较为敏感的参数,在实现模型参数“本土化”中具有较大的应用潜力;对比总敏感性与一阶敏感性指数之间的差异, WASP模型当中的若干参数(如GP1、PNH3、anc等)耦合性较强,不宜使用一次一个变量法对这些变量进行敏感性分析;在参数敏感性变化方面,即使对于同一条河流,WASP的参数敏感性指数会因边界条件的时空变化而发生改变.敏感性受空间变化的影响不大,但受时间(季节)变化的影响显著;输入变量随时间的变化,会引起模型不确定性在各季节上的较大的差异;WASP模型当中存在明显的“异参同效”作用,仅靠传统方法进行全局寻优率定,并不能体现水体各组分之间相互转化的过程,还需要结合实验对关键参数进行率定.     

滇池流域土地利用变化对地下水水质的影响

土地利用变化影响着浅层地下水水质,以滇池流域为研究对象,综合运用遥感影像解译、马尔科夫转移矩阵和冗余分析,对近20年(2002～2020)滇池流域土地利用和浅层地下水质变化进行分析,揭示长时间尺度下土地利用变化对浅层地下水水质的影响.结果表明:2002和2020年滇池流域土地利用类型以草地、林地和耕地为主,分别占总面积20.91%和17.43%、43.21%和37.99%、22.11%和17.08%,2002～2020年间耕地向建筑用地和林地、林地向草地和耕地、草地向林地和建筑用地转移概率分别为22.59%和20.72%、13.16%和10.49%、26.30%和15.65%,耕地面积减少146km²,建筑用地面积增加279km².2002～2020年滇池流域浅层地下水化学类型由HCO₃^-·SO₄^2--Mg²⁺型转变为HCO₃^-·SO₄^2--Ca<...     

滇池水质1999-2008年时空变化特征

以滇池常规的水质监测数据为基础,运用因子分析法对滇池1999-2008年的水质进行综合评价,并以水质综合评价得分作为监测点位的空间属性值,采用空间插值法定量分析10年间滇池水质的时空变化特征。研究期间内,滇池水质总体呈现不断恶化的趋势,氮磷污染一直是滇池的主要污染类型。滇池南部区域水质一直优于北部和中部区域,尤其是草海和外海交界区域的水质在全湖是最差的。南部片区水质在整个滇池最好,但也呈现出不断恶化的趋势。     

干季滇池水质与盘龙江水质的研究

通过对滇池水域和盘龙江下游水质进行采样,分析了水中pH值、浊度、溶解氧(DO)、电导率、叶绿素、化学需氧量(COD)、总磷(TP)、氨态氮(NH3-N)等8个指标。研究表明,滇池近岸水域中pH值偏碱性、浊度大、叶绿素含量和化学需氧量高、总磷量高、溶解氧过饱和;在滇池外海水域,除溶解氧、叶绿素较高外,其余指标大多在水质标准(Ⅲ类)范围内;而在盘龙江下游区域内,水质差,各项指标都超过地表水Ⅴ类标准,这一事实可能会加重滇池的水体污染。     

浅析滇池草海换水对其水质及底泥的影响

对滇池草海换水对其水质及底泥产生影响的分析研究表明，草海换水改变了湖流条件，改善了其南部水质状况，对外海水质有一定保护作用，对底泥的迁移难以产生影响。     

滇池水质演替趋势及防治对策分析

秩相关系数检验表明,近十年来滇池内外湖中总氮、总磷、高锰酸盐指数均无显著性变化,水体始终受到富营养化及有机污染.治理滇池应在逐步实施控制点源、面源、内源与截污的基础上,与昆明的城市发展结合起来,建设湿地、水生植物等在内的湖滨带复合生态体系.     

“十一五”期间滇池水质变化及原因

根据2006～2010年滇池水质监测数据,分析了“十一五”期间滇池水体富营养化主要指标的变化情况,结果表明滇池水体的富营养化程度虽有所下降,但水质整体仍属于重度富营养化状态,认为昆明市在“十一五”期间为治理滇池所作的大量工作其成效还未完全显现。     

滇池北岸入湖河流水质变化趋势分析

文章采用WPI水污染指数法评价滇池北岸各片区河道的水质,并分析其变化趋势,同时采用pearson相关分析方法研究旱季和雨季各片区河道WPI指数变化趋势的相关度。结果表明:1988-2001年滇池北岸河道水质污染主要为减轻的趋势;2001-2007年随着昆明市的大规模扩张,其加重趋势非常明显;2007-2009年,随着河道水环境综合整治工程的大规模开展,又主要表现为减轻趋势,且旱季水质污染减轻的趋势比雨季明显,在纳入统计的5个片区河道中,旱季有4个片区河道水质好转,雨季有3个片区河道水质好转。这是由于2007-2009年间开展的河道水环境综合整治工程主要针对点源污染控制。此外,由于面源污染特征在5个片区中的4个片区都非常相似,雨季各片区河道WPI指数变化趋势的相关度比旱季高。     

大型浅水湖泊水质模型边界负荷敏感性分析

为探究太湖水质对外源负荷削减的时空响应分异性,阐明不同入湖水量和污染来源条件下对应的外源削减侧重点,基于EFDC模型构建太湖水质模型,将太湖入湖边界划分为7组,以COD和氨氮为输出目标,采用局部敏感性分析方法进行太湖水质边界敏感性分析.结果 表明,各湖区的COD和氨氮改善响应特点为自削减边界向外围递减,边界敏感性指数均...     

滇池二维分层水质模拟研究

将三维问题“二维化”的分层迭代计算方法引入滇池水质模拟中，建立了湖泊二维分层水质模型，对滇池流场和总氮浓度场分两层进行了模拟计算，计算结果表明，该模型应用于滇池是成功的。     

2017年滇池外海水质异常下降原因及对策

2017年滇池外海水质由GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类降为劣Ⅴ类,特别是6—8月主要水质指标总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD_Cr)及叶绿素a(Chla)浓度异常上升。引起滇池外海水质异常下降的根本原因:首先,2017年6—8月流域降水量较上年同期增加81%,为1999年以来同期降水量之最,异常降水使外海北部3条主要入湖河流宝象河、盘龙江、金汁河输入TN、TP污染负荷量较上年同期分别增加50%和59%,导致外海北部水质指标异常升高。其次,因为截污体系雨季混合污水溢流严重,造成污水处理厂污水收集率下降,昆明市第二、第三、第四、第九污水处理厂雨季进水COD_Cr、TN及TP平均浓度分别比旱季降低15%、15%和20%;第十污水处理厂雨季进水COD_Cr、TN和TP平均浓度分别降低16%、19%和8%。此外,2017年牛栏江补水量较上年减少50%,而补水水质NH₃-N、TP、TN浓度分别上升75.2%、51.1%、40.2%,补水对外海水质改善作用降低。由此提出滇池外海水质稳定提升的对策:推进截污系统效能核查,进一步完善污水收集系统,着力提高污水收集效率;优化流域已建调蓄池的运行,提高对雨污混合水的调蓄作用;通过优化运行、加强监管及雨季联合调度,提高污水厂处理效率,促进污染负荷削减与减排;加强牛栏江补水水源区的保护与治理,提升补水的环境效率。     

Development and application of a two-dimensional water quality model for the Daqinghe River Mouth of the Dianchi Lake

Water quality models are important tools to support the optimization of aquatic ecosystem rehabilitation programs and assess their efficiency. Basing on the flow conditions of the Daqinghe River Mouth of the Dianchi Lake, China, two-dimensional water quality model was developed in the research. The hydrodynamics module was numerically solved by the alternating direction iteration (ADI) method. The parameters of the water quality module were obtained through the in situ experiments and the lab analyses that were conducted from 2006 to 2007. The model was calibrated and verified by the observation data in 2007. Among the four modelled key variables that were water level, CODcr, NH3-N and PO4-P, the minimum value of the coefficient of determination (CoD) was 0.69, which mean the model performed reasonably well. The developed model was then applied to simulate the water quality changes at the downstream cross-section assuming that the designed restoration programs were implemented. According to the simulated results, the restoration programs could cut down the loads of CODcr and PO4-P about 15%, however, they would have very little effect on the NH3-N removal. Besides, the water quality at the outlet cross-section would be still in class V (3838-02), indicating more measures should be taken to further reduce the loads. The study demonstrated the capability of water quality models to support aquatic ecosystem restorations.     

滇池水质时间序列变化趋势识别及特征分析

应用STL(Seasonal-Trend Decomposition using LOESS)方法对1998—2010年滇池外海8个监测站点、10个水质指标的时间序列数据进行递归迭代,分解出低频率的趋势项、高频率的周期项及随机残差项.在此基础上计算稳态变化指数(RSI),对水质趋势的时、空变化特征进行识别和判定.结果表明,在分析的13年间,滇池外海8个监测站点各指标变化趋势总体一致;BOD5总体呈下降趋势,高锰酸盐指数(COD Mn)总体趋势显著上升,说明有机物可生化性下降;富营养化状态加剧,总氮(TN)总体趋势上升,并逐渐成为藻类的限制性营养盐,总磷(TP)浓度为劣V类,氨氮在氮元素形态中的主导地位正逐渐降低.研究结果表明,"十二五"期间滇池应重点控制氮磷、兼顾有机物污染.     

洪泽湖水质的因子分析

将水质监测数据与空间数据结合,建立了具有时空特征的洪泽湖水质数据库.通过对水质的相关性分析,将参数的重要度进行排序,作为数据选取的依据.在因子分析的基础上,通过Delphi法,结合空间数据,研究了主要因子的内含及时空变化规律.提出湖泊污染的“原初性”和“次生性”污染分量的概念,并分析了各分量的净化差异.建立了富营养化指数(F3)的模拟方程.     

滇池捞鱼河湿地公园不同功能单元水质净化效果及稳定性

以滇池捞鱼河湿地公园(Laoyuhe Wetland Park,WPlyh)为研究对象,分别在其不同功能单元设置监测点,研究湿地试运行期间(2015年4月15日—5月14日)不同功能单元对水体化学需氧量(CODCr)、氨氮(N H 4 + -N)和总磷(TP)的去除效果,并在湿地进水口与出水口设置监测点,对湿地2015年4月—2017年3月的长期运行效果进行监测和分析。结果表明:WPlyh试运行期间出水口CODCr、N H 4 + -N与TP浓度相较进水口明显下降,去除率分别为40.07%、48.48%和40.38%,但处理效果仍不稳定。各功能单元中,入湖口表流湿地对CODCr去除效果(10.36%)最佳,林间浅水湿地前部对N H 4 + -N去除效果(17.59%)最佳,林间浅水湿地后部对TP去除效果(9.44%)最佳;林间浅水湿地对污染物的总去除率占WPlyh的53.15%,是湿地的优势净化功能单元。WPlyh长期运行对CODCr、N H 4 + -N和TP的月均削减量和去除率均随时间呈下降趋势,尤以运行1 a后下降趋势最为明显。     

相平衡分配法在滇池沉积物环境质量评价中的应用研究

对滇池8个采样点沉积物固相和间隙水中的金属含量进行分析测定,用实测方法计算Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、Hg、As等7种金属在滇池沉积物中的分配系数Kp,利用相平衡分配法和国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)中的Ⅲ类水质标准确定了滇池沉积物环境质量基准重点探讨了沉积物中的细颗粒物质(＜63μm)、酸可挥发性硫化物(AVS)、有机碳(TOC)等主要金属结合相对基准的校正方法.通过对118个样点沉积物中各金属的含量与确定的滇池沉积物环境质量基准值进行比较,结果表明,滇池沉积物存在较为严重的As、Cu、Zn、Cr污染,Pb、Cd污染有扩大的趋势.在外源污染得到控制、水质得到改善的情况下,滇池沉积物会成为内在的金属污染源.