莱州湾滨海平原咸水入侵分析与趋势预测——以山东省广饶县为例

文章以鲁北平原山东省广饶县为例,阐述了咸、淡水形成的地质背景、咸淡水变化带形成与演化;分析了大规模开发利用地下水引起的咸水入侵的历史与现状;采用非确定性模型方法对咸水入侵趋势进行了预测,提出了缓解咸水入侵的对策与建议。取得的主要认识和结论为:(1)鲁北平原自山前冲洪积扇向莱州湾滨海平原,地下水水质具有水平和垂直分带特征;(2)20世纪70年代中期大量开采南部地下淡水后,地下淡水水位持续下降,破坏了咸淡水之间的水动力平衡,北部咸水向南入侵,引起淡水咸水、机井报废等一系列环境地质问题;(3)预测结果表明,在不采取调控措施情况下,咸淡水界面以每年平均240m速度向南部推进;(4)人工回灌、营造淡水帷幕并减少淡水区开采量是防止咸水入侵的有效途径。     

莱州湾滨海平原成水人侵分析与趋势预测——以山东省广饶县为例

文章以鲁北平原山东省广饶县为例,阐述了成、淡水形成的地质背景、成淡水变化带形成与演化;分析了大规模开发利用地下水引起的咸水入侵的历史与现状;采用非确定性模型方法对咸水入侵趋势进行了预测,提出了缓解咸水入侵的对策与建议.取得的主要认识和结论为:(1)鲁北平原自山前冲洪积扇向莱州湾滨海平原,地下水水质具有水平和垂直分带特征;(2)20世纪70年代中期大量开采南部地下淡水后.地下淡水水位持续下降,破坏了咸淡水之间的水动力平衡,北部咸水向南入侵,引起淡水咸水、机井报废等一系列环境地质问题;(3)预测结果表明,在不采取调控措施情况下,咸淡水界面以每年平均240m速度向南部推进;(4)人工回灌、营造淡水帷幕并减少淡水区开采量是防止咸水人侵的有效途径.     

咸-淡水界面水敏性的机理与应用研究

通过对咸淡水界面水敏性的机理研究,表明盐浓度和水流速度变化引起多孔介质中微粒的膨胀,运移/沉积是导致咸-淡水界面渗透性变化的客观基础.另外,文章还综合论述了渗透性的变化在石油、岩土、环境和化学工程领域的应用及发展状况.指出咸淡水界面水敏性的研究对防止海水入侵具有重要的现实意义.     

渤海莱洲湾沉积物—水界面溶解无机氮的扩散通量

为了解不同条件下沉积物中有机物对水体无机氮的贡献，采用野外采样和现场培养法，在１９９７－０５和１９９７－０７莱州湾２个航次进行了沉积物－水界面营养盐矿散通量的３和ＮＨ４的扩散通量分别为０．０３８－３．６５ｍｍｏｌ／（ｍ＾２·ｄ）和０．９６－２．５２ｍｍｏｌ／（ｍ＾２·ｄ），培养结果说明充氮或充空气与加氯化汞或不加氯化汞对沉积物－水界面溶解无机氮的扩散通量没有明显影响，莱州湾底部营养盐的扩散通量与其     

渤海莱州湾沉积物-水界面溶解无机氮的扩散通量

为了解不同条件下沉积物中有机物对水体无机氮的贡献,采用野外采样和现场培养法,在１９９７－０５和１９９７－０７莱州湾２个航次进行了沉积物－水界面营养盐扩散通量的实验研究,ＮＯ－３和ＮＨ＋４的扩散通量分别为０．０３８—３．６５ｍｍｏｌ／（ｍ２·ｄ）和０．９６—２．５２ｍｍｏｌ／（ｍ２·ｄ）．培养结果说明充氮或充空气与加氯化汞或不加氯化汞对沉积物－水界面溶解无机氮的扩散通量没有明显影响．莱州湾底部营养盐的扩散通量与其它地区比较处于中等偏上水平．     

石英-长石熔体中的相关系及其组成与水溶解度的关系

本文给出了Qz－Ab和Qz－Or体系在水饱和及水不饱和状态下2×108Pa和5×108Pa时的液相线关系。这些资料可以说明，（1）等压条件下熔体中水含量的变化和（2）水饱和状态下压力的变化对体系相平衡的影响。二者产生的影响不同，并且取决于所研究的体系。2×108Pa压力下，熔体中水含量增高导致Qz－Ab体系的液相线温度及共结温度降低的程度比Oz-Or体系的高，而共结成分保持不变。相反，P（＝PH2O）由2×108Pa升至5×108Pa的影响主要是使Qz－Ab体系的共结成分向富Ab方向变化，但在Qz－Or体系中观察不到共结组分的改变。等压条件下熔体因其中水含量的变化对两体系影响的差异可能是由于水在含钠熔体中的溶解度比在含钾熔体中高的缘故。不同压力（＝PH2O）下体系的液相线相关系是压力和熔体中水含量影响的综合反映。本研究中，熔体中水含量的变化范围预示着所观察到的相关系的变化涉及到分子水的作用。对铝硅酸盐玻璃及熔体中水溶解机理的光谱资料及现行模式进行了检验，认为不同的铝硅酸盐熔体具有不同的水溶解度是分子水差异结合所致。     

基于降解-渗流-温度耦合模型的渗滤液回灌数值模拟

渗滤液回灌能加速生化反应器填埋场的稳定,而回灌参数决定了回灌加速效果.为研究不同回灌条件下填埋场的稳定化进程以选择最佳回灌参数,在考虑含水率、VFA浓度和温度对垃圾降解影响的条件下,基于COMSOL Multiphysics 5.0建立了二维降解-渗流-温度耦合回灌模型并进行了验证;并采用本模型模拟单次回灌量为4 L的点源回灌,回灌频率分别为1、2、3 d·次-1,结果显示2 d·次-1的回灌条件下填埋场最先达到相对稳定状态;对比分析VFA浓度、垃圾降解速率、甲烷菌浓度的变化趋势,结果表明高回灌频率更有利于填埋场加速进入甲烷化阶段,而在确保含水率低影响的情况下低回灌频率更有利于进入稳定化阶段,因此实际工程中要综合考虑以选择合适的回灌参数.     

帷幕防治海水入侵的数值模拟研究

为比较应用于防治海水入侵工程的帷幕效果,建立剖面二维非均质流体的对流-弥散模型,运用伽辽金有限元法求解,并用物理实验结果验证其有效性。将模型应用于模拟广西北海市海城区海水入侵过程及对其防治效果,分别计算了超采地下水、实施防渗、抽水、注水和抽-注水情况下咸淡水界面随时间推移过程,通过比较得出注水是北海市防治海水入侵较为理想的措施。     

pH及DO对磷酸盐在长江口混合过程中迁移、转化的影响

通过实验室模拟实验,研究了不同pH及富氧、缺氧条件下长江径流淡水和东海外海水在混合过程中磷酸盐(PO4-P)的稀释模式,并结合2006~2007年长江口及邻近海域PO4-P的实际稀释状况,分析了pH及DO对PO4-P在河口混合行为的影响。结果表明:咸淡水混合需要一定的平衡时间,过滤后的长江水与外海水混合后,大约15 h后PO4-P浓度不再变化;未过滤的长江水与外海水混合则需要10 h的平衡时间。在不同pH咸淡水的混合过程中,PO4-P浓度与盐度均呈现出较好的相关性。且在高、低盐度区,PO4-P浓度与pH的变化分别呈现出不同的趋势。在缺氧和富氧状态下,PO4-P浓度均随盐度的增大而降低,且缺氧状态的PO4-P浓度高于富氧状态的PO4-P浓度。此外,根据2006~2007年长江口及邻近海域的现场调查数据可知,PO4-P在河口的实际稀释状况与本研究的实验结果基本相一致。     

波罗的海高盐传送带,或波罗的海中的翻转环流及咸、淡水的混合

我们使用三维波罗的海模型模拟的做法进行了一项波罗的海水团环流的研究.来自北大西洋的咸水经丹麦海峡流入波罗的海,在波罗的海上涌并与从各河流流入的淡水混合形成"波罗的海高盐传送带".我们利用翻转流量函数和拉格朗日轨迹线对来自大贝尔特和厄勒海峡的成水与淡水的混合情况进行了调查.该翻转流量函数被作为一种具有4个不同垂直坐标(深度、盐度、温度和密度)的函数进行计算,以便了解水的路径以及它在什么地方上涌并混合.在波罗的海本体内发现了与南大洋中的迪肯环流(Deacon Cell)类似的虚拟深度翻转环流的存在,它与哥特兰岛附近的旋转环流相符,当翻转流量函数投射在密度层上时,这一虚拟深度翻转环流就消失了.我们已经开展了一项拉格朗日轨迹线研究,以便更好地认识该环流以及咸水与淡水的混合情况.对这些水团在波罗的海中的停留时间的计算结果为26～29年,而拉格朗日扩散在5年后达到海盆饱和.     

黄河三角洲水土盐形成演化与分布特征

在研究黄河三角洲形成与演化规律基础上,研究了浅层地下水赋存分布与水质特征以及土壤含盐量分布特征,重点探讨了地下淡水、微咸水形成与演化规律。主要认识和结论如下:(1)黄河三角洲是由黄河携带泥沙填海造陆而成,据三角洲形成年代,将黄河三角洲划分为古黄河三角洲、近代黄河三角洲和现代黄河三角洲;(2)近年来,人类活动成为影响河口三角洲发育不可忽视的因素;(3)黄河三角洲咸水含水层广布,浅层地下淡水和微咸水主要赋存在黄河现代河床、古河道带和决口扇高地;(4)黄河三角洲地下淡水、微咸水的分布与形成演化及土壤含盐量分布状况与三角洲形成的早晚、黄河河道的变迁、所处微地貌部位及现代河道与渠系分布等因素密切相关;(5)三角洲形成时间越晚,浅层淡水和微咸水分布面积越小,水量越贫乏。     

绿洲-荒漠交错带土地利用/覆盖时空变化研究

选择新疆于田县为研究区,从导致区域生态环境问题的主要驱动因素--土地利用/覆盖变化(LUCC)为出发点,以遥感技术为依托,对3个时相的陆地卫星数据及相关统计资料进行了处理,利用得到的土地覆盖差值图像,定量分析评价了该区域1979-2001年的时空变化趋势及其主要驱动机制.结果表明:造成绿洲-荒漠交错带生态环境变化的原因主要是绿洲人口数量的剧增以及过渡樵采等,不合理的水土资源利用导致绿洲荒漠化和交错带地下水位下降.绿洲-荒漠交错带普遍存在植被覆盖度大面积下降现象,原先连续的过渡带已有转化成生态裂谷的趋势,绿洲的屏障作用进一步降低.在绿洲外围风沙前沿地带,地表裸露、松散,在起沙风的作用下,流沙侵入农田,进一步恶化了本已很贫瘠而又脆弱的农业生态环境.因此,现阶段绿洲外围生态环境较为恶劣,整体处于不稳定状况.      

碳钢在淡水环境中的腐蚀行为

介绍了碳钢在淡水环境中的腐蚀行为及影响因素。淡水环境中碳钢主要存在电化学腐蚀和微生物腐蚀。在淡水环境中,碳钢的电化学腐蚀行为与淡水中的含氧量,淡水的流速以及淡水中的溶解成分等因素关系密切。此外,在含沙的淡水环境中,沙粒对碳钢的冲刷腐蚀也是一种重要的腐蚀行为。而在碳钢的微生物腐蚀中,目前的研究主要是围绕硫酸盐还原菌展开。     

水夹点技术用于石化行业水网络优化研究

运用水夹点技术,对某石化企业进行用水网络优化研究。在流量恒定和流量改变两种条件下,对某石化企业13个用水操作原有用水网络进行初始设计和优化改进。结果表明,在流量恒定和流量改变条件下,通过用水网络初始设计节约新鲜水用量分别为17.17%和13.72%,对初始设计用水网络的优化设计可简化用水网络,回用管路数分别由14条和16条减少为11条和8条,优化后的用水网络分别节约新鲜水用量17.25%和14.81%。水夹点技术在工业用水节约和废水减量方面具有实用价值和较好的应用前景。     

Restoration of Koggala lagoon： Modelling approach in evaluating lagoon water budget and flow characteristics

Groyne system modification is described related to restoration e orts to Koggala lagoon, Sri Lanka.The large-scale unplanned sand removal at the lagoon mouth shifted the formation of sand bar towards the lagoon and made adverse e ects on its ecosystem. After the removal of the natural sand bar, groyne system was constructed to avoid sand deposition in the lagoon and to protect the highway bridge (across the lagoon outlet channel) from the wave attack. The existing groyne system resulted the lagoon mouth being permanently open to sea which in turn led to many environmental problems. Groyne system modification is proposed in this study to reduce the sea water intrusion.Water budget and two-dimensional depth averaged hydrodynamic model were developed for understanding the hydrologic and flow characteristics of the lagoon. Numerical experiments was performed at lagoon mouth area for two cases: (1) existing condition and (2) proposed rubble mound groyne system condition. Comparison of results was obtained for both cases to describe flow pattern at lagoon mouth. Results further showed, the width should be reduced to a maximum of 40 m. Proposed mouth width (40 m) pushed the salting factor towards 0.5 from 0.68. Salting factor reduction with the groyne modification may result a predominant influence of fresh water which may in turn lead lagoon to a fresh water ecosystem.     

方解石活性覆盖系统抑制底泥磷释放的影响因素研究

通过摇床振荡试验和底泥磷释放控制模拟试验,考察了覆盖系统厚度、上覆水Ca2 浓度、温度、方解石粒径以及人工曝气等对方解石活性覆盖系统抑制底泥磷释放效率的影响.结果表明,方解石覆盖系统可以抑制厌氧状态下底泥磷的释放,且抑制效果受覆盖系统厚度、上覆水Ca2 浓度、温度、方解石粒径及人工曝气等的影响.方解石覆盖系统对底泥磷释放的抑制效率随厚度的增加而明显提高,方解石投加量由12.7 kg/m2增加到38.2 kg/m2,模拟期间覆盖系统对底泥磷释放的抑制率则由56%增加到99%;上覆水的Ca2 会增强方解石覆盖系统对底泥磷释放抑制的效率,上覆水Ca2 浓度由1 mmol/L增加到5mmol/L,模拟期间上覆水的磷浓度下降36%左右;对于方解石投加量较少的情况下,高温条件与低温条件相比,底泥向上覆水释放更多的磷,而通过增加覆盖系统的厚度可以消除高温所带来的不利影响;方解石覆盖系统对底泥磷释放的抑制效率随粒径的减小而明显增强;对方解石覆盖系统表面进行人工曝气,不仅可以降低底泥氨氮的释放速率,而且还可以降低底泥磷的释放速率.     

山西煤炭基地矿井水的环境影响及利用研究

本文研究了山西矿井水水质特征及其环境影响.结果表明,矿井水中50％为高硬度、高矿化度水,42％为中性淡水,8％为酸性水,其污染特征为SS占第一位,依次为COD、硫化物、BOD_5、As等.文章还对山西矿井水的涌水量、利用现状与利用潜力进行了调查研究,指出山西矿井水应主要回用煤矿本身,实行清污分流和分质供水.     

Impact of combining chlorine dioxide and chlorine on DBP formation in simulated indoor swimming pools

The main objective of this study was to assess the combined use of chlorine dioxide (ClO2) and chlorine (Cl2) on the speciation and kinetics of disinfection by-product (DBP) formation in swimming pools using synthetic pool waters prepared with a body fluid analog (BFA) and/or fresh natural water. At 1:25 (mass ratio) of ClO2 to Cl2, there was no significant reduction in the formation of trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (HAAs) for both BFA solution and natural water compared to the application of Cl2 alone. When the mass ratio of ClO2 to Cl2 increased to 1:1, substantial decreases in both THMs and HAAs were observed in the natural water, while there was almost no change of DBP formations in the BFA solution. Haloacetonitriles and halonitromethanes levels in both water matrices remained similar. In the presence of bromide, the overall DBP formation increased in both BFA solution and natural water. For the DBP formation kinetics, after 72 hr of contact time, very low formation of THMs and HAAs was observed for the use of ClO2 only. Compared to Cl2 control, however, applying the 1:1 mixture of ClO2/Cl2 reduced THMs by > 60% and HAAs by > 50%. Chlorite was maintained below 1.0 mg/L, while the formation of chlorate significantly increased over the reaction time. Finally, in a bench-scale indoor pool experiment, applying ClO2 and Cl2 simultaneously produced less THMs compared to Cl2 control and kept chlorite at < 0.4 mg/L, while HAAs and chlorate accumulated over 4-week operation period.     

A3钢在富营养化淡水体中腐蚀电化学行为

由于富营养化会导致淡水水体环境发生重大改变,从而使金属在其中的腐蚀行为更加复杂。目前,国内外对金属在富营养化淡水水体中的腐蚀行为与规律的研究比较少。因此,开展这方面的研究工作具有非常重要的意义。文中将通过电化学方法研究A3钢在富营养化淡水环境中的腐蚀行为,并着重研究温度、pH值、含氧量等因素对A3钢电化学腐蚀行为的影响。