潮汐河网水环境容量的计算分析

介绍了河流水环境容量的几种常用计算方法。针对上海市河网污染源分布的特点，基于感潮河网的水动力模型，提出了河网动态水环境容量计算的方法，建立了河网水环境容量计算模型，并对蕴藻浜水系以及中心城区水系的水环境容量进行了计算分析。结果表明，该方法对于河网动态水环境容量计算是十分方便而有效的。     

泗河水环境容量及最大允许排污量计算

规范了水环境容量的定义和分类,建立了符合泗河水文、水资源特征和水环境状况的河流水环境容量模型,与GIS技术结合构建了适合北方地区的河流水环境容量计算程序和方法;摸清了水功能区-入河排污口-点源排放口的一一对应关系,提出了将水域环境容量转换为陆域点源最大允许排污量的估算方法。计算了泗河在满足水功能区划条件下的水环境容量及最大允许排污量,从而为制定该河流水污染物容量总量控制方案提供了科学依据。     

河流水环境容量安全边际研究

水环境容量安全边际是污染物总量控制的关键。运用河流二维稳态水质模型,计算大宁河回水区内COD环境容量,并采用一阶误差分析法分析模型关键参数对大宁河COD环境容量影响程度,科学计算大宁河水环境容量安全边际值。结果表明,三峡库区坝前水位175 m时,大宁河回水区内COD环境容量为729.06 t/a;模型参数对环境容量影响顺序为:背景浓度(C0)>混合区长度(x)=水深(h)>流速(u)=扩散系数(E)y>降解系数(K);大宁河回水区内安全边际值为84.06 t/a,占环境容量的11.53%。文章科学地计算大宁河回水区内COD环境容量安全边际,而非人为定性提出,为三峡库区河流水环境容量安全边际确定提供理论依据。     

非点源污染河流水环境容量的不确定性分析

基于河流一维水环境容量计算模型和实测水文水质参数的统计分析,应用MonteCarlo模拟方法,分析模型各输入参数的灵敏度以及水环境容量值的概率分布,建立了非点源污染河流水环境容量的分期不确定性分析方法.本方法表达了由于获取的河流系统信息不确定性和非点源污染发生的随机性引起的水环境容量计算结果不确定性,给出了不同水文期在不同可信度下的河流水环境容量,为实现非点源污染的总量控制提供了可靠的基础.应用本方法,对长乐江的总氮水环境容量进行了不确定性分析.结果表明,根据水质控制目标,枯水期、平水期、丰水期中90%可信度的总氮水环境容量分别为487.9、949.8、1392.8kg·d-1,其中稀释容量是各水文期水环境容量的主要组成部分.据此,各水文期流域内的总氮现状入河量需削减1258.3～3591.2kg·d-1,丰水期是削减量最大的时期.不确定性分析方法计算得到的水环境容量是基于非点源污染河流水文水质状况的实际变化,这相对于按某一设计流量来确定水环境容量的常规方法更为科学、合理,拓展了水环境容量的研究思路和方法.     

滨江水体水环境容量计算研究

针对滨江水体感潮特性明显、水流运动复杂等特点,考虑污染物质输运过程平面分布的不均匀性,提出了基于非均匀分布系数的水环境容量计算方法;以镇江内江为研究区域,建立了二维水流水质耦合数学模型.通过对内江2004年4月及8月两个典型全日潮流场特征及相应污染物迁移扩散过程的数值模拟,建立了排污量与污染带响应关系曲线,求得内江洪、枯两季非均匀分布系数分别为0.18与0.25;对内江不同水位条件及不同典型年水环境容量进行计算.结果表明,内江维持水位对其水环境容量影响较大,洪季维持平均水位4m时的容量值约比1m时增加了33.5%;不同典型年,内江水环境容量相差也较大,丰水年容量值较平水年增加了110%,而枯水年则比平水年减少了32.8%;各年内总容量的84%主要分布在5月至10月.该方法运用非均匀分布系数综合体现了滨江水体水动力条件复杂及潮汐作用下污染物迁移扩散规律多变对水环境容量的影响.     

常州市水环境容量计算研究

结合常州市城市总体规划,在确定水环境容量的控制单元及相关参数的基础上,利用数学模型分别对各控制单元内的水环境容量进行了计算.计算结果表明,各功能区现状纳污量基本已超过了各自的水环境容量,需要进行削减.最后根据计算结果,结合当地实际情况,提出了污染控制建议方案.     

水库出流对水库环境容量的影响研究

水库的出流是影响水库流场的重要因素,也是影响水库水环境容量的重要因素。文章以某水库为例,利用计算流体力学及水质计算软件计算了水库在不同泄流宽度下出流的流量,并根据不同泄流宽度下水库的流场和浓度场计算了对应的水库环境容量值,分析了出流宽度、出流流量和水环境容量三者之间的关系。     

基于控制单元的双台子河水环境容量核算研究

控制单元作为流域水环境管理的基本实施单位,开展水环境容量核算,对制定控制单元容量总量分配具有科学意义.文章以辽河盘锦双台子河流域为例,根据水环境容量核算的基本原理,结合水质现状和水环境功能区划,对各控制单元COD和氨氮的水环境容量进行分析.结果表明,控制单元的水环境容量与区域水质目标密切相关,在30Q10水文条件下,COD水环境容量为8607.49 t/a,NH3-N水环境容量为1154.35 t/a.COD需要削减47.5%,NH3-N削减30.9%.     

湘江捞刀河流域氨氮和总磷水环境容量计算

水环境容量的定量计算是实现水环境精细管理的前提,但相关参数在无充分资料的中小流域较难获得,其变化的难以确定给水环境容量求解带来较多不确定性.网格分布式水文模型和一维河网水质模型计算可以求解部分参数,提升水环境容量计算精度.选取长株潭城市群代表性区域——湘江一级支流捞刀河流域为研究对象,通过建立网格分布式水文模型和一维河...     

水库水环境容量计算中未确知信息的数学处理

由于水体水环境系统信息的不确定性，因此运用未确知数学理论，对未确知信息下的水库水环境容量进行计算。由水库水环境容量的计算公式，依据未确知有理数的运算法则和未确知数学的期望公式，求得水库水环境容量的期望值，还可以获得相应的主观可信度。研究表明，运用未确知数学计算不确定性信息下的水库水环境容量，理论上可行，计算结果可信，为水质管理和保护提供了科学依据。     

基于流域生态补偿机制的淮河上游应急控制系统模型建立与应用研究

本文以淮河上游干流及其主要支流为例,基于对河流环境容量、污染排放量及浓度耦合机制辨析,以建立河流水体污染物浓度概率模型为基础,应用污染物综合衰减理论和系统控制理论,建立由入河口上溯到污染源的河流污染应急控制系统,以点源的污染贡献量及其万元产值排污系数为依据,分别计算各个污染源的环境损益值,按照经济效益和环境效益相统一的原则,对污染损益比值大的点源废水限制排放,优化得到控制目标下的污染控制方案,实现河流水质的可控性。在流域水体污染概率控制、点源对河流的污染响应、河流水质限制点源系统优化控制方面具有一定意义。     

基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量研究——以北运河为例

针对水环境的随机不确定性,构建了基于贝叶斯公式的不确定性水环境容量核算方法,并以北运河为实证案例对所建立的核算方法进行验证：利用贝叶斯公式,通过对水环境容量核算涉及的流量、流速、背景浓度、污染物综合衰减系数这4个参数和水环境容量本身5个随机变量的分布特征进行分析,最后得到水环境容量的概率分布.结果表明：北运河流域10个河段的水环境容量都服从瘦尾偏态分布,并且河段流量与长度对其分布影响最大;与传统设计条件下的确定性水环境容量相比较,不确定性水环境容量分布不仅能够体现前者的信息,并且利用各参数的随机性以及实际监测数据进一步对前者进行了“修正”,能够更为全面准确的描述水环境.     

基于不同设计水文条件的铁岭水环境容量核算

水环境容量是污染物总量控制的重要理论基础,设计水文条件的选取是水环境容量核算的关键内容。建立了铁岭流域稳态水质模型,计算了在生物学方法(30B3、4B3)和水文学方法(7Q10、30Q10)条件下铁岭控制单元的水环境容量。结果表明:30B3和30Q10设计水文条件下COD水环境容量分别为8 048.74和9 658.49 t/a,氨氮水环境容量为549.15和658.97 t/a;4B3和7Q10设计水文条件下氨氮的水环境容量为439.33和494.26 t/a。传统水文学方法核定的水环境容量与生物学方法核定结果相近,但是其设计流量的保证率偏低,污染防控风险增加。水环境容量与入河污染负荷的核定结果表明,铁岭市经济社会的发展已经超过了其水环境承载力,需优化水库的调节能力,合理配置水资源,以增加河道纳污能力,实现污染防控目标。     

无实测资料河流环境容量核算中设计流量推求

水环境容量核算过程中,经常遇到小流域没有实测径流资料,或者有短期实测径流资料但又无法展延的情况,其设计流量只能通过间接途经来推求。文章以颖河流域为例,应用等值线图法、水文比拟法和径流系数法推算该流域的年径流量,相互验证和比较上述3种方法的推算结果,并将成果用于计算设计流量。结果表明,计算方法能满足水环境容量核算的精度要求。     

基于流量函数的海水交换数值模拟研究

水体交换能力只与水体的流动性有关,目前有关水交换的研究大多是通过指示物质浓度来计算水体交换率以及交换时间,其结果不能准确地体现海水交换能力。本文以一个T形区域为例,提出基于流量函数的一种水体交换计算方法。在三维连续方程沿水深方向积分的基础上得到水深平均的二维浅水方程,求解得到流速、水深等数据;进而对二维浅水方程积分引入流量函数;做出流量函数对应的等值线分布图。等值线分布图中显示模拟区域内一半以上的水体能被交换至域外,计算模型前、后半周期的海水交换率分别为0.6396和0.6465。结果表明:采用基于流量函数的数值模拟方法评价某区域的水体交换能力简单而可行,通过流量函数等值线分布图能够直观的反映出区域水体的水交换能力。     

流域水环境承载力聚类分区方法研究——以湟水流域小峡桥断面上游为例

流域内社会经济发展水平与水资源环境条件存在空间差异,导致水环境承载力具有空间差异特征.因此,有必要在流域水环境承载力分区基础上,实施差异化监管.以湟水河流域小峡桥监测断面上游为例,基于国家控制单元划分16个子单元,从水环境承载力大小、水环境承载状态、水系统脆弱程度及水环境承载力开发利用潜力4个角度,构建水环境承载力聚类分区指标体系,并对其进行量化.在此基础上,利用k-均值聚类法对控制子单元进行合并分区.通过轮廓系数验证,将研究区划分为4类最合理,即重点保护水环境敏感区、限制开发水资源约束区、控制开发水环境超载区和优化开发高开发潜力区.针对不同分区特点,提出具有针对性的水环境承载力双向调控措施,为流域水系统精细化管理及可持续发展提供科学依据.     

闸控感潮河网水环境容量计算研究

受潮汐影响的闸控河网的水环境容量计算是水环境控制的重要内容。针对闸控感潮河网的水流特点,介绍了基于动态水质模型的水环境容量的数值计算方法。其方法综合考虑了感潮河网地区水流运动复杂、易受水利工程设施运行影响的特点,并成功地应用到动态水环境容量计算。