基于地理信息系统的引江济巢数值模拟系统的研究

以引江济巢工程为对象,在充分搜集巢湖流域水环境信息的基础上,利用Visual Basic6.0结合MapObjects2.0开发基于地理信息系统(GIS)的引江济巢数值模拟系统,实现对引江济巢工程基础地理信息、水文信息、水质信息等的统计、分析与管理。并通过嵌入式集成方法实现数学模型与GIS的紧密集成,实现了在污染因素由用户自行设定下进行"所见即所得"的动态仿真能力,为引江济巢调水方案的论证和调水过程中的环境管理提供技术支撑。     

太湖流域小型水源性湖泊氮、磷时空分布及营养状态评价

2009年11月至2010年10月,对太湖流域小型水源性湖泊20个采样点水体的TN、TP、NO3--N、NH4+-N、NO2--N以及PO43-等水质因子进行测定分析,讨论了氮、磷时空分布特征,并评价其富营养化程度。结果表明,TN、TP年均值分别为1.50、0.05mg/L;TN、TP的季节性变化规律具有一定差异,TN浓度为冬、春季高于夏、秋季,而TP浓度为2009年11月至2010年3月高于其他月份。由于受入湖河流的影响,TN、TP的空间分布格局较为相似,均表现为西南部高于东北部、入湖口分别高于湖中心和出湖口。NO3--N年均值为0.68mg/L,浓度变化趋势呈双峰型(2010年3、9月为峰值),基本同TN的变化趋势一致,空间分布表现为入湖口分别低于湖中心和出湖口(除冬季外),显示水体硝化过程对硝酸盐的贡献。NH4+-N年均值为0.23mg/L,从2010年4月开始浓度逐渐升高,到2010年7月达到全年最高值,其浓度空间分布特征表现为入、出湖口均高于湖中心(除秋季外)。NO2--N和PO43-的年均值都较低,均为0.01mg/L(以P计),时空差异不明显。根据CARLSON提出的营养状态指数法计算分析可知,该湖泊冬、春季处于中营养状态,夏、秋季营养状态略高,且磷是全年初级生产力的限制因子。     

基于MIKE21的大型湖库型饮用水水源保护区划分研究 ——以花亭湖水库为例

以太湖县饮用水水源地花亭湖水库为例,基于水动力-水质耦合模型MIKE21,结合数值模型法与传统类比经验法对花亭湖水库饮用水水源保护区进行划分和论证.结果表明:(1)经过分水期验证,花亭湖水库TN、TP与DO模拟误差均在20％ 以内,模拟精度较好且满足应用要求;(2)划分的花亭湖水库饮用水水源一级保护区水域与陆域面积分别...     

太原市汾河公园再生水补水方案优化模拟

为了解决汾河公园景观水体因缺乏稳定充足的补水水源而导致的水景效果下降、水质逐渐变差的困境,考虑将再生水作为其主要的补水水源。使用EFDC—WASP水动力水质耦合模型对不同的再生水补水方案下汾河公园水质时空变化进行了模拟。结果显示,当公园采用人工湿地深度处理后的再生水联合水库水共同补水时,除TN指标浓度部分时段内出现超过V类标准限值50％的情况,其他TP、COD、NHf—N主要水质指标浓度均能有效地维持在地表水Ⅱ～Ⅲ类标准,并且叶绿色a浓度始终保持在较低水平。该结果表明,再生水经人工湿地深度处理后联合水库共同补水方案可以作为汾河公园景观水系的推荐补水方案。     

基于季节性Kendall检验和重标极差分析法的阳澄湖水质变化趋势分析

为掌握《苏州市阳澄湖生态优化行动实施方案》实施以来阳澄湖的水质变化趋势,结合季节性Kendall检验与重标极差分析(R/S)法,对2013—2018年阳澄湖及其6条主要入湖河道的主要水质指标——高锰酸盐指数(IMn)、氨氮(AN)、总磷(TP)、总氮(TN)过去和未来的水质变化趋势进行分析及预测。研究结果表明:(1)阳澄湖除TP无显著升降趋势外,其余指标均有不同程度的下降趋势;(2)主要入湖河道的TN均无显著升降趋势,其余指标的改善效果较明显;(3)未来阳澄湖及主要入湖河道水质总体将会持续改善,但有个别监测点位的TP浓度未来仍有可能会上升。可见,近年来阳澄湖生态优化行动卓有成效,但TP已成为影响水质达标的最大制约因素,还需进一步提出针对性治理措施。     

基于北京清河流域水质提升的入河排污口排放要求确定策略研究

为探究基于流域水质目标的入河排污口排放标准与排污许可的实施路径,以北京清河为例,通过入河排污口实地摸排,确定了22个入河排污口和5个河道断面,并于2019年3—10月对27个采样点进行12次水样采集,对水样COD、氨氮、TN和TP进行检测。基于研究河段实测数据,应用MIKE11模型构建流域水动力水质模型,分析3种情景组合的截污纳管方案(方案1)、截污减排方案(方案2)对河段水质的改善效果,以及减排方案在雨期、非雨期对河段水质的污染影响。结果表明:(1)与方案1相比,方案2下研究河段水质状况明显改善,下游出水断面(Q5断面)的COD、氨氮、TN和TP模拟值分别降低49.08%、61.27%、65.80%、63.86%;COD、氨氮、TN和TP排放总量分别削减了541.95、46.13、216.79、8.30t/a。(2)雨期雨水汇入河段后,各污染物达标情况反而恶化,因此应做好入河排污口的污染管控,科学控制入河排污口雨期污染。     

疏浚对巢湖双桥河水环境容量的影响

双桥河是巢湖受污染较为严重的入湖河流之一,其入湖口距巢湖市自来水厂取水口仅500 m,同时也是巢湖市的主要行洪河道,为了改善水质状况并提高河道行洪能力,于2010年3—5月对双桥河进行了疏浚。本文作者于2009年12月—2010年10月对双桥河监测断面及排污口进行了监测,在分析双桥河水质及现有污染源的基础上,选择CODMn、TP、NH3-N和TN作为水质敏感参数,对疏浚前后双桥河的不同河段污染物质的水环境容量进行了模拟计算,并调查了水生植被覆盖度及沉积物氮磷含量的变化。结果表明,疏浚后整个河道水生植被的覆盖度由40%降低到5%左右,各污染物的降解系数都有较大程度的降低,同时疏浚后短期内CODMn和TP的环境容量均有一定程度的降低,而NH3-N和TN的环境容量变化较小。分析认为,这一方面是由于疏浚后河道内水生植物覆盖度的降低导致水体的自净能力降低,另一方面是由于疏浚过程中的扰动引起大量沉积物的再悬浮及污染物的释放。所以在减少外来污染的前提下,对重富营养化水体底泥进行疏浚并开展水生植被恢复工程应是控制富营养化的有效途径。     

连片生态浮床对微污染河水的净化效果

选取漕桥河的支流庙尖浜作为实验河段,以睡莲(Nymphaea alba)、菖蒲(Acorus calamus Linn)和水芹(Oenan-the javanica(Blume)DC)作为微污染水体净化的浮床植物,研究连片生态浮床的净化能力随季节的变化和浮床面积对连片生态浮床净化能力的影响。结果显示,秋-冬-春季节内植物的净化能力随季节变化呈"U"型,相应的河水水质的变化呈一个倒置的"U"型;在一定营养负荷和植物正常生长状况下,沿水流方向,氮、磷含量随浮床面积的增加而降低——春季时,随浮床面积增加,菖蒲区对TN的去除率由8.6%增加到26.7%,TP的去除率由17.1%增加到58.2%,水芹区对TN和TP的去除率最高可达22.0%和28.0%。研究表明连片生态浮床是河道水质改善的有效可行的方法之一,可为太湖入湖河流的营养物质控制提供科学依据。     

利用沉水植物生长期收割进行富营养化水体生态管理的实地研究

在以再生水为补水水源的圆明园玉玲珑水域进行沉水植物收割实验,自2011年4—12月间每隔半个月监测一次水质。结果表明,通过在生长期收割沉水植物,玉玲珑水体TP、SRP、TN、NH4+-N、NO3--N和COD的平均浓度可维持在0.1、0.04、0.86、0.1、0.32和18 mg/L左右,水质保持在Ⅲ类至Ⅳ类地表水之间;与之对照的不收割沉水植物的玉玲珑进水口水域,9月沉水植物开始死亡腐烂,TP、SRP、TN、NH4+-N最高分别可达0.5、0.1、2.4和0.60 mg/L;作为对照的另一以挺水植物为主的水域,水质普遍劣于有大量沉水植物生长的水域,TP、SRP、TN、NH4+-N最高分别可达1.2、0.60、6.1和0.61mg/L。圆明园的实地实验表明,沉水植物有很强的净化水质作用,通过生长期收割,能够进一步强化其水质净化作用,可以作为一项对富营养化水体进行生态管理的有效措施进行推广。     

金坛市饮用水源地的安全保护机制探讨

在金坛市水源现状分析的基础上,指出了饮用水源存在的问题,并对长荡湖水源进行了水质的现状评价和预测分析,建议长荡湖作为备用水源地,对长荡湖水源地保护区的划分提出了具体方案。最后提出了加强水源地的生态建没、环境风险应急预案和水资源管理体系建设等的水源地保护一系列方案。     

再生水补水景观湖浮游藻类群落结构特征及与环境因子的关系

在2014年6月至2015年5月,对以再生水为补水水源的天津临港生态湿地公园景观湖区的浮游藻类和水质指标进行逐月监测,应用典范对应分析(CCA)研究了浮游藻类与环境因子之间的关系,评价了湖区的水环境状况。结果表明:共鉴定出浮游藻类7门67属115种(包括变种),硅藻门种类最多,其次为绿藻门和蓝藻门,浮游藻类丰度范围为3.5×106~49×106cells·L~(-1),平均丰度为25.7×106cells·L~(-1),优势藻种主要为链状假鱼腥藻、梅尼小环藻、四尾栅藻、颤藻、项圈藻和卵形隐藻;多样性分析显示,藻类物种多样性一般,结合优势指示种评价水体为中污染富营养型水体;典范对应分析表明,水温、盐度、TN/TP等是影响临港再生水补水景观湖藻类群落结构的主要因素。     

利用沉水植物生长期收割进行富营养化水乍生态管理的实地研究

在以再生水为补水水源的圆明园玉玲珑水域进行沉水植物收割实验,自2011年4—12月问每隔半个月监测-次水质。结果表明,通过在生长期收割沉水植物,玉玲珑水体TP、SRP、TN、NH4-N、NO3--N和COD的平均浓度可维持在0．1、0．04、0．86、0．1、0．32和18mg／L左右,水质保持在Ⅲ类至Ⅳ类地表水之间;与之对照的不收割沉水植物的玉玲珑进水口水域,9月沉水植物开始死亡腐烂,TP、SRP、TN、NH4＋-N最高分别可达0．5、0．1、2．4和0．60mg／L;作为对照的另-以挺水植物为主的水域,水质普遍劣于有大量沉水植物生长的水域,TP、SRP、TN、NH4＋-N最高分别可达1．2、0．60、6．1和0．61mg／L。圆明园的实地实验表明,沉水植物有很强的净化水质作用,通过生长期收割,能够进-步强化其水质净化作用,可以作为-项对富营养化水体进行生态管理的有效措施进行推广。     

小型景观湖水质模拟及应用研究

由于小型景观水体的体量和再生水补水措施的施行,其水质随环境和入水水质的变化和富营养化过程较大型水体快。由EFDC模型和WASP模型耦合建立小型浅水景观湖生态动力学模型,用实测水质数据进行参数率定与验证,可实现小型景观水体水质变化趋势的模拟,为水质管理提供决策支持。在此基础上,对民主湖在几种水质保障方案下1年的水质变化进行了模拟预测和对比,结果表明,作为富营养化程度表征的叶绿素a在空间和时间分布上均存在一定的规律性,夏季由于温度升高,叶绿素a浓度较高,说明藻类等浮游植物迅速增殖,是水质恶化水华暴发的高发期,而采取加大湖水水力循环和改善入口水质的控制方案,可使水质得到良好保障。     

盐城蟒蛇河饮用水源原水水质及盐龙湖工程水质净化效果评价

蟒蛇河是盐城市区主要的地表饮用水源地,其水质通常在Ⅳ~Ⅴ类标准。为改善原水水质,中国首个平原上开挖的饮用水源生态净化湖——盐龙湖于2012年6月建成启用。通过水质监测,分析了近年来蟒蛇河原水水质及其污染特征,并对盐龙湖工程水质的净化效果进行了评价。研究表明:(1)蟒蛇河原水在春、秋、冬季水质主要指标基本能满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准,但夏季水质相对较差;(2)蟒蛇河原水呈现出典型的有机污染特征,营养盐类多是以有机形态存在,但TN与TP的主要污染来源并不一致,在不同季节原水污染特性存在波动规律;(3)近年来蟒蛇河原水中有机物及营养盐浓度有升高趋势;(4)盐龙湖工程水质净化效果在夏季最佳,春、秋季次之,冬季则一般;(5)近一年来,盐龙湖工程累计削减原水高锰酸盐指数、氨氮、TN、TP、SS的量分别达到56.6、35.6、59.8、8.9、1 000.0t(干质量)。     

龙形水系中心区水体富营养化评价与成因分析

龙形水系是北京奥林匹克公园内的主要景观水体,以再生水为主要补水水源.采用综合营养状态指数法对龙形水系中心区(简称中心区)水体富营养化状态进行评价.结果表明:(1)中心区水体全部为富营养状态,汛期的综合营养状态指数总体呈逐渐降低的趋势,即水体在汛期初期至中期为中度富营养,后期为轻度富营养;汛期结束后水质较差,综合营养状态指数上升,中心区水体达到重度富营养化状态.(2)再生水为中心区水体污染物的主要污染源,其TN、TP、COD和NH4+-N年输入量占各类污染物年总输入量的85％以上;在汛期,其主要污染物输入量占总输入量的70％以上.中心区水体在汛期没有明显的污染物集中输入现象.(3)中心区水体富营养化主要成因为氮磷等营养物质的输出量小于输入量,造成氮磷等营养物质大量累积.(4)在汛期,外界的适宜温度、饱和光照、水体的弱碱性和缓慢流速加大了中心区水体水华暴发风险.     

水源地生态工程对消毒副产物生成的影响

水源地生态工程可改善饮用水水源水质,但其中的水生生物代谢物可能是消毒副产物(DBPs)前体物的来源。本文构建现场实验装置探究了水源地生态工程对原水水质的影响及原水中主要消毒副产物前体物的来源,考察了氯投量、温度以及pH对香蒲根分泌物、菰根分泌物和鲢鱼排泄物氯化后消毒副产物生成的影响。结果表明,实验装置对NH₄⁺-N、TN和TP的平均总去除率分别为74.93%、53.98%和73.02%,总DOC沿程增加。溶解性有机物(DOM)中分子质量分布在<500 Da的DOC含量总体上呈沿程减少的趋势,>3 000 Da的DOC沿程有所增加。总三卤甲烷生成势(TTHMFP)和总卤乙酸生成势(THAAFP)沿程呈现增加的趋势,分子质量<3000Da的有机物中TTHMFP和THAAFP沿程有所下降,分子质量>3 000 Da的TTHMFP和THAAFP呈沿程增加的趋势。考察了装置中3种水生生物代谢物经氯化后得到的二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)、三氯甲烷(TCM)和二氯乙腈(DCAN)4种消毒副产物生成势,均随着氯投量和温度...     

阿科蔓介质生物接触氧化法预处理微污染原水

随着库区经济的发展,大量点源或面源污染物未经有效处理便直接排入水体致使许多可作为生活饮用水的水源变成了"微污染"水源,鉴于常规的预处理工艺不能很好地适应现有"微污染"水源水质的变化,采用挂膜成功的阿科蔓介质生物接触氧化法对微污染水源水进行预处理实验研究,并与挂膜成功的组合介质生物接触氧化法进行对比,结果表明,阿科蔓介质挂膜速度较快,效果较好,且对水源水质的变化具有较好的适应性,是微污染水原水质改善较为理想的人工介质;对于相同的微污染水源,阿科蔓介质的处理效果明显优于组合介质且处理效果良好,其对"微污染"水源水中TN、氨氮、COD和总磷的平均去除率分别为67.4%、87.2%、54.1%和40.1%,其中较适宜的阿科蔓介质生物接触氧化预处理进水溶解氧浓度为4.0~6.0 mg/L。阿科蔓介质生物接触氧化不失为一种开展饮用水源地生态防护与饮用水质改善的技术。     

基于InfoWorks ICM模型的白龙江流域甘肃段水质模拟及分析

针对白龙江沿岸农业种植、畜禽养殖等产业发展影响河流水质的问题,以甘肃省南部白龙江流域为研究对象,采用改进输出系数模型计算丰、平、枯水年等典型水文情景下流域内工业、农村生活垃圾、农村生活污水、畜禽养殖、城镇生活污水、城镇径流和农田径流等污染源污染负荷,基于InfoWorks ICM构建了白龙江水动力水质模型,模拟分析COD、TN、NH₄⁺-N和TP等污染负荷分布特征,评估了最不利水文条件下白龙江水质污染风险,验证了该模型在流域水质污染模拟评估的适用性。研究结果表明,不同水文情景下污染物入河负荷主要来源存在显著差异,如丰水年和平水年农田径流是COD污染的主要来源,污染负荷分别达到1 382.56、1 058.98 t,而枯水年污染源主要是城镇径流。污染物负荷存在明显空间差异,研究区内子流域污染负荷空间分布不均匀,高污染负荷主要出现在中下游子流域。白龙江水质在汛期和非汛期差异较大,非汛期水质更差。通过模拟最不利水文情景(枯水年非汛期)发现,研究区内白龙江NH₄⁺-N浓度最大位置出现在中下游,最高可达1.4...