平原河网地区不同类型农村小管径排水管道数值模拟

农村污水未经处理直接排放导致农村环境受到污染,目前我国大部分农村缺乏完善的污水收集系统,已经铺设排水系统的农村大多存在管网设计与农村排水特点不符、管网建设资金过大等问题.为了解决上述问题,建议在农村建设小管径排水系统进行污水收集,针对平原、丘陵及山区3种类型的农村排水管网的水力学特性进行了探讨,选取其中的管段进行了数值...     

基于MIKE11的江南平原河网动态水环境容量分析

传统水环境容量以90%保证率下的设计枯水流量作为计算条件,存在水文计算条件单一、计算结果固定等局限性,不能很好地表征水流方向不定、产汇流过程复杂、污染负荷分散的江南平原河网的水环境容量。以宜兴市官林镇水系为研究对象,基于MIKE11水质模型计算河网控制单元水环境容量,以探究江南平原河网水环境容量的动态特性。结果表明：MIKE11模型法下官林控制单元COD、氨氮和总磷月均水环境容量为−152.80、0.92和−1.69 t;桐梓控制单元COD、氨氮和总磷月均水环境容量为220.23、4.49和1.45 t;皇新控制单元COD、氨氮和总磷月均水环境容量为15.42、0.90和0.14 t,呈现出明显动态特征。代表河道水环境容量与流量流速等水文要素有密切关系,市镇级等水质达标河道水环境容量与流速呈正相关,村级等未达标河道水环境容量与流速呈负相关。本研究可为平原河网水环境保护与管理提供重要参考和新思路。     

平原河网结构改造与水体有机物自净效果的实验研究

利用模拟实验开展了平原河流的水动力条件、河道宽深比、建筑物遮光效应和水温等因素对水体有机物长期降解过程的影响规律研究.结果显示,改善模拟河道的水动力条件,控制流速在1.5 m/h以上,可有效地减轻模拟河道有机物的污染现象及其在底泥中的积累速率;同时,控制模拟河道的宽深比在3.0左右,并最大限度地增加模拟河道的总体光照时间与光照强度,对水中有机物的降解十分有利.在相同的来水量下,不同的季节水中有机物的含量是不同的,模拟河道底部水温在10～15℃时,水体中有机物的含量最高,这也是河流最易发生黑臭的季节,此时可以配合城市内河置水工程,加大换水量及来水水质的管理.     

潮汐式生态滤床在平原河网地区污染河流治理中的应用

以梁塘河治理措施中的主体工程潮汐式生态滤床为研究对象,考察其对平原河网地区污染河流中的N、P及有机污染物等的去除效果,并通过高通量测序技术分析潮汐式生态滤床混合层的微生物群落组成。结果表明,以潮汐式生态滤床为主体的治理工程运行稳定,河流水质趋好,且在受到污染冲击后,水质能迅速恢复。潮汐式生态滤床对[NH₄⁺-N]有很好的去除效果,[NH₄⁺-N]去除率最高为99.42%,平均去除率为80.94%。潮汐式生态滤床对TP和I_Mn也有一定的去除效果,平均去除率为34.37%和35.65%。潮汐式生态滤床内部硝化作用明显,微生物群落分析结果表明,滤床内主要的优势菌属是norank_f_norank_o_Chloroplast (1.72%~12.61%) 和硝化螺旋菌属 (Nitrospiria,1.75%~8.75%) 。norank_f_norank_o_Chloroplast作为第一优势菌属,其相对丰度远超其他菌属,且随着滤床的持续运行,具有硝化作用的硝化螺旋菌属相对丰度增长显著。微生物群落相似性和差异性分析结果表明,滤床微生物群落结构稳定,不受季节、温度的影响,尽管运行时长对滤床内部群落组成造成一定差异,但并不存在显著性。本研究以梁塘河水系为例开展水环境生态治理,一方面旨在提升梁塘河水环境质量,另一方面也为平原河网地区,尤其是位于城区的平原河网地区河流生态治理提供示范参考。     

钱塘江河口段水环境现状与保护对策

系统地分析了2001-2008年钱塘江河口段干流地表水、海水及两岸平原河网地表水的水质变迁与现状.结果表明,钱塘江河口段干流地表水水质总体较好,但大部分河段仍未达到<浙江省水功能Ⅸ水环境功能区划方案>的要求,主要的超标项目为NH4+-N和TP,其次为高锰酸盐指数和BOD5,并且DO浓度总体呈现下降趋势;干流海水水质总体较差,主要超标因子为无机氮与活性磷酸盐;两岸平原河网大部分河段水质为<地面水环境质量标准>(GB 3838-2002)V类或劣于GB 3838-2002 V类.为保障钱塘江河口段水资源的持续利用,提出了相关的水环境保护对策.     

湘江株洲段镉污染动态模拟与情景分析

本研究利用美国环境保护局（USEPA）推荐的WASP水质分析模拟软件,对湘江株洲段2009年的镉浓度进行动态模拟,并进行总量控制的情景分析。对水文条件变化和源强变化2种情景下的河道镉浓度进行了预测。结果表明,WASP模型能较好重现镉浓度的时间变化规律。情景分析表明,水文条件和源强条件对镉浓度的影响在霞湾和马家河断面较为明显,且在枯水月份表现得更为明显。     

万家寨引黄北干线桑干河道输水水质模拟与控制

主要对采用河道输水方案的山西万家寨引黄北干线桑干河道水质进行模拟与控制研究,依据各水体特性建立河流水质数值模型和水库数值模型,运用系统分解方法将整个研究河道分解为若干个河段,并采用情景分析方法生成3个水质模拟情景,分析模拟结果表明,在山阴取水口和怀仁取水口水质达地表水Ⅲ类标准条件下,册田水库的入水水质不达标。应用反演思想生成2个水质控制情景和3个子情景,在水库出水口水质达标的情况下,分析确定沿河各排污口的污染物排放控制量,给出了保证册田水库水质安全的控制方法。     

北京城市水系水环境模拟及情景分析

城市水系是流域水环境管理中最为脆弱的控制点.针对城市水系水动力条件差、有机污染和富营养化严重的问题,应用QUAL2K模型模拟、预测城市水系水环境的时空变化,并在此基础上探讨北环水系水环境管理和污染防治的合理有效方案.结果显示,经过多次调整后的模型模拟的匹配度达到了0.9135,水温、溶解氧、COD、TN、TP和Chl-...     

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。     

Modeling integrated urban water systems in developing countries: case study of Port Vila,Vanuatu

Developing countries struggle to provide adequate urban water services, failing to match infrastructure with urban expansion. Despite requiring an improved understanding of alternative infrastructure performance when considering future investments, integrated modeling of urban water systems is infrequent in developing contexts. This paper presents an integrated modeling methodology that can assist strategic planning processes, using Port Vila, Vanuatu, as a case study. 49 future model scenarios designed for the year 2050, developed through extensive stakeholder participation, were modeled with UVQ (Urban Volume and Quality). The results were contrasted with a 2015 model based on current infrastructure, climate, and water demand patterns. Analysis demonstrated that alternative water servicing approaches can reduce Port Vila’s water demand by 35 %, stormwater generation by 38 %, and nutrient release by 80 % in comparison to providing no infrastructural development. This paper demonstrates that traditional centralized infrastructure will not solve the wastewater and stormwater challenges facing rapidly growing urban cities in developing countries.     

常州市太湖流域水环境质量目标管理技术研究——控制单元水环境容量分配方法研究

本研究在控制单元划分的基础上,构建了控制单元内水环境容量三层分配体系。逐层建立评价指标体系,运用综合权重法逐层分配水环境容量。实现了不同类型污染源之间、不同点源之间的水环境容量分配,结合污染源排放现状,得出不同类型污染源及不同点源的污染负荷削减量,为水环境管理提供决策支持。     

黄河入海口水质评价与预测

对黄河入海口2004-2011年的水质进行评价与预测,采用灰色聚类法分析水体DO、CODMn、NH3-N 3项指标,总结水质年均变化情况.建立水质GM(1,1)灰色预测模型,用实际水质指标值检验其精度,并用此模型预测未来4年水质变化趋势.结果表明,2004-2015年期间,黄河入海口水质在2004-2007年波动较大,但将越来越好,CODMn、NH3-N呈下降趋势,DO、达标率呈上升趋势,并通过灰色关联分析方法分析水质变化原因以期对黄河入海口水质分析预测与水体保护工作提供参考.     

Water quantity and quality dynamics of the THC — Tuyamuyun Hydroengineering Complex — And implications for reservoir operation

Background In the Aral Sea basin, safe water resources are scarce and steadily becoming scarcer. Particularly high quality water is going to become a rare good. The object of the study was the Tuyamuyun Hydroengineering Complex (THC), a complex of artificial water reservoirs located in the lower Amu Darya River, which provides water for irrigation, industry, and drinking for the lower Amu Darya region. The focus was on operation of one of its four reservoirs, the Kaparas, which is mainly used for drinking water supply. The objective includes the investigation of impacts of conventional operation schemes on the reservoir water quality for improving drinking water quality (salinity). Basic operation rules for Kaparas, which can be considered as representative for conventional dam operation under dry year conditions, had to be identified and improved operation schemes derived. Methods Existing data archives were analysed, and further data were acquired from field surveys, data processing and modelling studies. Historical data were identified, which are appropriate to determine representative schemes for the conventional operation. For the simulation of time-dependent and depth-dependent changes of reservoir salinisation, the reservoir water quality model Lac was used and linked with the THC model. Results and Discussion Modelling results for the simulation of temperature dynamics and density stratification showed a sufficient congruence with the measured temperature profiles. The conformity of measured and calculated salt concentration is basically ensured. The reservoir, which fill with higher saline water at the end of the summer, aggravates the entrainment of high saline water in the entire water column. Conclusions The current conventional operation regime mainly leads to filling the Kaparas reservoir with high saline water during the winter months. Even in the event of starting with comparable low salinity levels, the simulation demonstrates the rapid deterioration of the reservoir water quality. Under dry year conditions, the WHO standards for drinking water will be exceeded by 30% after two years, so that the impact of dry years in the context of water stress becomes visible. Recommendations and Outlook Processed data and results are now available to identify enhanced reservoir operation strategies for salinity reduction by changing the period of reservoir filling and release, as well as to initiate a detailed analysis of how water deficits in dry years may be reduced by improved operation regimes. Using adapted and enhanced operation rules for THC reservoirs, the local population within the lower Aral Sea basin might be supplied with more potable water of higher quality in future.     

垃圾焚烧厂焚烧底灰的处理研究

系统地研究了常州市环境卫生综合厂垃圾焚烧车间的底灰。研究结果表明,根据中国现行的污染控制标准,该厂的底灰属于一般废物,可以以建筑垃圾的方式处理。但对底灰的分选和分类研究结果表明,底灰含有一定量的未燃烬的有机废物,也有一些可回收利用的废物。因此,底灰应该先分选后,再对无利用价值的渣土作填埋或其他处置。     

扬州市城区内河优化换水方案研究

通过分析扬州市城区内河各河段的流量关系和水质关系,建立城区内河水系优化换水数学模型,合理分配各内河的换水量,使得各内河出水口水质有所改善且相当,实现扬州市城区内河换水方案的优化.开发的开放性可视化优化换水软件,方便用户随时更新河道参数和水质参数,计算不同情况下的换水方案.     

土壤渗滤处理系统运行控制的模拟研究

通过建立地下水数学模型,回答了土壤渗滤工程运行控制中的两个难点问题:(1)工程运行水力负荷.当工程地块周边存在河流时,河流水位低时,有助于增加水力负荷,反之则降低水力负荷;实际土壤运行面积的增加和独立运行单元之间的间距增加也能够增加工程运行水力负荷.(2)地下水水质监测井的优化布设.模拟工程运行后地下水水质空间分布特征,在地下水水质最不利的位置和其他特别关注的位置布置监测井,从而能够以具有典型代表性且数目较少的监测井达到准确评估工程对地下水水质影响的目的.     

简化一维水质模型在突发水污染事故模拟预测中的应用

传统水质模拟预测模型对突发水污染事故事发地的水文、水下地形等资料要求较高,在缺乏相应资料时会影响对水污染事故的可靠预测和预警。为解决问题,亟需建立在应急条件下能快速预测预警的简化水质模型。以传统一维水质模型为基础,通过人工测量河流沿程流速,自动插值获得流场以替代模型中对流场的求解,再求解一维对流扩散方程,以此获得简化的一维水质模拟预测模型。模拟计算结果表明,相对于传统水质模型,简化后一维水质预警模型可快速准确地预测突发水污染事故后污染态势。     

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1.43 mg·L⁻¹,且中下游TP浓度较高,最高值为0.35 mg·L⁻¹,难以满足Ⅲ类水体水质要求,存在水污染风险。利用改进输出系数模型评估污染物负荷具有较好的可靠性,基于InfoWorks ICM构建的河流水动力水质模型在污染物时空分布评估适用性较强,为我国河流水质模拟和流域水环境治理提供示范参考和决策依据。     

基于不同水厂水质调查的消毒副产物生成趋势及模型预测

以南方某市具有代表性的7个自来水厂为研究对象,对不同季节和不同处理工艺下的原水、出厂水和管网水的9个常规水质参数和2类含碳消毒副产物进行了检测,考察了水质指标随季节的变化规律和处理工艺对不同水质指标的影响,分析了常规水质参数与消毒副产物生成量之间的关系。结果表明：7个自来水厂出厂水均检出三卤甲烷(trihalomethanes,THMs)和卤乙酸(haloacetic acids,HAAs);THMs平均质量浓度为8.70~29.35 μg·L⁻¹,HAAs平均质量浓度为13.22~39.06 μg·L⁻¹;管网水中2类消毒副产物浓度水平较出厂水略有增加;THMs的季节变化规律为冬季>春季≈秋季>夏季,HAAs的季节变化性不强。利用IBM SPSS Statistics 20进行了Spearman秩相关系数分析,并分别以原水和出厂水水质参数来建立出厂水THMs或HAAs生成量的回归方程。结果表明：THMs质量浓度预测效果良好,可用于自来水厂水质的化学安全性预警;但对于HAAs质量浓度预测,无论采用原水还是出厂水水质参数所建立的预测方程,预测结果均不理想。