基于二维水动力水质模拟下水环境容量的求解研究

由于受到适用条件有限、计算烦琐等方面的限制,目前许多水环境容量计算方法难以得到广泛应用,采用了影响系数法,在二维水动力水质模拟的基础上,以下边界上最大浓度点为控制点,计算区域的水环境容量,并对长江仪征工业用水区的水环境容量进行了计算,得出该河段环境容量为17 969.2t/a.该方法计算简单,且综合考虑了控制点的浓度,污染源位置,河流水文,水力学特性等多种因素,是一种非常有效且值得推广的计算方法,可为该区域水资源保护规划提供依据.     

基于GPU加速的潮流模型及其在岛群二维水动力数值模拟中的应用

本文基于GPU（Graphic processor unit）并行算法建立了非结构网格有限体积法海洋模型（GPU-OM）,并实现了对长山群岛的潮流数值模拟。计算结果表明,该模型可以对岛群复杂岸线及地形条件下的潮流运动进行精细准确的计算。此外,通过对比GPU-OM、FVCOM和MIKE 21的并行加速能力,本文模型在Tesla K20X上的计算效率明显优于32线程的FVCOM模型和48线程的MIKE 21并行计算模式。     

长江口、杭州湾整体水动力和水质数学模型的建立与应用

应用正交曲线网格数学模型(TRISULA)建立了长江口、杭州湾整体二维水动力与水质数学模型.利用模型模拟计算并分析了不同季节水文条件下长江口冲淡水、上海城市污水在研究水域的扩散规律.     

海南南渡江下游二维水动力及水生态数值模拟

为了模拟河流水生态系统演变,探讨热带河流浮游植物和浮游动物生物量在流量影响下的沿程变化规律,在求解河流二维浅水方程的基础上,考虑浮游动物、浮游植物、悬浮碎屑、无机氮、无机磷等输运和演变子模型以及各子模型间的耦合作用机制,构建水生态动力数学模型,并将该模型应用于我国热带河流—海南南渡江下游龙塘坝至入海口段（长约28 km）.数学模型采用ADI-QUICK格式差分方法对水动力学方程和对流扩散方程进行离散求解,进而驱动各类生物变量输运和演化.通过对河流水面线高程、营养盐含量、浮游生物生物量模拟值与实测值加以对比进行验证.实证结果表明,在生态参数合理率定前提下,忽略河流流量的时间变化,采用丰水期、平水期和枯水期工况下的代表流量加以概化,数值模拟仍能获得局部河段浮游生物生物量模拟值与实测值整体相符合的结果.浮游植物和浮游动物生物量均沿水流方向逐渐降低,但随流量的增大整体上呈降低趋势,丰水期上游浮游生物生物量为下游的1.6倍,枯水期达到9.3倍.受海水入侵、沿程污染排放等因素的影响,枯水期浮游生物生物量模拟值与实测值的偏差远大于丰水期.枯水期河道浮游植物和浮游动物生物量模拟值的最大值分别为77.71和38.56 mmol/m3（均以C计）,约为丰水期的3.8倍,说明枯水期水质富营养化风险远高于丰水期.      

苏州河水系水动力模型建立及应用

应用MIKE11模型系统建立了以苏州河以及其支流为重点的全市感潮河网水动力数学模型。模型在天然河网的基础上，以骨干河道为基础，进行合理的河道和湖泊概化，并将上海市河网水系划分为14个水利片，分片考虑区域降雨径流对河网水量的影响。模型可应用于水系水量调度分析及非点源污染分析，并对对苏州河沿岸泵站雨天溢流进行模拟计算。结果表明，建立的苏州河水系水动力模型可为苏州河整治工程提供科学决策工具。     

水平衡模型及其在水价政策的应用

基于物质平衡模型,构建了经济系统水平衡模型及部门的水平衡模型,并利用水平衡模型核算A市工业和居民用水、排水的真实状况,评估水价政策的执行效果,以期为我国水价政策的制定、实施和完善提供参考.结果表明,循环用水具有节水和减排的双重效果:工业的用排比和无处理排水量远高于居民,A市工业水用排比是居民的2.9倍,工业无处理排水量是居民的3.6倍;对用水和排水监管不严,导致实际水费收入远低于应征水费收入.在2009年的水价标准下,A市少征收水费11802万元,有效的水价政策必须建立在严格监管的基础之上.     

湿地水动力研究中无人机遥感技术的应用进展、机遇与挑战

水动力过程对湿地生态系统结构和功能具有重要调控作用,准确、高效地获取湿地水动力参数对于湿地研究和保护修复具有重要意义。无人机遥感技术具有操作简便、机动性强、成像高度低、受天气环境影响小的特点,近年来被广泛应用于非接触地进行湿地水动力监测。梳理了无人机在水位、水下地形（水深）和流速（流量）3种主要水动力参数监测中的应用现状,总结了当前方法的不足和发展前景,以期为未来水动力监测及其在湿地管理中的应用提供参考。针对当前存在问题,提出了面对复杂湿地环境和监测需求的高标准化、自动化监测是未来无人机水动力遥感监测的重点发展方向。如何应对未来智能化、信息化湿地保护与管理需求,提高无人机监测效率、数据传输效率,促进无人机与其他多平台监测数据融合技术的发展,推动数字孪生湿地建设应被重点关注。     

滨海地带地下水面与咸淡水界面伴随着潮汐波动而变化的规律的探讨研究(Ⅰ)二维数值仿真数学模型的建立及其效度的验证

在研究海岸带广泛存在的凸凹不平的不透水层的几何及地质特性的基础上,结合地下水渗流运动的特征,运用数理分析的手法,建立了不同于以往的模拟海岸带含水层咸淡水界面变动规律的二维数值仿真数学模型.其后,通过与实验数据的对比验证了其效度.     

着生藻类群落在黄浦江水质监测中的应用

在分析黄浦江不同断面水质理化指标的基础上，从着生藻类群落中的优势种、两类多样性指数等参数的变动状况，分析不同断面的水质对参照点着生藻类群落的影响。生物多样性指数、硅藻指数与水质级别关系分析表明，除部分次数的实验相关性不好外，基本能反映水质相对级别的差异，且季节性数值差异较小。研究指出：在了解参照点水质的情况下，可以通过对参照点藻类群落的室内测试来定性或者定量监测同一河流水质生态环境的综合状况，较之野外生态调查，可以节省大量的工作量。     

湖泊流体动力学模型及其应用

从二维浅水非固定流的控制方程和湖水稀释自净方程出发,建立了一个湖泊流体动力学模型.并根据天津于桥水库的实际情况,对该水库引水期和非引水期的水污染情况进行了模拟试验.试验结果表明,在设置水库初始质量浓度为零的情况下,引水期开始后,TN由果河入库处逐渐向库中心扩散.96h后基本上扩散到整个水库,随后出现稳定的分布状态.水库中出现一些高值中心与水库的基本形态和动力参数(如水库形状、边摩擦、底摩擦以及风应力等参数)有关;在非引水期,于桥水库的总磷、总氮等污染物的分布较引水期变化缓慢、简单,而且,污染物的含量相对较小.模拟的污染物分布结果与于桥水库的实际分布基本一致.      

黄浦江上游区域可持续发展的水源保护方案

在黄浦江上游区域发展规划与水源保护协调分析及管理和政策体系研究的基础上,提出了从区域环境管理、土地利用调整、产业结构调整、经济政策调控、环境风险管理和环保产业发展等6个方面来调控的可持续发展的水源保护方案,为环境保护参与综合决策提供科学依据。     

国内外流域水文模型应用进展

基于国内外流城水文模型分类与特点,针对目前广泛研究与应用的分布式水文模型,总结并分析了国内外现有模型的结构与机理,分析了模型在不同流域实践应用中的优越性以及存在的相关问题;展望了流域水文模型的发展趋势,为流域机构相关工作人员开展污染防治、规划管理工作提供有力的参考依据.     

黑龙江省土壤保护重要性评价

根据黑龙江省土壤保持现状和国家规定的评价方法与指标,对黑龙江省土壤保护重要性进行评价,将黑龙江省土壤保护敏感地区分为3级,即轻度敏感、中度敏感、重度敏感,并确定了它们的分布区域.这一成果为黑龙江省生态功能区划奠定了基础,提供了科学依据.     

活性污泥法数学模型的发展应用

阐述了国内外活性污泥模型的发展与应用现状,对ASM1、ASM2、ASM3以及其它模型的发展演替及适用场合等作了介绍, 并针对我国目前的状况提出了一些需解决的问题,以促进这方面的深入研究。     

模糊评价数学模型在道路交通安全评价中的应用

以道路交通安全公认的三大因素———人、车、路为前提,依据系统工程学原理,确定了道路交通安全评价的指标体系,采用层次分析法确定评价指标的权重,对交通安全的影响进行模糊综合评价,并给出了算例。     

黄浦江沉积物重金属的污染及评价

采用地积累指数法和潜在生态危害指数法对黄浦江沉积物中的重金属进行了评价研究,解释了两种评价方法结果存在差异的原因。两种评价方法的结果均表明,黄浦江砷污染严重,镉中等程度污染,且各个江段均受到了一定程度的污染。     

活性污泥数学模型在污水处理中的研究进展

综述了活性污泥数学模型研究和发展过程。着重介绍了目前城市污水处理过程中运用的几种有代表性的模型的特点及国内外模型的研究和应用现状．提出其发展方向。