太湖富营养化控制机理模拟

建立了一个将三维风生湖流模型,水质模型和富营养化模型耦合的数学模型,该模型不仅可以对太湖的风生湖流,总磷、总氮、COD等水质要素进行模拟,还可以模拟藻类在太湖中的生长和消亡情况以及其随风生湖流迁移的规律;在模型中,还考虑了水温、总氮、总磷和太阳辐射等环境生态因子对藻类生长率的影响,并且将模拟结果与1998年太湖的实测资料进行了对比,结果表明:该模型对风生湖流、总磷、总氮的模拟都是切合实际的,以叶绿素a浓度描述的藻类浓度的模拟值也能较好的拟合实测值。     

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.     

太湖底泥营养要素动态释放模拟和模型计算

采用太湖湖区底泥,根据环型水槽实验总结了各种扰动强度下太湖底泥的起动、悬浮和营养盐释放规律.环型水槽内水体流速均匀且能够通过控制水槽的转速精确控制水槽的水体流速.通过考察水槽中水体TN、TP浓度的变化,建立起了底泥TN、TP释放率(y)与水体流速大小(x)的定量化关系.根据实验确定的各种参数,采用ECOMSED模型计算模拟,并和太湖实测资料进行了对比,结果较为合理.由于目前太湖的野外监测资料存在较明显的时空不一致性,模型参数率定的精度受到了较大影响,通过室内实验模拟底泥的内源释放对太湖的富营养化治理具有重要意义.     

消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的影响

为了解863消浪工程对太湖底泥再悬浮及营养盐释放的抑制作用,于2005年7月15～17日在工程区投放悬浮物捕获器测定沉积物的再悬浮通量,并分层采集水样进行水体营养盐浓度的垂向分布研究。16日平均风速3 m/s时,测得的再悬浮通量上层最大值为7.22 g/d·m2,下层最大值为41.8 g/d·m2;17日平均风速5 m/s时,测得的再悬浮通量上层最小值24.7 g/d·m2,下层最小值为48.4 g/d·m2,沉积物再悬浮通量与风浪扰动强度关系密切。对比消浪工程区内外沉积物的再悬浮通量表明,消浪工程能够显著减弱风浪对底泥的扰动,抑制沉积物再悬浮,减轻营养盐的内源释放通量。实验结果还表明,太湖水体悬浮物浓度越高,悬浮物的有机质含量就越低,相应地,单位悬浮物中磷的含量也越低。随着风浪扰动的持续和增强,尽管能够将更多的沉积物间隙水中的溶解性磷带入水体,但是,野外观测中发现水体溶解性的磷含量并未相应增高甚至降低,这可能是由于水体中悬浮物浓度越高,对水体溶解性磷的吸附能力也越高,从而使得水中溶解性磷的含量增高不显著甚至降低。     

太湖内源释放及营养盐输运研究

从对流-扩散方程出发,通过公式推导,建立了包含底泥污染的水流-水质模型,对模型进行了率定和验证后,应用于太湖.该模型将湖泊水相和内源悬移相污染作为一个整体,结合污染物在悬移泥沙上的各种迁移过程,研究了太湖总氮、总磷内源释放的分布和数量,过程中考虑了悬移泥沙的各种影响因素,得到了较理想的模拟结果,当风速≤3.5 m/s时,冲刷和悬移造成的内源污染物释放量较小,内源污染物释放主要通过泥-水界面的静态释放;当风速>3.5 m/s时,冲刷和悬移造成的内源污染物释放量随风速增加迅速增大.通过计算得出2001年太湖内源释放的总氮为3.0万t,总磷为0.8万t.     

不同磷条件下接种配比对两种淡水藻生长的影响

研究了不同磷浓度条件下铜锈微囊藻和斜生栅藻在单独培养和按不同接种密度比混合培养时的生长状况,分别计算了各培养条件下两种藻的磷吸收半饱和常数。结果表明：在试验所设置的磷浓度范围内,两种藻增长速率均随着磷浓度的升高而增大,但是磷浓度变化对铜锈微囊藻的影响较栅藻小。在磷浓度低于100 μg/L时,1〖DK〗∶1共培养体系中微囊藻的增长速率大于栅藻,而磷浓度大于100 μg/L时,结论相反。接种密度比对两种藻的最大密度和增长率均有影响,微囊藻的增长率随着接种密度比减少而增大,栅藻则相反。铜锈微囊藻在10〖DK〗∶1共培养体系中增长最慢,栅藻则在10〖DK〗∶1共培养时增长最快。微囊藻半饱和常数随着在接种密度中所占份额的减少而减小,最小为1035 μg/L,栅藻则没有显示明显规律,在1〖DK〗∶10共培养体系中磷饱和常数最小,为1982 μg/L。无论在哪种培养体系中,铜锈微囊藻的磷吸收半饱和常数均小于斜生栅藻,表明微囊藻对磷营养盐更具亲和性,营养盐浓度较低的环境下微囊藻更易在竞争中获胜。     

鉴于风险分布密集型港区的风险评价研究——以南京市龙潭港区为例

从码头主体风险和风险控制机制2个准则出发,构建了码头源风险评价指标体系和风险评价方法,提出,采用风险分布密集指数和码头源数量指数,反映港区内码头风险分布密集程度和码头数量对港区风险的影响程度。以码头风险评价方法为基础,综合考虑港区码头源风险大小、风险分布密集指数、码头源数量指数,建立了考虑风险分布密集型的港区风险评价方法。应用该方法对南京市龙潭港区进行风险评价,结果表明,南京市龙潭港区风险等级为高风险,港区内高风险码头共7座,且主要集中分布于南京长江四桥附近约2 km岸线内。     

太湖水环境演变与流域经济发展关系及趋势

运用多元线性回归分析,定量研究了1990~2000年太湖水环境演变与流域内社会经济发展之间的关系,并根据此相关关系对未来30年太湖水质的污染状况进行了预测。根据研究成果推断：太湖地区的污染物来源在未来30年内可能将发生较大变化,农业及生活污水所占的比重可能会持续增加,并成为主要的污染来源。因此,建议在开展针对工业点源污染而采取的达标排放的同时,还必须加强农业面源污染的治理力度,“点源与面源相结合”,以利于太湖水环境的有效改善。     

基于MIKE21的洪泽湖溢油事故风险研究

为分析金宝航线淮安段建设对洪泽湖敏感目标溢油风险,采用MIKE21建立了洪泽湖二维非稳态模型,并选取两个敏感的溢油风险点,分别对施工期及运营期发生溢油事故时,最不利风向下进行风险预测。结果表明,油膜在扩散时,油膜面积逐渐变大且局部厚度减小;溢油点位1在西风条件下发生溢油事故时,会对洪泽湖银鱼国家级水产种质资源保护区造成影响;溢油点位2发生溢油事故时,点位东侧湖岸吸附大部分油膜。研究为洪泽湖安全管理提供参考依据。