高含盐废水排放杭州湾数值模拟与排放总量控制研究

我国现有的环境排放标准中,对排放污水中的盐度或总盐量没有进行控制,而国外早已关注高含盐废水排放对环境的影响.国际上目前通行的做法是根据受纳水域实际情况,规定总盐量排放限值.判断高含盐废水是否对环境产生影响,主要依据受纳水域总盐量是否发生明显变化(过高或过低)而定.为准确控制高含盐废水排放,采用远场数学模型与近区稀释扩散模型相结合的方法,对上海市化工区污水处理厂的高含盐废水排放杭州湾的环境影响进行了数值模拟计算研究.结果表明根据杭州湾北部海域不同水期的盐度变化规律和渔业资源现状,确定了含盐废水排放形成的潮平均盐升超过最大允许盐升(丰水期≤3‰,平水期≤2‰,枯水期≤1‰)的范围为高盐水混合区,高盐水混合区面积小于1.5km2;在90%保证率的枯季设计水文条件下,满足化工区排污口高盐水混合区要求的盐量最大允许排放量为15.5万t/d;当化工区排污口分别达到近期、中期、远期规划排放量(5、10、20万t/d)时,满足排污扩散器控制指标(COD)初始稀释能力要求的最大允许排放盐度分别应小于65‰、47‰、40‰,相应的允许总排盐量为3250、4700、8000t/d.     

桥上轿车并行超车的风致安全评价及横向运动控制

为厘清并行超车过程中“风-车-桥”的气动交互干扰及其对轿车侧风稳定性的影响,采用空气动力学与系统动力学耦合方法建立了侧风环境下桥上轿车分别超轿车和货车的风致安全评价模型,揭示了轿车超车过程中气动侧力和气动横摆力矩的变化规律及作用机理,基于线性二次最优控制的路径跟踪模型分析了轿车超车过程中有、无控制作用时侧偏运动和横摆运动的差异。结果表明,“风-车-桥”气动交互干扰形成的高速低压区和低速低压区对行车安全有显著影响,影响程度与被超车类型及所在车道有关：轿车超轿车时,在迎风侧第1车道超其他车道轿车时为较危险工况;轿车超货车时,在迎风侧第1车道超其他车道货车及在第2车道超第1车道货车时为较危险工况。研究结果可为提升桥梁风致行车安全能力提供参考。     

基于遥感的海域环境变化监测分析

以杭州湾海域和连云港周边海域为研究对象,基于Landsat-5、Landsat-9的多光谱和热红外数据,对研究区的海域岸线和温度场信息进行提取,分析海域岸线变迁和温度分布变化特征。结果显示,研究区的海域岸线变化均较显著;海域温度在核电站运行前较为均匀,无明显温度分异,核电站运行后,因温排水排放,核电站周边海域温度出现明显分异;Landsat-9热红外数据温度反演结果可靠,可用于监测温排水对海域环境的影响。     

环杭州湾地区城市扩张的遥感动态监测

以环杭州湾地区为研究对象,应用决策树和形状指数相结合的方法从TM影像中分别提取了2003年和2006年的城镇用地信息,并对杭州市、绍兴市和宁波市的城市扩张特点进行了分析和研究。通过精度检验,城镇用地总体Kappa系数都在0.87以上,说明该方法提取城镇信息是行之有效的。2003年环杭州湾地区的城镇用地面积为914.04km²,2006年为1 286.1km²,4年间城镇用地净增了372.06km²,主要城市用地净增了192.6km²;杭州市、绍兴市、宁波市市区面积增加了43.7 km²;而其它县城与开发区增加了145.6 km²;说明小城市在环杭州湾地区城市化进程中处于主导地位;而大城市的作用则相对较小。杭州市、绍兴市城市扩张明显,其中尤以杭州市下沙区和绍兴市袍江工业园区的扩张最显著;宁波市城市扩张最小,特别是余姚城区。扩张方向上,杭州市主要向西北和北面扩张;宁波市在各个方向上的扩张比较平均。     

杭州湾北岸上海段石化集中区臭氧重污染过程研究

为研究杭州湾O₃污染的形成机制,采用在线监测系统对杭州湾北岸上海段石化集中区O₃及其前体物开展了为期1个月(2019年5月)的同步连续观测.采用OZIPR(臭氧等值线研究)模型分析O₃生成的敏感性.在O₃重度污染期间,利用PMF(正定矩阵因子分解)模型对O₃前体物——VOCs进行源解析,采用臭氧生成潜势及气团老化分别估算了VOCs的反应活性和化学消耗.结果表明:①2019年5月杭州湾北岸上海段石化集中区O₃的IAQI(空气质量分指数)优良率仅为61.3%,ρ(O₃)第90%分位值为173.0 μg/m3.5月22日、23日发生重度O₃污染,O₃日最大8 h滑动平均值分别为(284.4±19.2)(282.0±14.2)μg/m3,分别超过GB 3095—2012《环境空气质量标准》二级标准限值(160 μg/m3)的77.75%和76.25%.②O₃的生成受VOCs控制,降低VOCs的排放可在一定程度上降低O₃的生成,降低NO_x的排放反而会促进O₃的生成.③O₃重度污染期间,VOCs主要来自化工区排放(72.35%)和机动车尾气排放(27.65%).④O₃重度污染期间,烯烃、炔烃及芳香烃对O₃生成的贡献率之和在80.00%以上,其中丙烯、乙烯和甲苯的贡献率分别为29.97%、15.60%和14.16%;芳香烃及烯烃和炔烃是最主要的VOCs化学消耗物种,其中φ(丙烯)、φ(乙烯)和φ(1,2,4-三甲苯)的消耗量分别为13.57×10-9、4.93×10-9和3.55×10-9.研究显示,杭州湾北岸上海段5月O₃的生成受化工区影响显著,丙烯与乙烯是O₃重污染期间关键的O₃前体物.      

长江口潮滩沉积物生物硅的分布及其影响因素

 以长江口滨岸潮滩作为典型研究区,对潮滩表层沉积物中生物硅(BSi)的时空分布进行了研究,并探讨了沉积物理化性质对BSi赋存特征的影响.结果表明,潮滩沉积物中BSi的含量具有明显的时空变化差异,2月份BSi的含量在0.46%～1.61%之间,总体上具有自陆向海逐渐增加的变化趋势;8月份BSi的含量在0.39%～1.36%之间,其沿程分布模式与2月份相反.沉积物理化性质与BSi之间的相关分析揭示,BSi含量与沉积物机械组成、有机质有密切关系,在细颗粒且富含有机质的沉积物中易于BSi的累积和赋存.此外,底栖硅藻可能是潮滩沉积物中BSi的重要来源,但是底栖硅藻作为BSi来源的相对重要程度存在明显的空间差异.     

杭州湾北岸奉贤水域大肠菌群和异养细菌的生态分布

通过2004年夏季对杭州湾奉贤水域有关微生物及其环境因子的检测,分析研究该水域大肠菌群、异养细菌的生态分布特征、污染程度及其与环境因子的相互关系。结果表明,该水域均不同程度地受大肠菌群和异养细菌的污染,其中大肠菌群在50~1700/L,属于国家二级海水,呈现近陆断面高于远陆断面的分布特征;异养细菌丰度在2.3×103~1.6×105/mL,应属于中度污染,呈现远陆断面高于近陆断面的分布特征。该水域浮游植物总数量平均值为1043.70×104/m3。通过对环境因子相关性分析发现,大肠菌群和异养细菌总数与叶绿素a有明显的正相关性,其相关系数分别为0.73和0.6179。     

杭州湾南岸20 a水质净化功能变化及预测

区域水质净化功能及其影响因素的研究,对深入了解区域水质净化潜力,指导因地制宜的区域总体规划方案与环境保护措施具有重要的现实意义.研究区位于杭州湾南岸,是陆海相互作用的典型区域,承载着重要的经济发展及生态环境功能.基于收集的地形和土地利用类型数据,结合基于站点的气象数据,采用生态系统服务和权衡的综合评估模型（InVEST模型）中的水质净化模型,研究杭州湾南岸氮（N）、磷（P）的负荷量、输出量和净化量的时空演变特征,探索不同发展情境下研究区域水质净化功能的差异.结果表明,时间上,N和P的输出量以及净化量在两年中存在明显差异,相比2000年,2020年研究区域N总负荷量减少276.72 t,输出量减少140.86 t,净化量减少137.86 t;P总负荷量增加93.65 t,输出量增加28.91 t,净化量增加64.74 t;空间上,N、P输出量空间分布趋势大致相同,总体呈现北高南低以及南部部分区域为高值的特征,与土地利用类型密切相关;基于不同情景的模拟分析表明,在自然发展优先情景下,研究区N、P的输出量分别为1 682.36 t和115.50 t,在经济发展优先情景下,区域N、P的输出量分别增加约83.02%和79.93%,在环境保护情景下,区域N、P的输出量分别减少约为79.96%和56.44%.因此环境保护发展优先情景,能有效地减少区域N和P的输出,提高水质净化功能.研究结果为制定区域陆海统筹的规划方案,促进研究区域内经济和生态的协同发展提供了坚实的理论基础.     

杭州湾潮滩表层沉积物中多环芳烃的分布及来源

对杭州湾潮滩表层沉积物样品中的多环芳烃(PAHs)进行了定量分析.结果表明,沉积物中PAHs总含量范围为45.78～849.93ng/g.PAHs的空间分布总体呈现钱塘江杭州河段>杭州湾南岸>杭州湾北岸.PAHs含量分布与有机碳(TOC)含量存在良好的线性关系,受人类活动和水动力条件的影响较大.样品中PAHs的燃烧来源所占的比重较大,呈现出油料燃烧与木材、煤燃烧的混合污染来源特征.该地区表层沉积物样品中的PAHs尚未对生物造成显著的负面影响.     

泛杭州湾海域沉积物中多环芳烃分布及源解析

2011~2014年每年对泛杭州湾海域36个站位采集表层沉积物样品,对沉积物样品中16种多环芳烃（PAHs）的含量进行检测,了解其浓度水平、空间分布特征以及组成结构,并通过结构组成进行来源解析。结果表明,2011~2014年该海域沉积物中PAHs处于中度污染水平,平均含量及其标准偏差分别为（116.03±15.26）×10-9、（106.59±13.90）×10-9、（129.05±14.37）×10-9、（106.10±10.43）×10-9。空间分布上,PAHs高值区主要集中于长江口以及舟山海域附近,近岸区域高于远岸区域,远岸区有个别相对高值区。单体PAH中,菲的含量最高,环数主要分布在3~5环,以高分子量为主;来源解析结果表明污染源主要是煤、木柴和生物质的燃烧,部分站位同时受到石油源影响。