WATERSHED FUNCTIONS1

ABSTRACT: Watershed functions that dominate the hydrologic environment are identified and discussed. Hydrological and ecological functions are considered in relation to the storm and annual hydrographs, and to water quality. Two integrative watershed responses to these functions are also articulated. Since most of the Earth's water is in storage, consideration of the hydrologic cycle as movement between water storage sites enhances this functional and response characterization of the watershed which, in turn, suggests guidance and direction for the restoration of watershed functions.     

强化预处理人工湿地的研究

本文采用自主设计的强化预处理人工湿地装置进行处理低浓度农村生活污水的研究,针对人工湿地堵塞问题,考察了运用强化预处理装置(海绵装置和滤布装置)对污水进行预处理来预防湿地的堵塞,并且在水力停留时间为1d的工况下,研究了湿地装置对污水的净化效果.结果表明:运用强化预处理装置后,不仅能有效防止湿地堵塞而且不影响湿地对污水的净化效果,强化预处理湿地装置对CODCr、SS、NH4+-N、TN、TP的平均去除率分别为67.14％,90.39％,64.12％,70.13％和67.98％,出水CODCr、SS、NH4+-N、TN、TP均可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002)的一级B要求,在我国广大农村地区的分散式污水处理中具有良好的应用前景.     

人工湿地净化河道水质的研究进展

人工湿地是近年来国内外应用较多、发展较快的一种污水处理技术,本文从国内外人工湿地净化河水的技术应用出发,列举了人工湿地处理河水污染的效果和优势,并对湿地净化河水效率影响较大的湿地植物、填料、气候条件以及湿地构造4个因素进行了比较、分析和总结,最后对人工湿地净化河道水质进行了展望。     

Comparison of quartz sand, anthracite, shale and biological ceramsite for adsorptive removal of phosphorus from aqueous solution

The choice of substrates with high phosphorus adsorption capacity is vital for sustainable phosphorus removal from waste water in constructed wetlands. In this study, four substrates were used： quartz sand, anthracite, shale and biological ceramsite. These substrate samples were characterized by X- ray diffractometry and scanning electron microscopy studies for their mineral components （chemical components） and surface characteristics. The dynamic experimental results revealed the following ranking order for total phosphorus （TP） removal efficiency： anthracite 〉 biological ceramsite 〉 shale 〉 quartz sand. The adsorptive removal capacities for TP using anthracite, biological ceramsite, shale and quartz sand were 85.87, 81.44, 59.65, and 55.98 mg/kg, respectively. Phosphorus desorption was also studied to analyze the substrates＇ adsorption efficiency in wastewater treatment as well as the substrates＇ ability to be reused for treatment. It was noted that the removal performance for the different forms of phosphorus was dependent on the nature of the substrate and the adsorption mechanism. A comparative analysis showed that the removal of particulate phosphorus was much easier using shale. Whereas anthracite had the highest soluble reactive phosphorus （SRP） adsorptive capacity, biological ceramsite had the highest dissolved organic phosphorus （DOP） removal capacity. Phosphorus removal by shale and biological ceramsite was mainly through chemical adsorption, precipitation or biological adsorption. On the other hand, phosphorus removal through physical adsorption （electrostatic attraction or ion exchange） was dominant in anthracite and quartz sand.     

辽东湾湿地重金属污染及潜在生态风险评价

对辽东湾湿地采集的 1 6处水和 2 0处沉积物样品进行镉、铅、铜和锌含量分析 ,并用Haknson生态风险指数法对其污染程度进行潜在生态风险评价。结果表明 ,大凌河口、辽河口处污染程度和潜在生态风险略高 ,双台子河口及小凌河口等处污染程度及潜在生态风险较低。从总的污染程度看 ,各污染物对生态风险影响程度从大到小的顺序为 :Cd>Pb、Cu >Zn。     

垂直流人工湿地系统基质优化级配研究

选取生物陶粒、无烟煤、沸石、钢渣和蛭石为基质,按不同的级配方式填充成基质柱,进行垂直流人工湿地模拟柱净化污水实验.研究表明,粒径分层级配基质对COD的去除率均高于单一粒径基质,其中分层生物陶粒对COD的平均去除率高达72.91%.分层沸石对总氮的净化能力较单一粒径基质有所提高,平均去除率高达91.23%.填充了生物陶粒、沸石和无烟煤的模拟柱对有机物和氮的净化效果和单一基质没有显著性差异(p0.05).填充钢渣和无烟煤的模拟柱出水pH值均在正常范围内,但是除从上到下依次填充无烟煤、蛭石和钢渣的基质柱外,其它填充钢渣和无烟煤的模拟柱对磷素的净化能力都低于单一基质.种植植物对净化效果没有明显影响.在垂直流人工湿地中,针对水质特点选择高效的级配基质,如分层生物陶粒、分层沸石、分层无烟煤以及生物陶粒、沸石和无烟煤组合,在高水力负荷条件下可获得更好的处理效果.     

高负荷人工土层地下渗滤系统处理生活污水中试工程的研究

对传统的地下渗滤系统进行改进,采用多层过渡结构的人工土层来增大对颗粒有机物的接触氧化表面积,同时设置曝气装置保证好氧过程的氧气供应,可以大大提高污水地下处理系统的水力负荷.以中国南方典型的红壤土、河沙和砾石为填充材料,处理广州地化所小区的生活污水,水力负荷达40 cm/d,远大于类似系统.试验结果表明,改进后的系统能创造良好的好氧/厌氧环境,对污染物去除效果良好,COD、BOD5、TN、NH 4-N、TP和SS去除率分别达到了76.7%～89.1%、83.3%～92.5%、50.3%～66.1%、65.2%～79.6%、75.4%～90.1%和77.0%～91.3%,出水主要污染物达到了《污水综合排放标准》(GB 8978-1996)一级排放标准或二级排放标准.     

强化供氧条件下潜流型人工湿地运行特性

针对潜流型人工湿地中溶解氧浓度和脱氮率偏低的问题,试验研究了强化供氧对植物和微生物的影响及人工湿地内溶解氧浓度、净化效率的变化规律.结果表明,强化供氧宜在湿地前端进行,最佳气水比为6左右,可采用连续供氧方式.供氧对湿地植物生理特性无明显不良影响,可显著增加湿地中硝化菌、反硝化菌数量,硝化菌可比供氧前高出1～2个数量级,反硝化菌高出1个数量级.强化供氧有效改善了湿地内氧环境,供氧前湿地内溶氧浓度普遍低于0.6 mg/L,供氧后氧浓度上升至1 mg/L以上.强化供氧有利于各类污染物质尤其是有机物和氮类物质的去除,有机物去除率比原湿地高出10％左右, TN去除率能够达到60％以上.因此,强化充氧措施具有较好的研究和应用价值.     

基于GIS的天津市滨海新区湿地演变分析

以1984年、1995年、2008年遥感影像和2004年滨海新区土地利用现状图为主要数据源,配合其它历史数据,在遥感与地理信息系统技术支持下,对天津市滨海新区1984-2008年期闻景观格局及其动态变化进行分析。结果表明在研究期内滨海新区湿地面积整体呈下降趋势,湿地面积占总面积比例由1984年的48．16％降低到2008年的31．86％,其中以2004—2008年湿地减少速度最快,5年内湿地面积减少14．70％,占土地总面积13．4％的湿地转出变为建设用地。这其中的变化有湿地向其他用地类型转出、其他用地类型向湿地的转入,也有湿地内部盐田、水域和未利用地之间的相互转换。湿地与其他土地利用类型相互转换中以湿地转出变为建设用地为主要变化方式。     

冬季人工湿地工程对三氯生的去除效果

为了明确北方大规模人工湿地在冬季对TCS(三氯生)的去除效果,在山东省境内4个典型的大规模人工湿地(即武河人工湿地、大沙河人工湿地、新薛河人工湿地和洸府河人工湿地)内于冬季(2013年12月—2014年1月)进行取样,以超高效液相色谱串联质谱法测定人工湿地进出水中ρ(TCS),并分析不同湿地对TCS的去除效果. 结果表明:TCS在4个人工湿地系统进出水中均有检出,由于各人工湿地系统均承接当地污水处理厂尾水,冬季进水中ρ(TCS)偏高,为(800.81±83.37)~(1 151.00±47.13) ng/L,并以武河人工湿地为最高. 虽然人工湿地对TCS的去除率达22.44%~78.82%,但经由人工湿地处理后出水中仍含有较高浓度的TCS残留,经由人工湿地出水进入下游水体的TCS日释放量仍较高,其中洸府河人工湿地出水中高达92.60 g. 因此,冬季各人工湿地对TCS的去除效果在低温影响下有所降低,并且对下游水体和人类健康的威胁不容忽视.