Optimizing Bankfull Discharge and Hydraulic Geometry Relations for Streams in New York State1

Mulvihill, Christiane I. and Barry P. Baldigo, 2012. Optimizing Bankfull Discharge and Hydraulic Geometry Relations for Streams in New York State. Journal of the American Water Resources Association (JAWRA) 48(3): 449-463. DOI: 10.1111/j.1752-1688.2011.00623.x Abstract: This study analyzes how various data stratification schemes can be used to optimize the accuracy and utility of regional hydraulic geometry (HG) models of bankfull discharge, width, depth, and cross-sectional area for streams in New York. Topographic surveys and discharge records from 281 cross sections at 82 gaging stations with drainage areas of 0.52-396 square miles were used to create log-log regressions of region-based relations between bankfull HG metrics and drainage area. The success with which regional models distinguished unique bankfull discharge and HG patterns was assessed by comparing each regional model to those for all other regions and a pooled statewide model. Gages were also stratified (grouped) by mean annual runoff (MAR), Rosgen stream type, and water-surface slope to test if these models were better predictors of HG to drainage area relations. Bankfull discharge models for Regions 4 and 7 were outside the 95% confidence interval bands of the statewide model, and bankfull width, depth, and cross-sectional area models for Region 3 differed significantly (p < 0.05) from those of other regions. This study found that statewide relations between drainage area and HG were strongest when data were stratified by hydrologic region, but that co-variable models could yield more accurate HG estimates in some local regional curve applications.     

A-A2/O工艺脱氮实践运行效果及优化

A-A²/O工艺是预缺氧/厌氧/缺氧/好氧组成的生物脱氮除磷工艺,广州市某污水处理厂采用该工艺处理城市污水,具有同时去除有机物、脱氮除磷能力,但是TN去除率较低。分析了其TN去除率低的原因,并提出相应措施。该水厂针对本厂水质特征以及影响工艺脱氮性能的主要因素,优化了工艺控制参数,提高了TN去除率和TN达标保证率。     

深圳笔架山水厂优化节水的实验研究

针对目前我国城镇需水量大、原水费用高的问题,大多数水厂通过降低自用水量的方式节约水资源。经过在笔架山水厂进行的生产性实验,优化耗水工艺的运行条件,挖潜了该水厂的节水空间,自用水量降低。优化后,全处理系统可节约水资源76.83万m3/a,耗水率由原来的2.08%下降到1.49%,同时水厂的经济效益也得到了显著提高,优化后可在原来的基础上节约运行成本近60万元/a。     

复合型微生物絮凝剂絮凝条件的优化

采用富集-分离-筛选的方法,从土壤中筛选得到3株具有较高絮凝活性的菌种,将其两两混合培养后,发现其对高岭土悬液的絮凝率均有较明显的提高,并且具有更好的热稳定性。实验结果表明,其最佳絮凝条件为:在pH=9时,微生物絮凝剂的最佳投量为2.0 mL,以2.0 mL 2.0%的CaCl2为助凝剂,对100 mL浓度为1 g/L的高岭土悬液的絮凝率可以达到90%以上;在与无机絮凝剂(10%PAC)和有机絮凝剂(0.1%PAM)的对比中,表现出了更高的絮凝活性和更好的絮凝效率。     

无GGH湿法脱硫工艺的“石膏雨”防治设计与运行优化

为了解决火力发电厂无GGH湿法脱硫工艺出现的“石膏雨”问题,神华万州发电厂从脱硫吸收塔内部流场调整、结构设置、烟气流速、边界条件设定、烟囱结构优化等方面进行设计和优化运行,在很大程度上减少了湿法脱硫的“石膏雨”现象的发生。     

基于地统计条件模拟的土壤重金属污染范围预测方法研究

常用的空间插值模型在土壤污染范围预测时存在平滑效应,导致高值区被平滑和低值区被高估,在划定污染区范围时也往往忽视了插值结果存在的偏差。以某土壤重金属污染区域为例,利用地统计条件模拟方法预测土壤中Cu、Pb的空间分布,在多次模拟结果的基础上估算污染概率,基于概率阈值确定污染区范围。研究结果表明,地统计条件模拟方法获得的土壤Cu、Pb模拟结果统计特征与调查样点的统计特征基本一致,且空间分布格局也相似。基于污染概率的污染区范围确定方法可以定量评估污染区范围预测的不确定性,对提高土壤污染治理效果与科学制定环境管理决策具有重要意义。     

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.     

优化混凝处理低温低浊黄河水及对余铝的控制

考察了4种混凝剂,高效聚合氯化铝（HPAC）,聚合氯化铝（PACl）,硫酸铝（Al2（SO4）3）,混合PACl和氯化铁（FeCl3）,对低温低浊黄河原水的混凝效果与沉后水残留铝含量的关系。结果表明,当采用Al2（SO4）3或PACl做混凝剂时,在取得较好浊度去除的投药量下,水中余铝浓度会超过国家标准（0．2131g／L）。而采用HPAC或FeCl3和PACl复配药剂,在取得与Al2（SO4）3或PACl类似的浊度去除效果的同时,也能较好地控制水中的余铝含量。当HPAC投加量为21mg／L时,沉后水浊度降至1．3NTU,残留铝含量为0．147mg／L。复配投加PACl 15mg／L和FeCl3 12mg／L后,沉后水浊度为1．18NTU,残留铝含量为0．074mg／L。PACl和氯化铁的复配比例需要精确的调控,否则容易导致出水余铁余铝含量增加。而HPAC投加量小于21mtg／L时出水余铝浓度均低于国家标准。因此,在这4种混凝剂中,就混凝效果及余铝控制而言,HPAC更适合充当低温低浊水源水的混凝处理药剂。     

改进隔板絮凝池的数值模拟和实验

通过在廊道中增加了V型穿孔挡板,对传统往复式隔板絮凝池进行了改进,利用数值模拟和实验方法,探讨了改进絮凝池中流态、湍动能（κ）、耗散率（ε）分布情况以及这些参数对絮凝效果的影响。对多种方案进行了优化计算和实验,结果表明,在隔板絮凝池第1个廊道进口1/3和2/3处设置2个120°多孔V型挡板在各种方案中絮凝效果最好,能有效地增加水体紊动,提高絮凝效果,增设V型穿孔挡板后可以适当减少隔板絮凝池长度。     

新型微生物菌剂对垃圾渗滤液的除臭效果

利用从食材中筛选纯化的特定微生物制成新型复合菌剂,以不同浓度梯度处理垃圾渗滤液,测定其在自然条件下的嗅阈值,监测NH3和H2S即时挥发浓度的变化,评价菌剂的综合除臭效果,设计三因素三水平实验并采用响应面优化法对反应适宜的实验参数进行了优化。研究结果表明,新型复合菌剂的投加会使垃圾渗滤液嗅阈值明显下降;响应面优化模型分析表明,反应时间2.5 d时和0.5%的菌剂投加对抑制NH3的挥发效果最好,而反应时间2.5 d和0.2%的投入量对抑制H2S的挥发效果最好,氧气的供应情况对两者的挥发抑制效果影响不显著。