River water quality management model using genetic algorithm

Conventional mathematical programming methods, such as linear programming, non linear programming, dynamic programming and integer programming have been used to solve the cost optimization problem for regional wastewater treatment systems. In this study, a river water quality management model was developed through the integration of a genetic algorithm (GA). This model was applied to a river system contaminated by three determined discharge sources to achieve the water quality goals and wastewater treatment cost optimization in the river basin. The genetic algorithm solution, described the treatment plant efficiency, such that the cost of wastewater treatment for the entire river basin is minimized while the water quality constraints in each reach are satisfied. This study showed that genetic algorithm can be applied for river water quality modeling studies as an alternative to the present methods.     

乌江梯级筑坝对河流碳酸氢根的影响机制

梯级筑坝显著改变了河流碳的生物地球化学循环。为了了解梯级筑坝对河流HCO_3~-的影响,本文对乌江中上游梯级水库的HCO_3~-浓度、溶解无机碳同位素(δ~(13)CDIC)及相关的环境参数进行了长时间跨度的分析。乌江中上游梯级水库-河流体系HCO_3~-浓度为1 42154～3 38752μmol/L,平均值为2 36321μmol/L;δ~(13)CDIC为-1066‰～-452‰,平均值为-854‰;梯级筑坝导致河流具有下游HCO_3~-浓度升高的变化趋势。河流筑坝发电,易形成峡谷型深水水库。碳同位素证据和相关性分析表明,上层的光合作用和下层的呼吸作用成为控制发电水库碳循环的主要因素。这导致HCO_3~-浓度在水库剖面上呈现出由上层至下层逐渐增高的变化规律,再加上水库底层泄水的发电方式,最终导致梯级筑坝河流下游HCO_3~-浓度逐渐升高。本研究将加深梯级筑坝对河流碳循环影响机理的理解。     

不同河岸带修复策略对氮磷非点源污染的净化作用

选择北江的重要支流流溪河流域为研究对象,基于现有河岸带对非点源污染削减作用的模拟结果,采用情景分析法,预测不同河岸带修复策略对非点源污染的削减作用,使用效益-成本指数表征TN和TP削减率提高幅度与增加河岸带面积的关系,比较不同河岸带修复策略的效率.结果表明:河岸带对TN和TP的削减能力具有较大的空间差异性.各修复情景都在不同程度上提高了河岸带对TN和TP的削减率(TN:23.36%~30.72%;TP:27.19%~39.86%),河岸带增加总面积与削减率呈现对数增长关系(P<0.05).选择综合考虑了流域非点源负荷量以及河岸带状况的优先修复子流域进行河岸带修复时,效益-成本指数达最高为1.19%.     

基于主成分分析法的黄河口及其邻近水域水质评价

于2013年6、7、10月在黄河口及邻近水域进行了3个航次的环境调查,获取了盐度、营养盐、COD及重金属等指标数据,利用主成分分析法(PCA)研究该海域的水质状况,并分析影响该海域水质的主要驱动因子.结果表明:应用主成分分析将14项调查指标转换提取为4种主成分,共解释了67.31%的结果.相关分析表明,影响该水域水质的主要驱动因子为氮营养盐、盐度、SiO32--Si和砷.主成分综合得分分析表明,黄河口及邻近水域2013年10月、7月、6月水质污染状况依次降低;空间上总体呈现出以黄河入海口为中心,向邻近海域递减,河口附近及南部水域污染较严重的格局.黄河径流污染物是主要污染源,应加强黄河口及其上游的水环境保护,从而改善黄河口及邻近水域水质状况.     

南汀河流域生态环境特点及其保护

南汀河流域水土流失严重，洪涝灾害频繁，可耕地少，且上游植被稀少。应采取切实措施提高森林覆盖率，制止不合理人为活动对水土保持的破坏，推进清洁生产，提高环境意识，改善和保护流域的生态环境。     

Soil and water loss in the Lancang River-Mekong River watershed (in Yunnan section, China) and its control measures

ＭｅｋｏｎｇＲｉｖｅｒｉｓｏｒｉｇｉｎａｔｅｄｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｅｒｎｒａｎｇｅｏｆＴｉｂｅｔＱｉｎｇｈａｉＰｌａｔｅａｕｏｆＣｈｉｎａ,ｆｌｏｗｉｎｇｔｈｒｏｕｇｈｓｉｘｃｏｕｎｔｒｉｅｓ,ｔｈｅｙａｒｅＣｈｉｎａ(ＹｕｎｎａｎＰｒｏｖｉｎｃｅ),Ｍ?..     

涡河流域中部地区地下水化学特征及其成因分析

地下水是涡河流域中部地区重要的供水水源,但普遍面临着污染及水质异常等问题.本文在调查采样的基础上,综合运用数理统计、Piper 三线图、Gibbs图和离子比值等方法对不同深度地下水的水化学特征及其形成机制进行分析和探讨.结果表明:①研究区地下水总体为弱碱性水,不同深度地下水中的优势阴、阳离子均为HCO3-和Na+.浅层...     

黄河耗氧性有机物污染特征及泥沙对其参数测定的影响

对黄河干流1980,1992～1999年耗氧性有机物污染监测数据进行了分析,并通过对高锰酸盐指数(CODMn)与泥沙含量监测数据间的相关分析和模拟实验研究,探讨了泥沙对CODMn测定的影响.结果表明:(1)由于泥沙中腐殖质的成分之一富里酸能溶解于酸,在水样加酸处理过程中将进入水相,且富里酸能被化学氧化剂所氧化,但在自然条件下很难发生生物氧化和消耗水体的溶解氧,因此,由于泥沙的影响,CODMn夸大了耗氧性有机物的污染;(2)黄河干流河水的生化需氧量(BOD5)从上游至下游存在增加的趋势;(3)1992年干流河水的BOD5显著大于1980年的BOD5,在1992～1999年间,河水BOD5的年均值存在上升的趋势,枯水期均值存在上升的趋势,而丰水期均值的增长趋势不明显,由此表明,耗氧性有机污染物的点源排放在增加,而面源排放的增长趋势不明显,甚至存在降低的趋势;(4)黄河干流的耗氧性有机污染物主要来自点源排放,BOD5的点源与面源负荷的多年均值之比为2 81.     

长江流域点源氮磷营养盐的排放、模型及预测

通过分析1985～2003年长江流域向河口/东海排放的点源营养盐的时空变化规律,建立长江点源营养盐排放模型,并预测2020年长江流域点源氮磷排放情况.模型基于人口密度、国内生产总值、人均氮磷排放量、以及污水处理率等因子,在99%的置信度上,氮磷模型的方差解释量分别达到92.3%及93.2%.基于此模型预测2020年长江流域点源氮排放量将达到(95 9±6 6)×104t,点源磷排放量达到(12.3±0.6)×104t.此外,研究结果进一步表明,点源营养盐通量仍然是长江输送营养盐总量的主要部分,是影响河口/近海水质的主要因素.     

黄河口无机碳输运过程对pH异常增高现象的响应

为研究黄河无机碳的输运过程及有效入海通量,通过对2004年至2006年黄河口汛期和非汛期淡水-海水混合过程中无机碳参数、溶解氧饱和度、叶绿素和NH⁺₄、 PO^3-₄的分析得出,黄河口低盐度区pH出现相对于淡水端异常增高现象,而恰在此区域DIC出现亏损现象,黄河口淡-咸水混合区域pH异常增高现象可以表征无机碳的沉降作用.淡咸水混合初期生物好氧呼吸作用的降低能够导致p_CO2的迅速降低是造成低盐度区pH出现相对于淡水端异常增高现象的主要原因.根据河口溶解物质的保守混合模型,发现混合过程中ΔDIC与ΔTA是1∶1的关系,表明DIC出现亏损是由于HCO^-₃清除造成的,汛期和非汛期黄河口无机碳的沉降作用能够清除输入到河口DIC总量的10%,即黄河口每年可清除1.21×10⁵ t河流输入的溶解无机碳,DIC的有效入海通量约为10.86×10⁵ t,通过评估,黄河流域风化作用吸收的大气CO₂量将有10%左右被河口无机碳沉降作用重新释放到大气中,而流域风化作用固定的CO₂在河口将有2.24×10⁵ t（以CO₂计）重新释放到大气中.