从河道自净角度谈影响河道水质净化的因素

摘要：在城市河道污染日趋严重的今天,利用河道水体自净过程的机理来解决河道水质污染问题正成为改善河道水质的一种趋势。通过对河道自净过程的分析,总结出溶解氧、水力条件、温度、微生物、河岸带在河水自净中起到了决定性的作用,并分别从上述五个方面来阐述它们在自净过程中发挥的重要性。这给改善河道水质提供了不少途径,目前许多的河道整治手段都是由此受到了启发。因此明确了在未来河流污染治理的道路上,从河道自净化规律出发去看待和治理河道水污染问题是非常必要的。     

曝气生物滤池处理性能影响因素实验研究

采用上向流曝气生物滤池处理生活污水,考察了气水比、水力负荷、有机负荷、滤料层高度等因素对曝气生物滤池处理性能的影响。结果表明,气水比为5：1时,COD和NH3-N的去除率分别为87．6％和60．1％;水力负荷在0．21—0．86m^3／（m^2·h）的条件下,COD的去除率随水力负荷的增加降幅较小,NH3-N的去除率下降明显;有机负荷在1．15～2．96kg／（m^3·d）的条件下,BAF表现出很好的抗有机负荷冲击能力。BAF对有机物的去除主要发生在滤料层0～70cm段,对NH3-N的硝化主要发生在滤料层40—100cm段。     

The impact of storm events on a riverbed system and its hydraulic conductivity at a site of induced infiltration

The spatial and temporal variability of riverbed vertical hydraulic conductivity (K(v)) was investigated at a site of induced infiltration, associated with a municipal well field, to assess the impact of high-stage events on scour and subsequently the riverbed K(v). Such impacts are important when considering the potential loss of riverbank filtration capacity due to storm events. The study site, in and along the Great Miami River in southwest Ohio, overlaid a highly productive glacial-outwash aquifer. A three-layer model for this system was conceptualized: a top layer of transient sediment, a second layer comprising large sediment resistant to scour, but clogged with finer sediment (the armor/colmation layer), and a third layer that was transitional to the underlying higher-K(v) aquifer. One location was studied in detail to confirm and quantify the conceptual model. Methods included seepage meters, heat-flow modeling, grain-size analyses, laboratory permeameter tests, slug tests and the use of scour chains and pressure-load cells to directly measure the amount of sediment scour and re-deposition. Seepage meter measured riverbed K(v) ranged from 0.017 to 1.7 m/d with a geometric mean of 0.19 m/d. Heat-transport model-calibrated estimates were even lower, ranging from 0.0061 to 0.046 m/d with a mean of 0.017 m/d. The relatively low K(v) was indicative of the clogged armor layer. In contrast, slug tests in the underlying riverbed sediment yielded K(v) values an order of magnitude greater. There was a linear relationship between scour chain measured scour and event intensity with a maximum scour of only 0.098 m. Load-cell pressure sensor data over a 7-month period indicated a total sediment-height fluctuation of 0.42 m and a maximum storm-event scour of 0.28 m. Scour data indicated that the assumed armor/colmation layer almost always remained intact. Based on measured layer conductivities and thicknesses, the overall K(v) of this conceptualized system was 1.6 m/d. Sensitivity analyses indicated that even complete scour of the armor/colmation layer would likely increase the overall K(v) only by a factor of 1.5. Most scour events observed removed only the transient sediment, having very little effect on the entire system indicating low risk of losing filtration capacity during storms. The research, however, focused on the point bar, depositional side of the river. More research of the entire river profile is necessary.     

定向水力压裂裂隙扩展动态特征分析及其应用

为减少煤矿井下水力压裂卸压盲区,扩大压裂影响范围,提高卸压增透效果,在分析水力压裂起裂机理和裂隙发展特征的基础上,提出定向水力压裂技术,分析定向水力压裂过程中煤体的裂隙发展分布规律,并利用RFPA2D-Flow软件模拟了压裂的起裂、扩展和延伸过程,对定向压裂与非定向压裂的效果进行了比较。最后将定向水力压裂技术在平煤集团十二矿己15-31010工作面进行了现场应用,得出在27 MPa的水压下,单孔压裂有效影响半径达6 m;单孔瓦斯抽放平均浓度较未压裂时提高80%,平均流量上升了382%,取得了显著的效果,具有良好的推广应用价值。     

基于贝叶斯网络的汽车起重机液压系统的可靠性评估

为评估汽车起重机液压系统的可靠性,首先结合故障树分析法(FTA)、贝叶斯网络(BN)构建液压系统故障树,然后映射成BN,再利用其在多态性和不确定性方面的优势,应用桶排除法,对系统进行可靠性评估。在给出底事件的发生概率后,通过正向推理,得到顶事件发生的概率为0.191 016。针对模型进行多态性和不确定性修正后,得到的顶事件概率为0.228 073,相对提高19.4%。最后利用反向推理,找出系统的薄弱环节并给出改正措施,为更全面高效的可靠性评估提出一种新方法。     

无负压供水模式下管网水力模拟与安全评价分析

近些年,无负压供水设备作为新型供水模式,在城市二次供水管网中广泛使用.本研究针对无负压供水对整个管网的影响并不明确的现状,分析了无负压供水模式对管网供水安全的影响,利用管网水力学模型,提出了一种无负压供水状态下的管网水力学模拟方法,应用该方法建立了一种用以确定管网可承受安装无负压供水设备的最大节点数的方法,将此方法应用于两个算例管网,其结果表明算例管网中分别有67%、89%的节点不适合安装无负压供水设备.该方法简单实用,推荐在管网设计与规划中使用,以提高管网供水安全性.     

复式潜流湿地净化生活污水的试验研究

研究了新型复式潜流人工湿地对生活污水的净化效果。在不同水力负荷、季节、曝气方式等条件下经过小试试验,分析了该湿地对污染物净化效果的影响。结果表明,该系统出水水质稳定,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918--2002）的一级A标准。在水力负荷184mm·d。条件下COD、NH,一N去除率最大分别可达87．2％、68．9％。冬季低温条件下对各类污染物去除率仍大于20％。正交试验分析得知,最佳运行条件是气温28．6℃、水力负荷0．184m3·m-2·d-1、水力停留时间2．4d。对比试验表明,采用预曝气方式对湿地净化效果明显优于厌氧处理。     

双滤料曝气生物滤池污水深度处理的研究

采用陶粒、沸石为滤料的曝气生物滤池对生物处理系统二级出水进行深度处理回用,研究了水力停留时间、气水体积比对污染物COD和NH3-N处理效果的影响。结果表明：水力停留时间为8 h,气水体积比为3∶1的工况下,处理效果较好。稳定运行后,出水COD、BOD5、SS、NH3-N、TP和色度平均值分别为15.6 mg/L、3.2 mg/L、8.5 mg/L、1.24 mg/L、0.40mg/L和8度,达到《城市污水再生利用—城市杂用水水质》（GB/T 18920-2002）标准,出水可用于道路清扫、绿化等。     

水工学的发展趋势——从传统水工学到生态水工学

我国水资源时空分布不均，水污染与水土流失问题突出，仅靠传统水工学的开发与利用不足以解决这些问题，且会给流域生态环境带来不利影响，因此传统水工学的变革是必然的。从解决问题的基本思路出发，将传统水工学与生态水工学的基本理论、研究范围等各方面加以比较，指出在坚持人与自然和谐共处的前提下，坚持可持续发展，遵循生态系统自组织、自修复原理，重视流域整体性，坚持保护生物多样性，并做到较好的亲水性，可以形成完善的生态水工学基本原理。以生态水工学基本原理指导流域开发利用将会取得较好效果，同时,流域生态系统健康诊断、生态水工建筑物设计与管理以及流域受损生态系统的生态恢复与重建应是生态水工学的主要研究方向。