基于全排列多边形综合图示法的水质评价

针对水质评价指标的多样性和由单指标给出评价结果的不相容性,为对各级指标进行综合评价,提出了全排列多边形综合图示评价方法.该方法综合考虑了各级指标临界值对综合指标的放大和紧缩效应,反映了整体大于或者小于部分之和的系统整合原理.该方法与主成分分析法相比,能够克服主成分分析法要求影响水质的各项指标之间的关系都为线性关系的缺点.为有效地评估南水北调东线源头承质情况,建立了基于全排列多边形综合图示法的南水北调东线源头水质评价模型.最后,以长江芒稻河断面和中泓两个断面2001-2008年的水质监测数据为例对模型进行验证,结果表明:2001-2008年中泓断面的水质基本满足《地表承环境质量标准》(GB3838 - 2002)中第1类水质评价标准,而芒稻河断面的水质基本满足第Ⅱ类水质评价标准.总体上,中泓断面的水质优于芒稻河断面的水质,近年来,由于受工业或生活污水影响,两断面的水质状况都呈逐年恶化的趋势.     

水利调度修复东湖水质的数值模拟

总结武汉东湖水质污染问题基础上,根据湖泊和港渠联通状况设计了长江-东湖水利调度的调水线路和调水方案。基于一维港渠河道水动力水质模型和二维湖泊水动力水质模型,通过嵌套耦合求解的方式实现耦合,建立了一、二维湖泊河网水动力水质耦合模型,并利用实测数据进行了参数率定和验证。采用数值模拟的方式研究了水利调度影响下东湖水质的改善效果,结果表明：水利调度影响下东湖主要湖区水体CODMn和TN指标得以明显改善,但TP指标改善不大;东湖湾汊众多,个别湖区受到调水线路影响较小,水质改善不明显。因此水利调度可以作为东湖水体修复的重要思路。建立的数学模型也可以为东湖以及其他类似水域的水污染治理提供科学参考和依据     

“引江济太”河段重金属在水体、悬浮颗粒物及表层沉积物中的含量特征研究及标准化分析

研究了"引江济太"河段(长江—望虞河—贡湖段)孔隙水、上覆水、悬浮颗粒物及表层沉积物中重金属的含量特征,并采用标准化分析方法推测了"引江济太"调水对太湖重金属含量及分布的影响。结果表明,"引江济太"河段的上覆水和间隙水中的重金属污染较轻,6种重金属(Cd、Pb、Zn、Cu、Cr和As)平均值大多低于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅰ类标准,且低于美国优先污染物国家推荐水质基准持续浓度。悬浮颗粒物及表层沉积物中主要的重金属污染元素是Cd,其中Cd平均值分别为2.20、1.78μg/g,为中国水系沉积物平均值的16、13倍,且达到加拿大淡水沉积物保护准则最初影响水平的3倍左右。标准化分析结果表明,"引江济太"调水工程对太湖重金属含量的变化有一定影响,"引江济太"河段沉积物中的重金属可能经过再悬浮过程进入水体,造成水体二次污染。     

金门地区淡水供应现状及解决途径分析

随着近年来两岸关系的缓和,金门县政府将金门未来定位于"国际观光休闲岛屿",重点发展旅游和教育两大产业。然而,淡水资源的缺乏成为了实现这一目标的现实瓶颈。从气候、地形、经济等方面分析金门地区淡水资源的来源及淡水供应现状,并从开源和节流两方面提出金门地区淡水供应问题的解决途径。     

引江济太入湖污染物通量及其对太湖水质贡献

引江济太工程是旨在改善太湖水质的重要工程举措,弄清调水过程中输入太湖的污染物负荷量是研究调水效果的重要方面。本研究根据2003年~2008年调水量和望亭立交闸下的水质监测数据,定量地计算了调水的入湖水量和污染物通量。同时根据2000年~2005年环湖30条河道每月一次的水文及水质监测数据,计算每年环湖河道的入湖水量及污染物通量。通过比较结果表明平均每年调水的入湖污染物通量约占总入湖污染物通量的10%,定量地给出了调水对太湖水质的贡献。     

A Noisy-OR gate based fuzzy fault tree approach for micro-leakage evaluation of bolt-gasket-flange connection (BGFC)

In the natural gas gathering and transportation station, bolt-gasket-flange connection (BGFC) is the main connection mode, but due to its large number, the micro-leakage may result in serious consequences. For this reason, early BGFC micro-leakage evaluation can effectively assist decision-making and prevent the occurrence of accidents. To solve the problem of insufficient field data collection, we proposed a Noisy-OR gate based fuzzy fault tree approach, and calculated the corresponding minimum cut sets and the highest risk factors. Moreover, sensitivity analysis (SA) was used to determine that material problems (wear and corrosion of the sealing surface), man-made operation problems (bolts and flanges) and working conditions (pipe vibration and temperature fluctuations) are the key factors that contributing to the BGFC micro-leakage. In brief, the combination of the fuzzy fault tree analysis and Noisy-OR gate is an effective approach for BGFC micro-leakage evaluation, which is of great significance to the micro-leakage analysis, safe operation, and risk assessment of the gas station.     

引黄对受水河段沉积物微生物群落的影响

人类活动可明显降低地表水体水环境质量,同时对水生态系统产生深刻的影响.本文基于16S rRNA高通量测序技术,研究了引黄调水对汾河受水河段沉积物微生物群落组成、结构和多样性的影响,探讨了引水对沉积物中微生物群落的影响机制.结果表明,黄河水的引入使汇入口处沉积物中微生物群落多样性水平升高,并带来新微生物物种硫杆菌属、厌氧绳菌属和亚硝化单胞菌属,新增菌种不仅在下游逐渐适应环境,而且通过上溯扩张使汇入口上游河段沉积物微生物群落发生改变.引黄间歇期受水河段沉积物微生物群落逐渐恢复,优势菌转化为芽孢杆菌,乳球菌的丰度相应增加,硫杆菌属消失.丛毛单胞菌在汾河受水河段沉积物环境中较为稳定,而硫杆菌、芽孢杆菌和乳球菌容易受到引黄的影响,其主要环境影响因素为水体矿物质含量及沉积物有机质、全氮、碱解氮和全钾.间歇期支流汇入使芽孢杆菌退化,丧失绝对优势地位,而蓝藻大量繁殖成为优势种.引黄期支流汇入后,硫杆菌属和厌氧绳菌属分别成为汇入点下游的优势菌和亚优势菌.     

调压室胸墙稳定性分析与加固措施研究

调压室是水电站压力水道系统中的一项重要建筑物,其结构稳定性直接影响到下游电站的安全稳定运行,工程上一般采用薄壁圆柱筒法求其应力状态。本文针对湖北某已建水电站调压室胸墙由于下游支撑较弱,闸门胸墙变形及拉应力较大等问题。在考虑外围基岩、胸墙下部沥青杉木板弹性支撑和初始地应力场的基础上,采用数值方法对调压室及其外围基岩进行了整体稳定性分析、现有配筋校核和加固措施研究。结果表明,应将最高涌浪水位作为该调压室加固的控制工况。提出了相应的加筑肋墙或圈梁的加固方案,并从避免胸墙变形过大以保证闸门顺利启闭、降低局部应力集中以减缓混凝土破损等角度出发,对加固后的效果进行了分析讨论。通过对比分析,建议采取H型钢圈梁的加固方案,该方案不仅避免了对原结构的较大改动,还保证了下游厂房的稳定运行和自身结构安全。计算成果为工程项目的加固实施提供了技术依据,同时也为类似工程建设提供了借鉴。     

湖泊蓝藻水华对连通河道水质的影响

为认知湖泊蓝藻水华灾害对连通河道的影响强度及其变化因素,以太湖梅梁湾连通河道梁溪河为例,在夏季水华期开展河道蓝藻颗粒物及氮磷和溶解氧等水质指标的逐日监测,结合河道水质指标空间变化调查,以及同期流量、温度和风场特征等水文气象因子数据,分析湖泊蓝藻水华物质对连通河道水质的影响特征.结果发现,夏季蓝藻水华暴发期间,水华颗粒物能够随水流大量进入连通的河道,进入河道的藻颗粒通量总量可观,夏季3个月梅梁湾进入梁溪河的蓝藻水华颗粒物总量达到9 733 t,与当年全湖的工程打捞量相近;由湖泊进入连通河道的水华颗粒物通量日变化很大,夏季调查期间进入梁溪河的藻颗粒通量介于75～496 t·d-1,平均值为105 t·d-1,通量大小主要受水文气象条件控制,水量、温度、风向是最主要的影响因素;携带大量蓝藻水华颗粒物的湖水进入河道后,在显著改善城市河道水体溶解氧、氨氮等指标的同时,也显著增加了河道颗粒态氮、磷等营养盐含量,对溶解态氮磷的影响较小;空间上,因蓝藻颗粒物带来的氮、磷浓度随离湖距离增加而下降,水体叶绿素浓度也迅速下降,汇入7 km之后的运河后,蓝藻颗粒物基本分解,水体颗粒态藻体叶绿素a含量由刚入河的152. 93μg·L~(-1)下降到1. 99μg·L~(-1).结果表明,受蓝藻水华问题困扰的湖泊对周边河道水质影响也很大,河湖连通过程尽管能有效缓解湖泊的湖泛灾害,解决城市河道黑臭的问题,但是对河道的营养盐等指标会产生较大影响;管理上应因河道和湖泊不同的保护目标,充分考虑湖泊水华情势及水文气象因素,制定机动灵活的调水方案,优化湖泊及河道的水生态服务功能.     

从地学规律和可持续发展看长江分蓄洪区建设

分蓄洪区是平原防洪的一种重要措施。20世纪50年代，我国在长江中游地区共规划分蓄洪区14处，其中荆江分洪区、洪湖分蓄洪区和杜家台分洪区为国家确定的重点蓄滞洪区。随着长江上游三峡等一系列大型电站的兴建，中游堤防加固工程的实施，长江中游仍需要200×10\+8m\+3分蓄洪区。基于地学规律和长江中游目前的 防洪形势，从有效的防洪功能和可持续发展相结合考虑，建议取消荆江分洪区和其它一般分蓄洪区，仅保留洪湖分蓄洪区和杜家台分洪区，重点建设洪湖分蓄洪区。建议按照“梯级化”和 “垦殖和养殖区”进行洪湖分蓄洪区规划和建设。