基于WARMF模型的杭埠-丰乐河流域水文模拟研究

研究了WARMF模型在杭埠-丰乐河流域(巢湖流域最大支流)的水文模拟适应性能并进行了流域水文系统分析.利用AVSWAT2000模型将流域划分为37个子流域,利用流域地貌-土壤分布对应关系、土壤剖面结构、地下水位埋深等条件,确定了子流域的平面分组与剖面土层结构,较大程度上降低了流域模型参数校准的难度与不确定性.利用2000～2003年的水文观测数据,在参数灵敏度分析基础上,对模型水文参数进行了校准与检验.结果表明,WARMF在研究区具有较好的适应性能.WARMF模型与AVSWAT2000模型的水文模拟结果对比表明,WARMF模型具有更好的日拟合性能.基于模型的模拟结果,在空间尺度上定量分析了流域从降水开始到入湖的水循环过程,在时间尺度上分析了年内降雨、径流的分布及其对应关系.流域概化、模型的校准与检验以及流域水文时空变化的系统分析方法等对流域水文、环境的模拟研究与系统分析具有探索意义.     

Leaching variations of heavy metals in chelator-assisted phytoextraction by Zea mays L. exposed to acid rainfall

Chelant-enhanced phytoextraction method has been put forward as an effective soil remediation method, whereas the heavy metal leaching could not be ignored. In this study, a cropping-leaching experiment, using soil columns, was applied to study the metal leaching variations during assisted phytoextraction of Cd- and Pb-polluted soils, using seedlings of Zea mays, applying three different chelators (EDTA, EDDS, and rhamnolipid), and artificial rainfall (acid rainfall or normal rainfall). It showed that artificial rainfall, especially artificial acid rain, after chelator application led to the increase of heavy metals in the leaching solution. EDTA increased both Cd and Pb concentrations in the leaching solution, obviously, whereas EDDS and rhamnolipid increased Cd concentration but not Pb. The amount of Cd and Pb decreased as the leaching solution increased, the patterns as well matched LRMs (linear regression models), with R-square (R ²) higher than 90 and 82% for Cd and Pb, respectively. The maximum cumulative Cd and Pb in the leaching solutions were 18.44 and 16.68%, respectively, which was amended by EDTA and acid rainwater (pH 4.5), and followed by EDDS (pH 4.5), EDDS (pH 6.5), rhamnolipid (0.5 g kg⁻¹ soil, pH 4.5), and rhamnolipid (pH 6.5).

     

基于多元统计分析和RBFNNs的水质评价方法

提出了一种基于多元统计分析和RBFNNs的水质评价方法,其可适用于大尺度、多断面、长时间的水质评价工作,旨在补充以往相关研究工作.其主要程序为:利用方差分析对各断面多年水质监测样本进行时间与空间尺度上的显著差异性分析,识别出具有显著差异的样本,然后通过层次聚类分析把上述样本进行聚类分组,最后应用径向基神经网络对各组样本进行水质评价,并把此评价结果再分解到各断面各时段,此方法的特点为在不损失信息的前提下能大大减轻水质评价工作量,且客观可信、分辨率高,并能综合反映总体与个别特征.以辽宁省太子河为例,通过方差分析将2001～2003年6个断面的144个样本归纳为存在显著差异的74个样本,再通过聚类分析得到9个相似组,相应的水质评价结果为2.7394、4.4306、4.0994、2.777、4.2192、4.1214、4.4129、4.4259、4.4359,与传统单项指数法的结果基本一致.具体落实到各断面,结果表明,2001～2003 年间太子河大部分断面的水质处于Ⅳ类以上.     

流域总量控制下赣江流域控制单元划分技术

作为“控制单元的总量控制技术”的关键环节,控制单元的概念、内涵及划分方法一直存在较大分歧,其重要性没有得到应有的体现. 在分析欧美控制单元的基础上,提出了控制单元的概念(基于“控制单元的总量控制技术”的理念,为实现水环境容量总量的计算、分配和管理等目标,综合考虑水文、水环境、水生态和水体使用功能等因素而人为划分的水质目标管理单元),并阐述了其内涵. 基于GIS技术,采用多指标空间叠加分析和专家判断方法,提出了不同尺度流域的控制单元的划分原则、指标体系及技术路线,并以赣江和锦江流域为例进行了控制单元的划分,赣江流域划分为17个1级控制单元、57个2级控制单元;锦江流域划分为4个控制单元. 对锦江流域开展了非点源参与下动态水环境容量计算及控制单元总量动态分配,丰水期COD_Mn和NH₄+-N水环境容量分别占研究区年总容量的63.4%和60.6%. 假设总量利用率为70%,将控制单元的分配结果作为SWAT(soil and water assessment tool)模型的点源输入,验证控制单元划分方案的可行性,模拟结果显示,良田和均车断面的ρ(NH₄+-N)均满足GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准的要求,说明划分方案可行.      

Application of MODIS satellite data in monitoring water quality parameters of Chaohu Lake in China

This study aims to apply Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS Data) to monitor water quality parameters including chlorophyll-a, secchi disk depth, total phosphorus and total nitrogen at Chaohu Lake. In this paper, multivariate regression analysis, Back Propagation neural networks (BPs), Radial Basis Function neural networks (RBFs) and Genetic Algorithms-Back Propagation (GA-BP) were applied to investigate the relationships between water quality parameters and the MODIS bands combinations. The study results indicated that a simple, efficient and acceptable model could be established through multivariate regression analysis, but the model precision was relatively low. In comparison, BPs, RBFs and GA-BP were significantly advantageous in terms of sufficient utilization of spectra information and model reliance. The relative errors of BPs, RBFs and GA-BP were below 35%. Based on method comparison, it can be concluded that GA-BP is more suitable for simulation and prediction of water quality parameters by applying genetic algorithm to optimize the weight value of BP network. This study demonstrates that MODIS data can be applied for monitoring some of the water quality parameters of large inland lakes.     

抗锶放线菌的分子鉴定及对Sr~(2+)的吸附效果和初步吸附机理分析

从大亚湾核电站附近水体中分离筛选出一株抗锶放线菌(编号YF-64),研究了该菌株在不同环境参数条件下对锶的吸附效果和初步机理,通过形态和16S rDNA序列相结合的方法对菌株进行了分类鉴定,采用红外光谱(FT-IR)分析技术对菌株吸附前后进行表征,探讨其吸附机制。结果表明,抗锶菌株隶属于天蓝黄链霉菌(基因序列登录号:JF901702),菌株对Sr~(2+)具有较强的吸附效果,根据数据显示,当接触时间为50 min,pH值为6,Sr~(2+)初始浓度为50 mg/L,摇床转速为120 r/min时,该菌株的吸附效果达到最佳为44.29 mg/g;FT-IR结果显示,JF901702菌株对Sr~(2+)的吸附主要是由细胞壁上的羟基,次甲基,羰基起主要吸附作用。由此可知,JF901702菌株可作为经济、高效、环境友好的生物吸附材料进行废水重金属处理。     

pH、温度及初始铊浓度对硫酸盐还原菌脱铊的影响

环境因素对硫酸盐还原菌除铊效果具有较大的影响。在对上流式厌氧污泥床污泥中分离纯化得到的硫酸盐还原菌进行初步鉴定的基础上,探讨pH、温度以及初始铊浓度对硫酸盐还原菌除铊效果的影响。实验结果表明,3株耐铊硫酸盐还原菌生长的反应适宜pH为6.0,该pH环境下3个菌株的铊去除率分别为96.71%、97%和96.23%;最适温度在28~32℃范围内,此条件下3株菌株对铊的去除率分别高达93.11%、91.84%和92.83%;初始低浓度铊对菌株除铊效果影响较小,3株菌株除铊率均达到99.4%以上。对反应过程中的pH、温度以及初始铊浓度进行调节,对于改善硫酸盐还原菌去除铊污染效果具有重要意义。     

UNITANK工艺特性及其基于ASM2D的模拟分析

UNITANK采用A/O工艺的空间结构,利用SBR工艺的控制策略,但也有其独特的性质。混掺现象对于UNITANK运行产生明显影响,建立UNITANK工艺模型必须考虑混掺,并将各个反应池建立不同的模型以反映这种现象;ASM2D与UNITANK工艺模型结合较好模拟了UNITANK运行的动态变化,对于控制和改造UNITANK工艺具有很好的指导意义。