南淝河生态补水水质改善效应试验研究

为改善南淝河水体水质,利用南淝河流域水污染治理和水生态修复成果,通过南淝河生态补水试验率定和验证 MIKE11 水动力水质模型合理性,分析南淝河在不同生态补水量下水质变化。MIKE11 水动力水质模型能够较好地模拟南淝河在生态补水条件下水动力和水环境质量改善的情况。通过条件优化和试算得出,与入河污染物总量相比,生态补水后河道自净能力的贡献占比约 14.6%～19.0%,其中河道自净能力增量占比约 6.2%～9.4%。研究结果表明,生态补水对南淝河水体水质情况有所改善,但仍以稀释作用为主,河道自净能力发挥的作用有限。     

围堰施工对湛江港海域水环境影响模拟

通过建立二维非稳态水动力模型,对湛江港局部海域潮流进行数值模拟。在潮流模拟验证正确的基础上,建立了悬浮物水质预测模型,预测了工程在水下作业过程中悬浮物浓度对海域水环境的影响,通过模型计算出悬浮物超标的面积等,从而分析了该工程施工对海域水质环境的影响。结果表明:工程围堰施工对周围200 m海域范围产生影响,浓度增量基本在10⁴00 mg/L之间,中心最高浓度达到400 mg/L,影响程度从中心向外递减。     

生态调节坝对御临河水动力水质影响的模拟研究

御临河生态调节坝在减少三峡库区调度产生的消落区面积的同时,也改变了御临河内的水动力特性和水环境质量,调节坝对御临河水动力水质影响的量化是一个值得研究的问题。基于SWMM和EFDC模型,构建了御临河流域的水文、水动力和水质模型,通过对建坝前后的模拟分析对比,探求了生态调节坝对御临河水动力水质的影响。结果表明:调节坝运行后,御临河流速会受到较大滞缓,且下游段(舒家至调节坝)受影响比上游段(梅溪至舒家)更大;由于流速滞缓作用,枯水期水体会形成较明显的水质分段现象,但在丰水期该现象得到一定改善;建坝后水质指标浓度均有不同程度升高,下游流经建设用地段各水质指标浓度最高,库首段水质建坝前后变化幅度最大。模拟结果可以显示调节坝对御临河水动力和水质的影响,为三峡库区其他支流修建水利枢纽设施对其造成的影响评价提供一定参考。     

扩大马山内河对改善太湖西北部湖湾水动力及 水环境作用的研究

以实测资料为基础,采用湖泊二维水流水质数学模型,研究了扩大马山内河对改善太湖西北部竺山湖和梅梁湖湖湾水动力和水环境的作用,主要分析内容包括湖湾内流场、流速、水质,以及湖湾口水量交换等,以便为太湖水环境综合治理提供参考。     

水闸规模对河道水动力水环境的影响研究

水闸规模与所处河道宽度的差异一定程度上会阻碍水流流通,造成水体置换周期延长,极易诱发水体富营养化,故确定水闸建设规模对河道水动力水环境的影响对维护水安全具有重要意义。以上海市青浦区跃进圩区内的闸坝为研究对象,采用一维水动力水质模型模拟预测了不同闸宽条件下跃进片各断面最大流量、总进水量等水动力变化特征以及COD、NH3-N、TP等营养物质的浓度变化,探讨了圩区水闸闸孔宽度与河道断面匹配关系,分析了闸孔宽度变化对水量水质的影响。模拟结果表明：闸门宽度的增加将直接引起过闸的最大流量线性增大,而总进水量与水质改善情况更大程度地受限于闸门河宽比。在现有引排水量及闸泵调度规则下,跃进片区的临界闸门河宽比约为2/5。     

茅洲河河口建闸对闸上水质的影响研究

采用MIKE FLOOD模型建立了茅洲河河口一、二维耦合的水动力、水质模型,模拟分析茅洲河河口建闸后对茅洲河干流及河口附近水质的影响。通过模型模拟表明,由于茅洲河干流中下游的污染物以及交椅湾地形的影响,交椅湾内水体流速变慢,茅洲河河口易形成污染带。通过茅洲河河口建闸前后的工况模拟分析,共和村断面在2020年工况下洪水期氨氮浓度在1.6～2.3 mg/L之间波动,均值为2 mg/L,建闸后基本稳定在2.13 mg/L。枯水期时建闸前氨氮浓度在1.4～2.1 mg/L之间波动,均值为1.8 mg/L,建闸后基本稳定在1.83 mg/L。研究发现,河口闸的建设对茅洲河干流的水质基本没有改善作用。从污染物均值来看,河口建闸后闸上水质略有恶化,主要原因是河口处靠近外海区域污染物浓度较干流下游浓度低,建闸后闸址下游河水无法上溯,对断面污染物的稀释作用减小。本研究成果可供茅洲河水环境治理的相关决策提供参考,也可为其他流域的河口闸建设研究提供参考。     

洪水过程下双峰寺水库水动力特征及污染物迁移规律研究

为有效控制水体污染提供理论依据,同时为水库水动力-水质联合模拟及调控提供技术支撑。以双峰寺水库为研究对象,借助MIKE21构建了水动力-水质耦合模型,模拟在1962年典型洪水过程的工况条件下水动力特征及污染物迁移规律,输出结果表明：在典型洪水过程的工况下,库区内流场变化导致污染物浓度波动剧烈,随洪水过程的进行,其中BOD和DO浓度变化曲线相似,在洪水初期污染物浓度迅速下降,降低为某一数值时,下降坡度突然变缓直至过程结束;NH₄和PO₄浓度变化曲线相似,在洪水初期,三点浓度成上升趋势,并且越远离入库位置的点,浓度增加越迅速且时间越长,并随着浓度上升至最高点后迅速下降;NO₃浓度变化曲线较为特殊,在洪水来临时呈短暂的平稳趋势,随后猛然增加到最大值2.5 mg/L左右,并在其附近上下波动。可见在洪水作用下,库区各污染物的运移规律会随着洪水过程而呈现一定的变化。     

新孟河延伸拓浚工程对滆湖水量水质影响研究

新孟河延伸拓浚工程为太湖流域重要骨干引排工程。工程实施后加强了长江、洮湖、滆湖、太湖以及区域其他河网水系的互联互通,将对滆湖水文情势、水环境产生较大的影响。本文采用太湖流域一维河网水动力模型与滆湖二维水量水质模型嵌套,对枯水和平水典型年条件下工程建设前后滆湖水动力、水质变化进行模拟研究。结果表明：工程实施后,滆湖水动力条件、水质均有较大程度改善,枯水年尤为如此。但由于长江水源TP、TN水质指标值较高,引入长江水后仍不能满足滆湖水功能区划的要求,建议采取其他措施以进一步降低湖区TP、TN的浓度,以促进滆湖水生态系统健康发展。     

茅洲河河口建闸对闸上水质的影响研究

采用 MIKE FLOOD 模型建立了茅洲河河口一、二维耦合的水动力、水质模型,模拟分析茅洲河河口建闸后对茅洲河干流及河口附近水质的影响。通过模型模拟表明,由于茅洲河干流中下游的污染物以及交椅湾地形的影响,交椅湾内水体流速变慢,茅洲河河口易形成污染带。通过茅洲河河口建闸前后的工况模拟分析,共和村断面在 2020 年工况下洪水期氨氮浓度在 1. 6 ～2. 3 mg /L 之间波动,均值为2 mg /L,建闸后基本稳定在 2. 13 mg /L。枯水期时建闸前氨氮浓度在 1. 4 ～2. 1 mg /L 之间波动,均值为1. 8 mg /L,建闸后基本稳定在 1. 83 mg /L。研究发现,河口闸的建设对茅洲河干流的水质基本没有改善作用。从污染物均值来看,河口建闸后闸上水质略有恶化,主要原因是河口处靠近外海区域污染物浓度较干流下游浓度低,建闸后闸址下游河水无法上溯,对断面污染物的稀释作用减小。本研究成果可供茅洲河水环境治理的相关决策提供参考,也可为其他流域的河口闸建设研究提供参考。     

鄱阳湖水利枢纽工程对水质环境影响研究

鄱阳湖水利枢纽工程的建设,将改变湖内水动力特性,进而影响鄱阳湖的水环境质量。采用水深平均的二维水动力-水质模型对鄱阳湖现状水动力和水质进行模拟验证,水陆边界模拟采用动边界技术,摸拟"高水湖相,低水河相"的湖泊水域变化特征,水质特性为枯水期水质较差,丰水期水质较好,靠近入湖河口的湖区劣于湖心水质,北部出湖水质较好的现状。模型模拟预测在现状外部入流边界和现状污染负荷条件下,3种不同运行方式下,鄱阳湖湖流的时空形态相应发生的变化和相应水质变化。计算结果表明,枯水期大部分区域的水质浓度下降,但尾闾等部分区域有所升高,开闸泄水期前后,水质较现状水质下降,敞泄期的大部分时间,较现状水质基本相似,蓄水期水质变化不大。水动力特性综合水质浓度的改变,增加了局部水体的富营养化风险。研究结果可为枢纽的建设提供科学依据。     

河流水质模型研究概述

阐述了研究河流水质的意义，对国内外河流水质模型研究进行了概述，在此基础上，探讨了今后河流水质的研究方向。     

密云水库垂向水温模型研究

本文根据密云水库自身的特点，采用垂向一维水温模型对密云水库水温进行预测.模型中充分考虑水面热交换、入流、出流、热扩散、热对流等影响因素，利用1991年实测资料对模型参数Dz、η进行校定，根据校定的水质模型对1992年的水温进行预测，得出全年水温随水深分层变化并得到相应实测分层资料的良好验证.此模型可作为库区其它水质参数分析预测的基础。     

水环境数学模型研究进展

水环境数学模型的研究按照时间可以划分为三个阶段。对每个阶段的特点和发展情况进行了详细叙述。阐述了水质模型在水质预测、水质规划评价、水环境容量计算和水质预警预报中所起的作用,以及在国内外的实际应用情况。介绍了当前国内外在各个发展方向上的研究进展,说明水质模型未来的六个发展趋势:新模型的开发,不确定性水质模型的研究,水质模型与“3S”的结合,多介质环境生态综合模型,人工智能和水质模型的结合,地下水和地表水转换的水质模型。     

黄河包头段水质状况短期预测

包头市是中国重要的重工业基地,也是严重缺水城市,流经包头市南缘的黄河成为包头市可利用的重要地表水源,因此准确地预测黄河包头段地表水污染物浓度及其趋势变化具有重要的理论和现实意义。采用灰色残差辨识法对黄河包头段地表水体建立DO、TB、IMn和NH3-N四项污染指标的水质预测模型,预测结果表明,DO、TB和NH3-N三项污染指标预测结果与实测结果基本吻合,而IMn指标波动性较大,可能是由于不合理放牧及化肥过量使用导致实测值无规律变化造成的,但总的预测变化趋势符合实际情况。     

基于水质目标管理的涑水河水环境容量研究

应用水质目标管理技术方法,研究涑水河水环境容量计算及分配,污染负荷削减等关键技术,实现涑水河污染物减排。建立涑水河水动力水质模型,结合实际监测资料,进行模型率定和验证,并对涑水河在95%、75%、50%保证率下,各断面COD、NH_3—N水环境容量的研究。COD水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-6802.037、-5891.560、-5203.764 t/a;NH_3—N水环境容量在95%、75%、50%频率年分别为:-3328.943、-2070.057、-1821.376 t/a。需要对其进行污染物削减,确定涑水河污染物的削减量,COD在特枯年、枯水年和平水年削减量分别2103.75、1926.58、1702.33 t/a;NH_3—N削减量分别是927.07、605.31、546.29 t/a。将水质目标管理技术运用在涑水河水环境容量研究中,为流域环境水质改善提供技术支撑。     

顺义新城温榆河水资源利用工程受水区水环境容量分析

根据"引温济潮"工程受水区河段水文情势和水质现状,对不同的水体分别运用河流一维水质模型和湖库均匀混合模型,对受水区的水环境容量进行研究,以便为受水区的水质安全和生态安全提供科学的依据。研究结果表明:城北减河段CODCr和NH3-N的现状水体环境容量分别为680.36t/a和57.66t/a;潮白河段CODCr和NH3-N的现状水体环境容量分别为7240.80t/a和224.65t/a。对比现状与设计条件,工程受水区潮白河段化学需氧量严重超出河段的水环境容量,理论削减量达379.09t/a。因此,要使工程受水区水体功能恢复,必须采取有效措施削减污染负荷。     

杭州市新取水口水质论证

杭州市为抵御咸潮,满足日益增长的用水需求,计划将自来水取水口由珊瑚沙上移至里山位置。在规划期里山取水口的水质能否达到饮用水水质标准是公众关心的问题。在分析里山河段现状水质的基础上,借助 Mike21 软件,进行了钱塘江多站位水文及水质的验证,计算了规划期里山取水口附近的水质情况,并通过改变上游径流量、上游来水水质、下游潮汐条件、污染负荷控制情况对里山取水口的水质影响作敏感性分析,从而论证在里山位置设置取水口的合理性。通过计算分析表明,在规划期的排污条件下,上游枯水流量遭遇下游小潮时,里山河段的水质指标 COD_Mn接近二类水体临界值,为确保饮用水的质量,需削减城镇污染负荷的排放。上游径流量、上游来水水质、下游潮汐条件、污染负荷的改变对里山取水口水质的影响敏感。     

基于无人机高光谱成像技术的河湖水质参数反演

以云南星云湖和深圳茅洲河为例,利用无人机高光谱成像仪获取研究区高光谱影像的同时对地面水质参数进行采样,构建水质参数的最佳双波段监测模型。结果表明：叶绿素a的模型精度最高（R2=0.99,RPD=7.55）,其次是悬浮物（R2=0.95,RPD=4.86）,总氮（R2=0.88,RPD=2.04）和总磷（R2=0.86,RPD=1.93）,最低是浊度（R2=0.60,RPD=1.65）。无人机高光谱成像技术为城市河流、湖泊的水质监测提供了全新的数据来源和技术手段,同时也为湖泊、河流的水环境保护及治理提供了依据。     

QUAL2E模型在呼和浩特市水质模拟中的应用

呼和浩特市的地表水系由黄河干流和支流组成,以支流为主,整个地表水系统呈树枝状分布,水质污染严重。建立了呼和浩特市的河流水质模型,选用BOD5,CODMn作为模拟污染指标,给出模型关键参数的确定方法,应用QUAL2E模型进行河流水质模拟分析,检验QUAL2E模型参数。模拟结果表明,模型合理有效,能很好地描述河流的水质状况,可进一步为水环境规划提供有利工具和科学的参数依据。     

梯级电站建设对水质的影响

采用一维水动力数学模型和水质数学模型,对梯级电站建设前后的CJ江干、支流的水质变化进行研究,预测CJ江2020年5个梯级电站建设后干流水质主要参数的变化情况。结果表明,各梯级电站水库蓄水后各坝址处平均DO质量浓度将较建库前略有下降,BOD5和NH3-N的质量浓度呈下降趋势,TP质量浓度变化较小。