水质耦合模型分类及应用进展

水质模型广泛应用于水质模拟、预测与辅助决策,是研究水污染、治理水环境的一个重要工具。近年来国内外关注于水质耦合模型研究,它能够克服使用单个模型的局限性,提高了模拟精度。系统介绍了国内外广泛运用的三类水质耦合模型类型,主要包括多个水质模型组成的耦合模型、水文-水质耦合模型、GIS-水质耦合模型,着重介绍各耦合模型的内在发展驱动力及应用情况,讨论耦合模型在实际应用时的优越性。此外,还对水质耦合模型耦合方式的优、缺点进行总结。最后根据模型耦合方式存在的难点提出了对水质耦合模型未来发展的展望。     

水质模型发展过程中的若干规律分析

水质模型研究进展中存在着偶然的飞跃也存在着必然的规律。结合国内外大量水质模型的研究经验, 从模型 的复杂程度、 不确定性、 研究范围、 适用范围在水环境研究中的地位和作用几方面分析研究了水质模型的发展过程 中的内在规律, 从哲学的角度评价了水质模型的发展趋势及特点。选择复杂程度恰到好处的模型比一味选择复杂 的模型更重要; 不确定性使水质模型只是对真相最接近的模拟; 选用适合特定条件下水体特征的模型; 影响水体的 内因和外因权重在变化; 水质模型更好的运用需要社会管理的协助。客观理解和正确认识水质模型, 将会对恰当选 用模型及弄清水质模型在水环境模拟中的地位起到指导作用。     

地表水质模型研究综述

水质模型是进行水污染控制和水环境质量规划的有效工具。简要描述了地表水质模型的分类和国内外研究现状,重点介绍了目前几个主要的综合地表水质模型:Streeter Phelps模型及其修正公式、QUASAR模型、QUAL模型、WASP模型、MIKE模型,并对地表水质模型研究方向进行了展望。     

漓江水环境本底值与背景值调查研究

水环境背景值是水体环境质量研究的基础工作。鉴于目前国内外对区域性河流背景值研究甚多,而对区域性河流本底值研究还处于探索阶段的情况下,本文对漓江水环境本底值作了探索性研究,在本底值研究基础上提出漓江水质背景值及污染起始值研究,为漓江水质规划与管理提供科学依据。漓江水质本底值与背景值调查是桂林地区环境监测站水质组全体成员所作,该组同志于1979年至1982年对漓江9条主要支流作了大量调查,积累数据5,677个,基本摸清了9条支流的水质本底情况。     

水环境生态模型国内外研究进展

阐述了国内外有关生物生长和河流、湖泊、海洋等不同类别水体的生态模型研究进展，指出了国内今后水环境生态模型应该着重研究的方向：模型的全局灵敏度分析，生物生长模型和水质、水动力模型的动态耦合，模型与GIS等现代科学技术结合。      

水环境模型中不确定性方法研究进展

不确定性是自然现象中普遍存在的,在水环境中不确定性因素众多,也使得不确定性研究逐渐成为水环境模型研究的热点之一。对不确定性在水环境模型研究中的产生与发展进行了总结,介绍了水环境模型中常用的不确定性研究方法及其特点,并结合国内外的水环境模型,对其不确定性研究的发展趋势进行了展望。     

地表水环境数学模型研究进展

简述了地表水环境数学模型,包括水动力学模型、水质模型和水生态模型的发展历史、应用现状及国内外最新研究成果,深入探讨了模型敏感性和不确定性分析、模型模拟精度等应用中被广泛关注的疑难问题,指出模型系统化、综合化和平台化,大数据支撑下的与新兴技术结合创新,以及模型法规化等将成为水环境模拟与预测领域未来的研究热点。     

淮南采煤沉陷区水环境影响分析

水质模型是预测评价建设项目对水环境影响的重要手段之一.在研究水利工程建设的水环境影响时,往往需要二维动态模型进行分析研究.近几十年来,国内外许多学者已做了大量研究工作,提出了各种方法的水质模型,包括有限差分法、有限单元法、特征线法及有限体积法等等.笔者建立了二维非稳态FVS格式水流水质模型,对淮南潘谢矿区采煤沉陷区不同蓄水条件下的水流水质过程进行了数值模拟,计算了采煤沉陷区在2020年积水面积和治理措施条件下库区水质浓度场分布,对水质可达性进行了研究.     

重要水源地小流域水环境动态模拟及调控研究

本研究选取北京密云水库上游曹家路小流域为对象,通过野外监测和模型计算的方法对小流域水环境进行动态模拟及调控研究。综合运用水文学、水环境学、数理统计和地理信息系统等方法,并结合野外监测、实验室分析和计算机模拟等手段,建立了小流域半分布式水文模型和一维河道水质模型。运用该模型对曹家路小流域的水质状况进行了模拟计算,得到了流域出口断面NH3-N、Os、BOD、COD和TN等水质因子的总体特征和全年全时段变化过程。根据1956~2000年的水文数据,分析了流域特征水文年水环境的动态变化,提出了相应的水质保护和水环境容量利用综合调控方案,并依据区域的经济发展进行了水环境动态规划。     

基于ArcGIS Engine 的全国水环境管理信息系统设计与实现

基于嵌入式GIS组件系统ArcGIS Engine 9.0,研究开发了全国重点水质测站水环境管理信息系统,实现对全国160多个重点水质测站长时间序列数据的整理入库、查询、统计分析以及成果输出可视化等功能,系统同时集成了水环境专业模型,实现了对水质测站数据水质评价、水质趋势分析以及水环境模型预测等功能,从而更具专业性和实用性。该系统的构建和运行,提高了水利部水环境监测评价研究中心为国家决策部门和公众服务的质量和效率,有利于促进我国水环境管理方式的变革、实现水利科技的信息化。     

Statutory Regulation of Water Quality in Modern Australia

Abstract

At the beginning of the 21st century, there has been recent development, in human historical terms, of substances that can cause serious harm to human health, and also development of remarkable new analytical technologies capable of detecting substances at the atomic level. Despite this, Australia, though an advanced country, has not implemented any mandatory water quality standards or developed a program similar to well established U.S. or European programs. Presented in this paper is an analysis of the statutory regulatory methods for domestic water in mainland Australia. First, the paper briefly reviews the need for mandatory regulations as opposed to voluntary guidelines. Second, the development of guidelines for drinking water by the National Health and Medical Research Council is reviewed, followed by the legislative requirements in each of the five mainland States of Australia. Drinking water guidelines have been used to assist planning and management and were not construed to be legally enforceable mandatory standards. Health Acts in each State remain the primary statutory defenders of water quality, and the variability between Acts is considerable. Third, other legislation that states the necessity of a high quality of water but does not guarantee its deliverance for all uses is referenced as miscellaneous provisions supporting the need for a comprehensive risk reduction water quality program. The main organizations that supply water in Australia are listed along with the nature of their obligations to supply a quality product. Each State has specific water sanctions that attempt to safeguard water quality, but the legal rights of customers have not advanced substantially. The major administrative scheme in Australia that can enforce quality is licensing, and is this limited to the urban regions of Victoria, New South Wales, and Western Australia.     

地表水地下水的交互与耦合模拟研究现状与进展

在介绍"四水"转化概念模型的基础上,引出了地表水与地下水之间的联系及相互作用过程,归纳地表水和地下水交互作用研究的基本规律和方法;系统介绍和对比国内外典型地表水与地下水耦合模型的总体结构、特点、适用领域及模型的局限性。对地表水地下水交互作用过程及耦合模拟研究中存在的问题提出看法,认为集成模型应该解决时空尺度整合、参数的不确定性等关键问题,指出综合水循环和水质各组成部分的复杂系统模拟是模型发展的必然趋势,对今后研究工作的发展趋势和研究前景作了探讨。     

系统动力学方法在水资源系统中的研究进展述评

系统动力学方法具有反馈控制理论在水资源系统的动态变化及系统运行的因果机制分析中优势显著。本文简要介绍了系统动力学方法的特点及发展历程,随后从水量、水质和水生态3方面系统地分析评述了系统动力学方法在水资源系统研究中的应用及其进展状况,指出系统动力学方法能很好地适应水资源系统自身特点和发展趋势,并提出了系统动力学方法在未来水资源系统研究中的发展趋势主要包括扩展研究尺度,关注水资源系统的复杂性,聚焦自然—人工复合系统和注重方法耦合互补等方面。     

水资源水质水量联合调度研究进展

在我国水资源严重短缺和水资源压力不断加重的背景下,水资源的水质水量联合调度成为了解决我国水资源问题的重要途径,并凸显出相较于单方面水量配置或是水质配置的优越性。总结了国内外在水资源水质水量联合调度方面的研究成果,分析了我国水资源水质水量联合调度现状,针对水质水量联合调度模型进行了研究,提出了水质水量联合调度中存在的水质水量相互影响考虑不足、缺少统一有效的模型、空间分配模型欠缺等问题,并针对存在问题提出了时间与空间分配问题综合研究以及数学模型多元化发展等解决的途径和方法。     

长江流域水资源预测技术

水资源预测作为现有水文、气象预报的一种拓展，必须以现有水文、气象预报手段为基础，充分利用现有的信息化技术，从气候、地理、水文水资源、水环境保护等不同领域对影响水资源变化的诸多因素进行综合分析，构建水资源预测信息平台，加强对气候、水资源等方面的基础性分析研究，开展短期气候预测技术应用研究。开展长江流域水资源预测还需要结合流域内经济发展指标，对长江流域可供水资源、工农业用水、居民生活用水、生态环境用水需求量、水质监测等信息进行收集整理和分析，通过对长江流域或流域内某一地区未来降雨量的预测，对该地区可能形成的地表径流量、水质等作进一步预测，并分析其与用水需求量之间的基本规律和经验关系，建立适合长江流域水资源预测模型，并对流域内重点区域水资源质、量在未来一定时间尺度内的变化趋势进行预测，建立相应的水资源供需关系的预警机制。目的是更好地合理利用水资源、优化水资源配置，为长江流域经济和社会的可持续发展提供强有力的技术支撑：     

饮用水典型卤化含氮消毒副产物三氯硝基甲烷的研究进展

三氯硝基甲烷(TCNM)是饮用水处理过程中产生的典型的卤化含氮消毒副产物,在饮用水水质标准日益严格的今天受到了学者们的广泛关注。就国内外目前对TCNM的研究现状进行分析,介绍了TCNM的分析方法及形成机理,综述了饮用水处理过程中TCNM生成的影响因素,并探讨了该领域的研究方向,旨在为解决饮用水中的TCNM污染问题提供新的思路。     

采煤沉陷水域水环境研究主要方法评述与趋势分析

采煤沉陷水域水环境系统具有相当的复杂性和特殊性,对其进行分析、评价、模拟与预测,是当前能源基地资源环境可持续发展关注的焦点。本文评述了采煤沉陷水域水环境研究的主要方法：调查分析与原始观测实验、水质评价方法和水质模型模拟预测,并指出研究方法应考虑沉陷水域的特殊性,分析了当前采煤沉陷水域水环境研究的主要问题与发展趋势,旨在为采煤沉陷区水环境的深入研究和规划管理提供参考。     

Water and the CGIAR: A Strategic Framework

Abstract

Among the many institutions addressing development issues at the international level, the 16 research centers of the Consultative Group of International Agricultural Research (CGIAR) focus on the goal of reducing poverty, hunger, and malnutrition by sustainably increasing productivity of resources in agriculture, forestry, and fisheries. The CGIAR has certain comparative advantages in carrying work in water at the various scales, from the farm up to global, that should be offered to the international community. This discussion paper addresses the question: what are the major water issues relevant to the CGIAR goal? The paper also presents a justification of the research needs and opportunities as well as some initial ideas for the development of a specific research agenda on each area. While other international organizations are very active in many international initiatives, the CGIAR is one of the few that could contribute much needed research information in many world areas. The CGIAR must focus more on water in relation to the plight of the poor in particular. There is a need to increase the adaptive capacity of the poor, and to manage the water supply and quality constraints. This could be achieved by focusing at the community level and by developing inexpensive, easy to use monitoring tools that would alert the communities of forthcoming problems and provide them with means to take remedial action. This action is often needed long before there is any hope of changes in policy and other macro-level interventions. The fundamental issue of water as a food requires that attention be given to the quantity and quality of water available for domestic use in poor households and communities. Health issues associated with domestic supply and with irrigation management have been important research themes in the CGIAR and demand increasing attention. Given the current composition, activitiesm and comparative advantages of the CGIAR, it is proposed that research on water management should focus on the following four broad general areas: (1) improving the efficiency of water use in agriculture through increased water productivity; (2) management of watersheds for multiple functions; (3) management of aquatic ecosystems, in particular those sharing boundaries with terrestrial ecosystems; and (4) policy and institutional aspects of water management. As the aim of water management research is to address water constraints and issues in an integrated manner, the four areas cannot be treated in isolation from each other. There is thus a need for the fifth area for achieving integration at and across different scales.     

流域水环境与生态学研究回顾与展望

简要分析了流域水环境与生态学的发展历程,系统介绍了2010年以来中国水利水电科学研究院水环境研究所取得的主要科研成果:(1)水环境监测技术与标准。形成了水环境监测分析技术与标准体系,研发了系列水环境监测标准物质,研究了水源地健康风险评价技术与水污染事件应急预警预报关键技术,研发了水环境监测新技术与设备;(2)流域水环境与水生态过程演变机理与模型。在大型水库重金属污染物水环境演变机理及效应、生源物质流域迁移转化特征及驱动机制、生态水文过程变异与河湖生态响应机制与流域水环境与生态模型等方面取得系列创新成果;(3)流域水质目标管理与流域水环境综合治理技术。形成了水功能区达标评价技术体系、流域容量总量控制技术体系,提出了流域水环境综合治理规划技术与湖库沉积物污染评价与生态疏浚方案制定技术,研发了生物慢滤水处理水质净化技术及设备;(4)河湖健康评估与水生态保护修复技术。提出了河湖健康评估标准,研究形成了河湖水系生态连通技术、生态流量确定技术、水质水量联合调度技术与水生态修复技术。最后分析了新时期水环境与生态学的科技需求,提出了水环境研究的展望。