天津滨海地区水库水质咸化问题及机理分析

天津滨海地区的北大港水库和其他水库存在水质咸化问题.根据传质理论,结合滨海地区的自然地理和气候特点,全面地分析了滨海地区水库水质咸化机理,主要机理有盐碱土和地下水的传质作用、蒸发量大于降雨量的蒸发浓缩作用、风的搅拌加速传质作用和加速蒸发浓缩作用等.     

"引黄水"在北大港水库蓄存期水质咸化机理分析及防治措施

长期以来，“引黄济津”工程是解决天津市缺水问题的一项有效措施，北大港水库是该工程惟一的调蓄水库。“引黄水”经北大港水库蓄存一段时间后水质咸化，氯离子浓度超过了地表水Ⅲ类水质标准。从质量传递理论出发，全面地分析了“引黄水”水质咸化的原因，得出了“引黄水”水质咸化受北大港水库所处地区的自然地理条件和气象条件影响的结论，提出了减缓“引黄水”水质咸化速度的一些工程措施。     

北大港水库水质咸化规律与影响因素分析

天津滨海平原水库普遍存在的水质咸化问题,以北大港水库为研究对象,采用野外调查和取样分析方法,识别了北大港水库不同季节水质咸化垂直分布规律,同时分析了水库水质咸化机理及其影响因素。研究结果表明:从电导率、氯离子和总溶解性固体(TDS)等代表性咸化指标来看,相对于引黄水,水库水各站点均存在咸化现象,并且出库口水质咸化程度明显高于进水口;不同站点电导率、氯离子浓度和总溶解性固体(TDS)值分别为867.5μS/cm、0.41g/L和1.46g/L,水体呈弱碱性;北大港水库水质咸化程度有季节性变化,为夏季略高于春季;水库各站点氯离子浓度和TDS值垂向上均随深度的增加而降低,但不明显;而电导率则随着深度的增加而增加,且变化明显。研究还发现,水库水质咸化受土壤含盐量、温度和混合作用的影响:从各站点水平分布来看,越靠近海岸线土壤含盐量越高,水质咸化现象越严重;温度的升高会影响底泥盐分的释放,温度越高,底泥中Cl-越容易释放;引黄水进入水库后,水库水体垂向发生了混合作用,导致氯离子和TDS垂向方向变化很小。     

北大港水库水质咸化特征与沉积物盐分释放

选择天津滨海地区北大港水库为研究对象，采用野外调查和数据分析相结合的方法，于夏季对水库不同位 置取样，分析水体 pH 值和主要咸化指标溶解性总固体（TDS）及 Cl ?质量浓度，研究北大港水库不同位置水质咸化 的变化规律，对水库咸化机理进行探讨。研究发现：沿着水流方向自西向东，TDS 和 Cl ?质量浓度呈现“水库上游 闸＞水库下游闸”的分布特征，而 pH 值正好相反，沿着水流方向水体咸化呈现逐渐减弱的趋势；北大港水库水体 各指标在垂向分布上可分为两种类型：“混合型”水体，多分布在水库水流上游西侧进水闸口（南岸进水闸、赵连 庄闸、马圈进水闸、大港农场闸和刘岗庄闸），水库东南部的沙井子闸以及东北部的出水闸（十号调节闸和排咸 闸）；“分层型”水体，TDS 和 Cl ?质量浓度在垂向上均随着深度的增加而增加，其中三号泄水闸最具代表性。沉积 物盐分释放对水库咸化有影响。     

北大港水库分库后的水质咸化风险研究

对北大港水库水环境、库区底泥及土壤盐分分布、释放强度及规律、水文地质条件等方面进行实验分析,通过模型对水库分库蓄水后水质变化进行预测,提出北大港水库分库后作为南水北调东线及引黄济津工程调蓄水库的咸化风险以及为防止咸化采取的水质、水位控制方案和对策措施。     

胡陈港水库水质咸化原因分析及治理对策

宁海县胡陈港水库自建库以来，水质长期偏咸，不适合作饮用水及工业用水，水资源利用率极低，通过对库水污染原因的调查分析，提出相应的治理措施，可望在短期内明显改善水质，并有效提高水资源利用率。     

海水入侵区域咸化土壤对上层水质影响的室内试验

为研究海水入侵过程中咸化土壤对上层水质的影响,进行了室内静置试验。试验结果表明:随着海水浓度的增大,海水入侵区域咸化土壤对上层水质影响越来越大,且咸化速度也越大;有海水补给情况下,咸化土壤对上层水质的影响更为剧烈,范围更广,不容忽视。在进行海水入侵相关研究以及海水入侵防治工作时,考虑底部咸化土体对上层水质的影响是很有必要的。     

南通市地下水压缩开采对水质咸化的控制效应

为了准确评价南通市地下水压缩开采对水质咸化的控制效应,根据南通市的水文地质条件,概化出了南通市的水文地质概念模型,建立了南通市地下水渗流与溶质运移三维耦合数值模型,分别预测了现状开采和压缩开采条件下2018-2034年逐年地下水水位和地下水中氯离子质量浓度的变化趋势。预测结果表明:现状开采条件下2034年底南通市第Ⅲ承压含水层中氯离子质量浓度大于250 mg/L和270 mg/L的面积分别达到355.17 km^2和30.67 km^2,2030-2034年咸化速率为9.59 km^2/a;压缩开采条件下2034年底氯离子质量浓度大于250 mg/L和270 mg/L的面积分别为329.21 km^2和1.76 km^2,2030-2034年咸化速率为7.52 km^2/a,压缩开采方案能有效控制第Ⅲ承压水的咸化问题。     

天津滨海地区城市供水调节水库水质咸化原因与改善途径

对天津市滨海地区的北塘水库沉积物(0~40 cm)中有机物、全盐量、钠离子和氯离子等浓度进行测定,运用沉积物盐渍化和碱化度(ESP)等方法,探讨滨海地区蓄淡水库水质咸化的主要影响因素和改善途径。结果表明:咸化浅层地下水的补给是水库咸化的重要因素,扩大水源地保护区范围,加强水库周边排沥设施建设,使地下水深度降至水库的临界深度以下,是水库水质咸化首要的改善途径。     

挺水植物与沉水植物组配对北大港水库水质的影响

选取北大港水库当地优势种挺水植物香蒲和广盐性沉水植物篦齿眼子菜、金鱼藻、狐尾藻为研究对象,研究香蒲与不同沉水植物的组配试验对水体净化效果的影响。结果表明:香蒲与篦齿眼子菜组配对水体NH₃-N、TP的去除效果最好,去除率分别为62.1％、83.9％;香蒲与金鱼藻组配对TN、COD的去除效果最佳,去除率分别为93.3％、30.4％。利用Matlab软件平台对试验结束时的水质进行分析,发现香蒲与金鱼藻组配方式对水体的净化能力最强。     

新型高效风力提水装置风洞实验

为了解决传统风力提水机存在的多叶片大实度、风能利用系数低下、生产成本高等问题,对所设计的具有低实度、高气动性能的新型高效风力提水装置进行实验研究。推导了适用于风力机的相似理论,建立新型风力提水装置的物理模型,在河海大学风洞实验室中进行吹风实验,测量了额定工况下风轮的风能利用系数以及不同工况下装置的流量,并绘制流量特性曲线。实验结果表明,装置在2.8m/s微风下能够起动,在额定工况下风能利用系数可达0.43以上,达到设计要求,在设计扬程下风力机与水泵匹配性能最好,效率达到最大。     

地下水与土壤盐渍化关系的动态模拟

在大气－土壤－地下水连续系统中，本文将土壤水－地下水部分动力学理论和数值模拟技术结合的方法，研究了地下水与土壤盐渍化关系，并进行了动态模拟。在完成土壤水盐数据自动采集系统研制、水盐运动参数测定，数学模型建模识别，数值计算方法选择评价４项基础研究后，针对干旱区的一个大型灌区土壤－水环境中溶质迁移动态进行了系统模拟，获得复杂环境条件下多因子、多处理组合模式化的图谱，有助地下水与土壤盐渍化定量关系深入揭     

防治土壤盐碱化地表水地下水联合管理模型

对防治土壤盐碱化的地表水地下水联合管理模型的一般结构进行了描述,重点介绍了国内防治土壤盐碱化的地表水地下水联合管理模型及其优化方法的研究现状,对代表性文献进行了评述。分析了联合管理模型中存在的不足,并就该研究领域的发展趋势提出了个人看法。     

利用风能提水曝气与加强水力循环的探讨

水体曝气充氧可以起到改善水质的作用,但目前常采用的曝气方法存在运行管理成本高等问题。为此,在分析我国风力提水发展现状的基础上,开展了利用风能提水曝气和增加水力循环方面的研究,探讨了利用风能改善水环境和修复水生态的优势。研究认为：利用风力提水对水体曝气充氧,改善水质是可行的,并且风力提水设备具有一次性投资、长期受益,投资小、收益大,节能环保等优点。     

一维半地转浅水模式反演的理论分析和数值试验

本文利用变分伴随方法，结合正则化思想，对一维半地转浅水模式中各参量的反演进行了理论分析和数值试验。文中首先利用伴随方法导出了进行反演时所需的各参量的泛函梯度，然后就初边值和模式参数的联合反演问题进行了数值试验。试验结果表明，采用正则化后，模式参数反演的结果明显优于未采用正则化时反演的结果。     

单多普勒雷达风场反演的理论分析与数值试验

本文利用变分伴随方法,结合正则化思想,提出了一种反演单多普勒雷达风场和参数的新方法。首先利用伴随方法导出了反演时所需的泛函梯度,然后进行了数值试验。试验结果表明,在引入误差系数与最优选择正则化参数的前提下,新反演方法不但解决了不适定问题,而且风场、源项和涡旋扩散系数的反演精度比普通反演方法都有提高。同时,新反演方法具有目标泛函下降速度快、迭代次数少、计算效率高等优点。