生物慢滤系统对再生水中氮磷降解的试验研究

利用生物慢滤系统中菌-藻共生的特点,对用于景观补水的再生水中氮磷进行有效的去除,可有效预防由于再生水中氮磷营养盐浓度较高而引发的景观水体富营养化问题。通过生物慢滤系统净化再生水的试验研究表明,生物慢滤系统在保持上覆水深为80cm、滤层厚度为80cm、滤速为0.1m/h的条件下,对水体中总氮、氨氮、硝酸盐氮、总磷和高锰酸盐指数平均去除率分别为57.55%、50.16%、46.37%、66.32%和47.04%,叶绿素a的去除率可达95.75%;经生物慢滤系统处理后的再生水在景观储存过程中藻类的生长缓慢,叶绿素a含量始终维持在较低水平,氮磷含量较低且趋于稳定。经生物慢滤池处理的再生水用于景观水体的补充水源,可减少富营养化的发生频率。     

周期性加热Poiseuille-Rayleigh-Benard流动中局部行波的研究

该文通过二维流体力学基本方程组的数值模拟,研究了水平来流和周期性加热对腔体内流体的运动和动力学特性的影响。当相对瑞利数r(28)9时,随着水平来流雷诺数Re逐渐增加,腔体内的流体发生三种不同的运动,即局部对流运动、局部行波运动和水平流运动。对局部行波运动的周期pT进行研究,局部行波运动的稳定周期随水平来流雷诺数的增大而减小,随相对瑞利数的减小而减小;相对瑞利数越小,稳定周期随水平来流雷诺数变化的增长率越大。局部行波运动的区间(35)Re依赖水平来流雷诺数的强度,当水平来流雷诺数Re大于(35)Re的上限时流体为水平流运动,而当水平来流雷诺数Re小于(35)Re的下限时流体为局部对流运动;对于不同的相对瑞利数r,局部行波运动的区间(35)Re是不同的。随着水平来流雷诺数增大,发现腔体内上游行波区域对流圈的减少速度比下游行波区域更快。     

生物滞留系统去除城市地表径流中多环芳烃的研究进展

低影响开发(LID)生物滞留系统是净化城市地表径流的重要措施。多环芳烃(PAHs)作为难降解有机污染物,是城市雨水径流中的重要成分之一。通过总结城市地表径流中PAHs污染现状和国内外应用生物滞留系统去除PAHs的研究动态,系统分析了PAHs类污染物的去除机理、效果和影响因素。研究结果表明:生物滞留系统主要通过填料吸附、微生物降解、植物吸收、挥发等作用去除PAHs,平均去除率在30%~90%。影响去除效果的主要因素包括PAHs性质、系统组成与设计、微生物及环境因子等。建议关注生物滞留系统中PAHs的积累和长期运行效果,并开展系统优化设计和作用机制研究工作。     

基于MATLAB的贝叶斯网络供水工程水质风险分析

应用贝叶斯网络的逆向推理功能对供水工程水质风险进行计算,分析推理出供水工程水质风险的主要因素及其风险概率,可为供水工程安全运行提供理论依据。在收集历史资料、结合专家知识的基础上,对供水工程水质风险因素进行了识别,确定了引发水质风险的变量节点,构建变量节点之间的水质风险贝叶斯网络有向无环拓扑图,应用MATLAB对目标水质风险进行了分析计算。多因子联合影响下的水质风险概率,以调水源头水质和污水排放组合情况进行讨论,调水源头水质为Ⅱ类水时,对应污水排放为点源、非点源、不排放的情况下,供水水质级别大于Ⅲ类的概率分别为0.964 3、0.971 7、0.489 6,可见点源污染和非点源污染导致水质风险发生的概率增大,污水不排放时水质风险发生的概率将减小。贝叶斯网络具有处理多状态复杂模型以及双向推理的优点,相比传统的分析方法,其能够有效地进行水质风险原因的推理及其水质风险原因概率的定量计算。     

NaOH气液两相滑动弧放电处理含硫废气的研究

为了提高气液两相滑动弧放电对火电厂废气的处理效率,将传统的纯水液相替换成NaOH溶液。通过观测放电过程中的电压-电流波形和发射光谱,研究加入NaOH对滑动弧放电的电气特性和光学特性的影响。选取SO_2作为待处理废气,对比分析NaOH溶液、纯水液相下SO_2的去除率以及产物浓度随处理时间、气体流速的变化情况,以及NaOH溶液浓度对SO_2去除结果的影响。实验结果表明,相同条件下,NaOH溶液代替纯水液相增强了气液两相放电强度,电离出更为大量的OH自由基;同时,NaOH的加入使SO_2的去除率提高了5%~7%,产物中的SO3含量较纯水液相时降低了50%左右。     

多沙粗沙区5流域水沙变化及其对人类活动的响应

基于多沙粗沙区皇甫川、孤山川、窟野河、秃尾河和无定河流域(5个流域)中各水文站1956~2012年逐月降雨、径流和输沙实测资料,对比了5个流域水沙情势,并定量分析了降水和人类活动对水沙变化的贡献率。结果表明,1956~2012年径流量、输沙量减少趋势明显,输沙量主要集中在汛期,占全年的96%,2000年以后,输沙量急剧减少;截止2010年,该地区实测水库总库容67 899.5×104 m3,仅为原库容的62.8%,同时该地区建有淤地坝9 114座,是水沙量减少的另一重要因素;在黄土高原北部区域,水库、淤地坝、灌区引水和煤矿开采等人类活动对径流量和输沙量的减少作用明显,也是水沙减少的关键因素。     

基于Archimedean Copula函数的流域降雨-径流关系变异分析

降雨径流关系是工程水文学领域中一个重要的应用问题,利用Copula函数在捕捉多变量间相依结构的灵活性这一优点,引入Archimedean Copula函数构建流域降雨-径流联合分布,诊断流域降雨-径流关系变异。以泾河流域为例,确定了降雨、径流分别服从Gumbel分布与对数正态分布,Copula函数检验结果表明,泾河流域降雨径流关系变异发生在1996年,并以降雨-径流关系变异点为分割点,将降雨、径流序列分割为1960~1996与1997~2010年两个阶段,分析表明两个时段降雨-径流关系发生较大变化,相同降雨情况下1997~2010年产流量相对1960~1996年减小30%以上,年降水量越小,产流量减小幅度越大,当年降水量为500mm时,减小幅度达到37.59%,并结合人类活动对照等分析,验证了Copula函数诊断流域降雨径流关系变异结果的合理性与准确性。     

近20年中国供用水结构变化与政策调控

供用水结构研究是制定水资源发展利用规划的前提和基础,对于实现水资源合理配置、提高供用水效率和效益,乃至促进社会经济协调发展意义重大。以2000—2019年全国降水量、水资源量、供用水量数据为基础,结合相关分析、回归分析及趋势分析,对全国供用水结构变化特征及原因进行探讨。结果表明：2000—2019年间,随降水量缓慢增加,全国水资源量呈缓慢增加趋势;供用水总量均呈先增加,于2013年达到峰值后逐年减小的变化趋势;农业仍为最大用水行业(占比为63.5%),其次为工业(占比为22.2%),但二者占比均呈不显著的逐年下降趋势;虽然生活用水与生态用水占比均较小,分别为12.4%、1.9%,但均呈较为显著的逐年上升趋势。各主要行业用水量变化受国家政策调控的影响明显,人民群众对美好生活的需求会致使生活用水量增加,党和国家以及全社会保护生态环境意识的增强会推动生态环境用水量的增加。研究有助于提高对我国近20年供用水结构变化的总体把握和国家层面进行政策调控重要性的重新认识。     

渭河下游河道冲淤变化对洪水演进特性的影响

基于三门峡水库建库后渭河下游河道演变及洪水过程实测资料,采用实测资料分析,理论分析和数值模拟相结合的方法,分析了渭河下游河道发生冲淤变化对洪水特性的影响。结果表明:自水库建成至2003年间,渭河下游河道发生淤积萎缩引起渭河洪水演变特性发生了显著地改变,渭河下游洪水位抬升、洪水传播历时延长以及洪峰削峰率增大,而这些洪水特性也是造成渭河下游河道发生淤积萎缩的主要原因。2003年之后,因渭河下游河道水沙条件的变化,洪水洪峰流量大幅度减小,河道出现冲刷,漫滩流量相较于先前减小,使渭河下游洪水位下降、洪峰传播历时缩短、洪峰削峰率不断减小。     

黄河上游径流统计特征及演变规律分析

以黄河上游唐乃亥水文站1956—2011年径流量资料为基础,分析了年内、年际径流量的变化特征,采用线性倾向估计法和极大熵谱分析法对径流量序列的趋势性和周期性进行了识别。结果表明:1黄河上游径流量年内分配差异明显,径流量主要集中在7—10月,7—10月径流量占全年径流总量的60%;2研究时段内丰水/特丰年份占整个序列长度的48.21%,年径流量极值比为3.08,径流量呈微弱减小趋势,有利于黄河上游水资源的综合开发利用;3黄河上游径流量存在28、8、5 a的显著周期。