牡蛎壳填料曝气生物滤池对城市生活污水的处理

利用原牡蛎壳、破碎牡蛎壳、塑料球分别为填料的曝气生物滤池(BAF)对城市生活污水进行处理,考察牡蛎壳作为BAF填料的可行性。结果表明,在COD和NH3-N去除方面,牡蛎壳填料要优于塑料球填料,原牡蛎壳、破碎牡蛎壳、塑料球填料BAF对COD的平均去除率分别为78.1%、77.8%、74.5%;当HRT大于4 h时,3种填料BAF对NH3-N的去除率分别为97.7%、97.3%和93%;HRT为2h时,对NH3-N去除率分别为55.5%、89.8%、35.1%;3种填料BAF对TP的去除主要通过磷作为微生物繁殖生长的营养成分而被去除;当HRT大于4h,由于牡蛎壳可中和NH3-N硝化过程产生的H+,2种牡蛎壳填料BAF出水的pH均高于塑料球填料BAF出水的pH,这也是牡蛎壳填料BAF对NH3-N具有较高去除率的原因。牡蛎壳可以作为BAF的填料,且在COD、NH3-N的去除率以及出水pH方面优于塑料球填料。     

基于互信息的湖泊日水位预测——以西洞庭湖为例

鉴于传统的湖泊水位预测在输入因子选择时具有一定的盲目性,以西洞庭湖为例,利用基于互信息的输入因子选择法建立了日水位预测模型。按河流生态功能将水文年划分为枯水期、汛前涨水期、汛期、汛后退水期4个时期,然后分期计算影响湖泊日水位的自变量与日水位的互信息,并引入广义相关系数将互信息归一化,选出各时期互信息最大的自变量因子作为模型的输入变量。经过模型计算与数据分析可得:F检验结果显著,回归值与实测值的相关度高,剩余标准差小。由此证明用互信息筛选出的因子作为模型的输入变量能取得较好的精度并在实际中易于操作。     

基于淮河中游鱼类不同等级生境保护目标的生态需水

随着社会经济发展,生产生活用水长期挤占生态环境用水,造成河道断流、生境破坏、生态系统恶化等一系列生态环境问题。针对淮河流域目前的水生态环境问题,以淮河中游鱼类为研究对象,通过分析河段天然流量过程,以淮河流域生态恢复为目标,建立鱼类保护目标概念模型,采用IHA及EFC指标体系分析天然流量变化特性,并用HEC-RAS模型基于鱼类生态水力需求确定流量值大小,得出符合天然流量动态变化且满足不同等级生境目标需求的生态需水推荐结果,可为淮河流域水资源优化配置提供依据。     

三峡水库蓄水后水温变化对四大家鱼自然繁殖的影响

三峡水库蓄水后,坝下水温变化对四大家鱼关键生活史阶段造成一定影响。本文使用水温变化指标定量评价蓄水后水温的改变程度,分析水温改变对四大家鱼自然繁殖的影响。基于宜昌水文站1983-2013年长系列逐日水温资料,建立了25个具有生态意义的水温参数,利用变动范围法计算了三峡水库蓄水后25个水温参数变化度,对高度改变的水温参数采用线性回归方法评估其变化倾向,基于F检验法检验回归效果。分析四大家鱼自然繁殖时间与水温参数变化的关系,研究四大家鱼自然繁殖对水温过程变化的响应。结果表明：整体水温改变度达44.2%,高度改变的水温参数有7个,分别是1、4、10、11、12月平均水温、最低水温出现日期、水温达到18℃日期,水温改变度达87.9%、75.8%、74%、100%、100%、74%、89.9%,说明三峡水库蓄水后坝下水温发生显著变化;下泄水温在消落期4、5份偏低趋势明显,较蓄水前平均降低2.3、1.7℃,由于4、5月水温偏低导致水温达到18℃的日期发生显著变化,由蓄水前4月19日推迟至蓄水后5月4日,平均推迟15 d。四大家鱼自然繁殖时间与水温达到18℃的日期密切相关,下泄水温偏低造成其自然繁殖时间推迟,首次产卵推迟至5月中旬,整个繁殖季节由4-7月份压缩至5-6月份,研究成果为三峡水库开展生态调度提供科学支撑。     

长湖纳污能力及水产养殖污染负荷估算

以CODMn、NH3-N、TN、TP作为污染指标,采用湖库均匀混合模型、狄龙模型和合田健模型对长湖纳污能力进行计算,并针对目前长湖水产养殖污染较重的特点,采用排污系数法、污染负荷率法对长湖水产养殖污染负荷进行估算。结果表明:长湖CODMn、NH3-N、TN、TP的纳污能力分别为8 523.15 t/a、1 495.57 t/a、1 932.70 t/a、96.64 t/a,长湖水产养殖所产生的COD、NH3-N、TN、TP污染负荷量分别为3 724.10 t/a、51.98 t/a、279.96 t/a、26.42 t/a。水产养殖对于长湖COD、TP的污染贡献较大是导致长湖有机污染和富营养化的一个重要污染源。     

遥感蒸散发数据应用对SWAT模型径流和蒸散发模拟精度的影响

为探讨遥感蒸散发数据补充研究区水文资料的能力,及其在SWAT模型应用中对径流和蒸散发模拟精度的影响。以淮河上游息县控制流域为研究区建模,并利用实测径流资料与遥感蒸散发数据(MOD16A2)设置3种参数率定情景:仅实测径流率定参数(S1)、仅遥感蒸散发率定参数(S2)、径流与蒸散发同时率定参数(S3),分析不同情景下径流与蒸散发过程的模拟效果。结果表明:从径流模拟而言,S2、S3较S1的模拟精度(NS系数)均有不同程度的降低,但S3在S2的基础上有较明显的改善;从子流域尺度上的蒸散发模拟而言,S1至S3模拟精度呈现出逐渐上升的趋势,在采用径流与蒸散发同时率定时,S3比S2情景NS系数上升的子流域个数占总数的46%。通过逐步深入探究遥感蒸散发数据在SWAT模型中的应用,以及对参数率定的影响,从而分析其对径流与蒸散发的模拟精度产生的变化,此方法也可推广到其他水文模型,在区域尺度水资源管理与利用上具有较好的参考价值。     

基于可公度和灰关联模式识别法的鲁台子、蚌埠站中长期洪水预报

选取淮河流域典型站点鲁台子站和蚌埠站为研究对象,基于站点1956-2010年的年径流总量、主汛期(6-8月)径流总量、年最大洪峰资料,采用可公度预测法和灰关联模式识别法对站点进行中长期洪水预报研究.结果表明:可公度预测法成功地模拟出了淮河流域2007年洪水的发生;灰关联模式识别法对鲁台子站和蚌埠站检验期的中长期洪水模拟合格率最高达100%,效果比较理想.以上两种方法在中长期预报中均具有一定的参考价值.     

DEM分辨率对小流域设计洪峰推求误差的影响

推理公式法在小流域设计洪水的计算中被广泛应用,DEM数据分辨率对公式中的流域地形参数取值存在重要影响,甚至会造成设计洪峰流量的计算误差。以深圳石岩流域作为研究区域,分别采用分辨率为30,60,90,120,150 m的DEM数据进行流域地形参数的提取及比较分析,并针对推理公式中的3个流域地形参数进行敏感性分析。研究结果表明:随着DEM分辨率的增大,分析的流域面积有增大趋势,主河道坡降则反之,而干流河长随DEM分辨率呈无规律变化;3个流域地形参数中,流域面积取值误差对设计洪峰计算精度影响最大,其次为干流河长,主河道坡降影响较小。综合考虑参数重要性,以及DEM数据分辨率及集水面积阈值对参数取值的影响,选用90 m分辨率的DEM数据,并设置集水面积阈值为390~500 hm~2来提取石岩流域的地形参数,推理公式计算所得设计洪峰误差是可接受的。研究结果可为类似的小流域设计洪水计算提供一定参考。     

天门市水资源承载力评价与适应性分析

为评价天门市水资源承载力情况,采用主成分分析法选取主要指标构成能较全面地代表天门市水资源承载力的简化指标体系,采用熵权法和主成分分析法对天门市2010—2014年水资源承载力进行评价,得到其水资源承载力综合评分,从而为天门市水资源可持续利用提供依据。研究结果表明:天门市水资源承载力主要受地表水资源量、用水量以及生活水平的影响并呈不断优化趋势,但综合天门市主要自然灾害为旱灾的现实情况来看,天门市对于旱季水资源量紧缺的情况缺少有效应对方法,这也极大影响了天门市的水资源承载力;在水资源承载力评价的基础上,对天门市水资源承载力适应性进行评价,认为其主要处于一般不适应和均衡状态。     

SWAT在淮河上游地区径流模拟中的应用研究

为了对淮河淮滨以上流域进行径流模拟,构建了适用于该流域的分布式SWAT模型,采用泰森多边形法产生子流域的面雨量,并以径流资料对模型进行率定和验证。结果表明,采用泰森多边形法处理降雨数据的模拟精度明显高于采用代表站法的模拟精度;SWAT模型对于平水年的模拟精度优于丰水年和枯水年,但对多峰的复杂径流模拟精度不高,说明SWAT模型产、汇流模块不够精细,难以模拟复杂的径流情况。