白洋淀非点源污染的生态工程技术控制研究

白洋淀是华北地区最大的淡水湖泊，由于它具有丰富的物产和多种生态服务，被誉为“华北明珠”和“华北之肾”。从2003年水质监测结果来看，白洋淀的大部分水域水质为劣Ⅴ类，主要污染物为TP、TN和NH3-N。通过对污染源的实地调查，发现农业非点源污染是造成白洋淀污染的主要原因。由此看来，除继续加强主要工业污染源控制外，如何实施区域环境对非点源污染物的净化能力，是控制淀区污染的主要途径。在分析调查和模拟实验的基础上，提出了包括生态施肥技术、水土保持技术、污水和固体废弃物处理技术、生态缓冲带和湿地生态系统等源头和径流控制措施来控制白洋淀的非点源污染。     

总量控制中削减污染物合理分摊问题的求解方法

在总量控制中应该公平、合理的将削减污染物分配到各个排污单位，同时考虑经济的合理性。文中阐明了公平合理的污染物削减分配方案应满足的条件，运用了三种分析与处理削减污染物分摊的求解方法：非线性规划法、满意度法、基于多人合作对策思想基础的协商仲裁法。最后用渭河流域的资料进行了验证。     

数字湿地及其实现的关键技术框架探讨

湿地作为人类重要的生存环境之一，具有重要和独特的生态环境功能。数字湿地是数字地球的一个重要区域层次，是集数字化、网络化和信息化等多种高新技术为一体的可视化计算机管理和决策的湿地信息系统。数字湿地的构建对于实现湿地资源信息的共享、湿地环境的保护、退化湿地的恢复与重建及流域管理等方面具有重要的现实意义。数字湿地实现的关键技术主要包括数字湿地数据获取、数据存储与处理、数据的高速网络传输与共享、虚拟现实与数字湿地可视化、空间数据挖掘、信息提取与知识发现等方面。     

三门峡水库运行水位对湿地水文过程影响研究

通过对三门峡库区湿地生态系统的水文过程及主要影响因素的调查和分析,研究水库运行水位变化对湿地生态系统水文过程的影响及主要生态效应,为恢复和维持河流生态系统健康提供依据.研究发现,降低水库运行水位,库区湿地面积将大幅度减少,湿地生态需水供给受阻,湿地生境状况出现不利变化,部分湿地将丧失原有的生态功能;湿地生态系统的水文过程变化将导致湿地多样性和景观结构、格局发生明显变化,严重影响区域的景观格局和生态安全;水库运行水位降低,将使库区周边地下水位降低,使地下水的供需平衡更趋恶化.鉴于生态问题的复杂性,需要对运行水位的生态效应进行长期、全面研究,以便采取有效的控制措施和对策.     

基于SWMM与NSGA-Ⅱ耦合的城区雨水泵站多目标优化调控

针对城区复杂水系统中雨水泵站的调控系统性弱和优化时效性慢的问题,将SWMM的水量水质过程模拟与NSGA-Ⅱ的快速非支配排序进行深度耦合,从减缓城区内涝、控制面源污染负荷输出与减低耗电量的角度,建立了多线程并行计算和带有决策者偏好的城区雨水泵站多目标优化调控模型。对天津空港经济区的雨水泵站优化调度进行实例研究,结果表明,与常规调度方式相比,在典型设计降水情景下,该优化模型在不显著增加节点积水累计时间的前提下,减少输出了1383.34 kg的污染负荷,节约了621.92 kW·h电能,求解速率可提升至单线程串行计算的4.2倍。该优化方案充分利用了泵站调蓄池的库容缓冲和水质稀释作用,减缓了场次降水对于城区水环境的瞬时冲击影响,降低了运行成本。     

基于BPNN算法的三门峡库区土地利用分类研究

在主成分融合的基础上,利用BPNN算法对三门峡库区土地利用类型进行了分类研究,并对比分析了BPNN算法与MLC算法的分类效果。结果表明:BPNN算法的分类精确度总体上优于MLC算法,采用BPNN算法进行土地利用分类可以取得更好的分类效果;BPNN算法及MLC算法对水体及滩地的分类效果均较好,前者对于沼泽的分类效果要略好于后者,但BPNN算法及MLC算法对其他土地利用类型的分类精确度相比水体、滩地要低,并存在部分错分现象。     

人工湿地植物水质净化作用的数值模拟研究

研究区域永年洼湿地面临生态退化、水污染严重等问题,已通过人工种植湿地植物进行生态修复及水质改善。永年洼连续2年的水质监测结果表明,随着湿地植物的种植和生长,洼内水体的氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)等都有不同程度的下降。本文根据湿地植物对水质的作用机理,通过MIKE模型的EcoLab中水质过程自定义及编辑功能,基于湿地植物的泌氧、细菌活性增加和植物吸收作用下水化学反应过程,构建"WQ+Veg"水质模块,耦合MIKE21水动力结果,模拟永年洼人工湿地种植前后湖区流速及NH3-N、 TN、 TP等水质指标的变化。在有加密监测的断面上,模拟有植物的2017年情景相比无植物的2016年情景,NH3-N、TN和TP平均下降了14.9%、7.33%和14.3%,与监测结果较为一致。在永年洼出水口处2017年相比2016年,NH3-N、TN和TP的去除率提高了7.2%、5.3%和9.1%。模型描述的反应过程清晰,可考虑湿地植物类型、分布、面积等条件下水质氮磷的响应,为大尺度湿地修复的布局及设计提供研究工具,同时为湿地水质净化效果评估提供依据。     

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。     

美国恢复和保护水体的10项原则

1972年 ,美国国会通过了《水清洁法》 ,在最近 1 0a,对该法进行了补充和修改 ,使其更加完善。提出了今后搞好水清洁工作、保护水体的 1 0项原则 ,给新制定的水清洁计划的具体方案提供了整体框架