潮汐河口平面二维悬沙输移及河床变形的数值模拟

本文应用平面二维非恒定水流运动方程和悬移质不平衡输沙方程，针对不同物理量的特性，采用不规则网格的差分法求解水流运动方程和有限控制体积法求解悬移质泥沙输移方程。利用杭州湾水文泥沙实测资料对模型进行了验证，所得结果是满意的。     

一维河网物质输移模型质量不守恒问题及其修正

质量守恒是数学模型的基本要求。然而,国内一些较为广泛应用的一维河网物质输移模型却存在明显的质量不守恒问题。本文在分析该问题产生原因的基础上,对原模型提出了修正,进而建立满足质量守恒的一维河网物质输移模型,并对修正后的模型进行质量守恒检验。研究结果表明,原模型产生质量不守恒问题的根本原因在于模型的求解变量(物质浓度)定义于河段断面上,而非河段控制体中心,这一不当的设置导致模型在水流转向或者顺逆流的情况下出现质量不守恒的现象;质量等恒测试结果显示,修正后的模型成功解决了原模型质量不守恒的问题,其在计算过程中能够保证质量守恒。     

潮汐河网区闸泵联合调度引水冲污数值模拟

在建立西北江三角洲潮汐河网区水量水质数学模型基础上,以COD为水质模拟因子,模拟分析了枯水期沙口、石啃水闸泵站联合调度引水下佛山水道水环境效应。研究表明：(1)上游沙口泵站引水对河道上、下游水质均有一定改善效果;(2)中游石啃泵站引水能明显改善下游水质,但由于其引水对佛山涌涌口以上河段的水流造成明显的顶托作用,当沙口泵站引水量小于10m3/s时,随着石啃泵站引水量的增加,街边断面水质反而变差;(3)综合考虑各种引水方案下的水量水质模拟结果,要使达到较好的水环境效应,沙口泵站抽水流量应在30m3/s左右,而石啃泵站抽水流量应控制在20m3/s以下。本文研究为潮汐河网区引水冲污决策提供科学依据与理论支撑。     

河网对流输移问题的求解及应用

本文针对平原河网地区，河道纵横交错，水流流向顺逆不定、水流中输送的物质浓度属非稳态非均匀变化等特点，推导得到了适用于各种流动情况下，求解河网对流输移问题隐式差分方程的一套计算公式，及相应的河网计算方法，运用这一方法进行数值求解，不仅能反映上述各种特点，还具有所需的计算机内存少，计算速度快，易于掌握及应用方便等优点。     

潮汐作用对通江湖泊重金属镉的三相分布特征影响

为研究不同水动力扰动下金山湖重金属的三相迁移转换机制,采用环形水槽模拟湖内水流过程,进行重金属迁移模拟试验,并利用二维水流、悬浮物、重金属耦合水环境数学模型分区模拟金山湖一个全日潮镉迁移过程。结果表明:中高扰动强度下,水深越小,沉积物起悬强度越大;水深一定时,扰动强度增加,沉积态镉与溶解态镉均呈现下降趋势,悬浮吸附态镉则呈现上升趋势;低扰动强度时,镉的三相交换规律不明显,但沉积态镉较为稳定。在每个湖区内部,三态浓度大致呈两波峰两波谷趋势;从全湖来看,沉积态镉与溶解态镉变化趋势相近,且与悬浮态镉变化趋势相反。研究成果对于进一步揭示通江湖泊重金属迁移运输机制具有参考价值。     

三维水沙输移模型对深圳深水湾水沙输移的研究

运用三维水沙输移模型研究深圳深水湾的泥沙输移,经过实测资料的验证,计算值能够模拟实际情况,表明波浪对泥沙输移有重要的影响。为进一步研究深圳深水湾泥沙在潮流作用下的输移规律,模拟了1998年7月21日至1998年8月21日涨退潮期间的水沙运动,计算结果表明深水湾属于泥沙淤积区域。     

潮汐河网闸泵联合调度的水环境效应数值模拟

在已建立的西北江三角洲潮汐河网水量水质数学模型基础上,以COD为水质模拟因子,模拟分析了枯水期沙口、石啃的闸泵站联合调度引水情景下佛山水道的水质改善效果.计算结果表明:(1)上游沙口泵站引水对河道上、下游水质均有一定改善效果;(2)中游石啃泵站引水能明显改善下游水质,但由于其引水对佛山涌涌口以上河段的水流会造成明显的顶...     

河床孤石对沟槽输移能力的影响

通过室内试验分析了河床孤石对泥石流沟槽输移能力的影响，据此归纳和推导出了相关的数学计算公式。     

东北典型黑土区乌裕尔河中游泥沙输移月年时间尺度特征

水土流失是土壤侵蚀、泥沙输移和沉积的统一体.东北黑土区有关河流泥沙输移时间尺度的研究有助于更好的揭示黑土区土壤侵蚀规律和泥沙运移机制.本文以典型黑土区乌裕尔河中游依安水文站为研究对象,利用该站1957-1989年33年月、年时间尺度上的水沙数据,对黑土区河流泥沙输移特征进行了分析.研究认为,在月时间尺度上,水沙关系松散,径流量对泥沙量的决定系数为53.8%;年内月泥沙量存在着两个峰值,分别发生在春季的5月份和夏季的7月份,流域泥沙存在"存储-释放"的过程.流域泥沙量年际尺度差异大,受人类活动的影响,1957年以来,泥沙量和径流产沙能力呈现逐年增加的趋势.     

闸控感潮河段重金属迁移转化规律研究

以长江感潮江段的某入江河道为典型案例,根据闸控条件下的水文特征、污染物迁移转化特性分别建立了由入江河道及长江相关河段构成的动态二维水动力及重金属数学模型,模拟分析了闸门控制下入江河道的水流运动规律、点源连续排放的重金属浓度随时间变化及二维平面分布特征。模拟结果表明:在长江潮汐、水闸控制影响下,入江河道内重金属浓度在一定范围内呈现周期性波动的现象,重金属浓度整体呈增大趋势,随着污水排放时间的推移,河道内各断面处重金属浓度最大值和波动区间均趋于稳定;典型超周期内,河道内落潮流污染带长度大于涨潮流。重金属在潮汐河道内的变化是一个非常复杂的过程,对这一过程的模拟,可以为河道水质治理和污染防治提供技术依据。     

东江下游水环境重金属污染特征及现状评价

测定东江下游包括东江干流、东江支流和东莞运河的8个监测断面的水质及表层沉积物中As、Ni、Pb、Cd、Cu、Zn、Cr和Hg的质量比,并应用地积累指数法和潜在生态风险评价法对东江下游水环境的重金属污染潜在风险进行评价。结果表明,东江下游表层沉积物中重金属积累明显,Cd的地积累指数对应的污染程度为极强;Hg为中—强;Cu、Zn在东江干流为中,在东江支流和东莞运河达到强—极强。潜在生态风险评价显示,东江下游区段(包括东江干流、东江支流和东莞运河)的潜在生态危害指数接近或超过300,表明重金属引起的东江下游潜在生态风险程度达到了重度;存在潜在生态风险的重金属类物质主要是Cd、Hg和Cu,其危害程度由大至小依次为:Cd>Hg>Cu。水质监测结果显示,东江下游枯水期水质堪忧,Hg已超出地表水Ⅲ级水质标准。     

含水层中重金属溶质运移动力学模型研究进展

在总结国内外重金属污染研究的基础上,综述含水层中重金属溶质运移动力学模型的发展,归纳总结模型的计算方法。讨论了模型参数的确定方法,以及温度,p H值,孔隙水流速,有机质与胶体,土壤非均匀性对参数确定的影响。最后,指出含水层中重金属溶质运移过程中目前研究存在的主要问题,并对将来在该领域需重点研究的内容进行展望。     

水体沉积物重金属质量基准研究综述

沉积物作为重金属污染物的源和汇,对水生环境有着至关重要的影响。如何准确有效的建立沉积物的质量基准已成为当前水环境学的紧迫课题。经过近三十年的发展,沉积物质量基准（Sediment Quality Criteria,SQC）的建立方法有了很大的发展。笔者结合各种文献和国内外最新研究介绍了常用的几种SQC的建立方法,并分析了各种方法的优劣性,最后详细介绍了当前最为流行的两种SQC的建立方法：相平衡分配法和生物效应数据库法。通过对各种方法的比较,对如何建立SQC提出了几点建议,以期为建立适合我国的SQC有所启发。     

地表河流水环境重金属污染风险评价

地表河流水环境安全是影响人民生命健康和社会经济可持续发展的重要因素,需要引起高度重视。地表河流水环境重金属污染风险评价是将河流水环境重金属污染与人体健康定量联系的一种新型评价方法。文章综合目前国内外地表河流水环境重金属污染风险评价的研究成果,建立了地表河流水环境健康风险评价模式。采用大渡河在雅安市汉源县三谷庄的监测断面数据进行水环境重金属污染风险评价,研究了地表河流水环境健康风险问题,得出定量的健康风险指标,为地表水风险管理和决策提供重要依据,为其地表河流水环境重金属污染健康风险评价提供参考。     

长江主要城市江段重金属污染状况及特征

长江流域水环境监测中心自20世纪70年代以来，一直从事长江干流沉降物的监测与研究，做了大量的工作，并于20世纪90年代完成了对长江干流攀枝花、宜宾、泸州、重庆、涪陵、万县、宜昌、沙市、岳阳、武汉、鄂州、黄石、九江、安庆、铜陵、芜湖、马鞍山、南京、镇江、南通、上海等21个主要城市江段沉降物较全面的监测与研究，通过对长江干流21个主要城市江段沉降物的分析与研究，阐明了长江干流沉降物的基本特性，其重金属污染物含量水平，分布与赋存状态、迁移与转化特征，研究表明，长江干充沉降物中悬浮物含量普遍高于沉积物，其近岸水域已受到不同程度污染，21个沿江主要城市中攀枝花、宜昌、南京、武汉、上海、重庆等6个城市污染较重。     

海河流域主要河口水沙污染现状分析

2005年底,对海河流域海河口、独流减、子牙新河和北排河4个入海河口6处水域实地考察并取水沙样,进行重金属、砷、总氮和总磷含量分析。采用了《地表水环境质量标准》和水体综合污染指数法等对水域单个污染物污染、水体综合污染、水体富营养化现状及变化进行分析,采用《海洋沉积物质量》等对底泥污染进行分析,并与2001年实测数据进行比较。水质分析结果表明,海河流域4个河口的水污染严重,主要重金属污染物为汞(Hg)。子牙新河和北排河河口的氮磷污染严重,水体呈严重的富营养状态。与2001年水质相比,4个河口的重金属浓度几乎全部大幅度下降,海河口和独流减河口水质情况有很大改观,但子牙新河河口水污染加重,北排河河口水质状况则与2001年相近。从底质分析来看,4个河口的底质重金属污染尚不严重,但底泥均存在严重的氮磷污染。与2001年相比,底泥中污染物含量大多变化不大,略有下降。这些数据反映出近年来海河流域在水污染治理、工业废水排放控制等方面的成效,但远离城市局部水域的水污染和富营养化加剧的趋势值得关注。     

极端条件下联圩区外河网洪水安全研究

通过杭嘉湖地区长序列水文数据频率分析,选择典型设计暴雨,建立联圩区概化的河网非恒定流水动力学模型,计算外围洪水、潮水位胁迫下的极端设计洪水过程。考虑现有排涝安全格局条件,以及极端水文过程对河网防洪安全高度的潜在影响,以极端设计暴雨过程为例,对洛塘河小流域河网现状及校核条件下河堤约束进行计算,分析联圩区河网的防洪安全标准修正方法,建议进一步提升洛塘河星火、长春和斜西各圩区段的河道堤防防洪标准,以保证极端条件下洛塘河的防洪安全。     

苏州古城区水系演变规律及水动力改善研究

苏州古城区水系是历代人工开凿,并且保存较为完整的历史文化遗产。以苏州古城区水系的产生、发展、破坏和恢复为主线,探讨了其水系演变规律及结构特征。结果表明:(1)苏州古城区水系有别于天然河道,具有一定规整性;(2)其水系消亡破坏过程与天然河道相同;(3)具备平原城市河网特点,存在一定水环境问题。进一步通过采用时空对比的研究方式,分析了苏州古城区水源的演变和特点,得出以下结果:(1)苏州古城区水系通江达湖,连通性好;(2)水系水流路径由20世纪80年代的西进东出转变为北进南出;(3)长江大通站的水位、水质和水量特征显示,长江能为苏州古城区水系提供具有优质水势、水质和水量的高保障率水源。以上论证显示,苏州古城区水系具备潜在的水质提升基础。