非饱和带-饱和带全耦合氮素迁移转化数值模拟

为探究地下水中氮素的迁移转化规律,建立三维非饱和带-饱和带完全耦合的水动力和溶质运移的数值模型,考虑氮素的矿化、硝化、反硝化等反应过程,利用COMSOL软件进行模型求解。将构建的模型应用于山东半岛小沽河地区,利用地下水位和氮素质量浓度监测数据对模型进行校验。根据模型结果分析水位及氮素分布的时空变化,探究灌溉量、施肥量及作物类型对氮素在地下水中分布的影响,并对硝态氮在地下水中长期富集过程进行预测。结果表明,建立的非饱和带 饱和带完全耦合模型能够准确地模拟水动力和溶质迁移转化过程：当抽水灌溉量分别减小10%、20%时,硝态氮质量浓度降低2.17、2.98 mg/L,氨氮质量浓度降低0.02、0.03 mg/L;当施肥量分别增加25%、降低25%时,地下水中硝态氮质量浓度分别增加2.60 mg/L、降低3.16 mg/L,氨氮质量浓度分别增加0.02 mg/L、降低0.02 mg/L;将夏玉米-冬小麦轮作农田改植蔬菜后硝态氮质量浓度年平均升高23.93 mg/L,氨氮质量浓度年平均增加0.29 mg/L;长期不施肥硝态氮质量浓度明显降低,5年总降低量为33.48 mg/L。     

白石水库总氮污染负荷分布组成特征分析

文章结合白石水库2011—2020年各形态氮及总氮浓度监测数据,研究分析了入库支流总氮输出浓度特征、水库总氮的变化趋势及其主要来源,结合实际情况提出水源区总氮防控对策。结果表明：近10a白石水库总氮浓度稍有增加,总体处于0.5～1.0mg/L之间;大凌河、牤牛河和凉水河等入库河流总氮浓度略高,其中面源对总氮贡献率约60%,硝态氮为总氮主要成分。     

深圳河

<正>深圳河,发源于深圳布吉镇和平湖镇交界的牛尾岭南坡,由东北向西南,流经深圳市区,最终流入香港米埔附近的后海湾。深圳河全长37 km,流域面积312.5km2,其中深圳一侧187.5 km2,香港一侧125 km2,其水系呈扇形分布,主要支流在深圳有沙湾河、布吉河、福田河和皇岗河;在香港有新田河、梧桐河和平原河。深圳河河道弯曲,河床狭窄,其上游河宽平均15m,     

再生水用于深圳河流补水效果的研究

本文调查研究了深圳河主要支流采用再生水补水以后的效果。结果表明,再生水能够使河水透明度提高43%~150%,浊度下降28%~81%,色度下降23%~67%;再生水补充进入河流后,氨氮浓度最高达到13 mg/L,硝氮浓度最高达到18.5 mg/L,总磷浓度最高达到1.69 mg/L,再生水对蓝藻生长有一定抑制作用,绿藻通常成为优势藻种;再生水提高了河流环境激素类污染的生态风险,雌炔醇生态风险商范围在103~105,雌酮和雌三醇生态风险商范围在1~102;再生水汇入对河水中粪大肠杆菌的繁殖具有直接的抑制作用,其数量低于10 000个/L限值。河流进入厌氧状态后,粪大肠杆菌出现复活和再繁殖现象,影响了河流水环境的微生物安全性。本文研究成果对于再生水的选择和城市河流管理具有一定的参考价值。     

深圳河口M-ADCP代表线代表性分析

<正>1流域概况深圳河流域位于深圳市的中部,在珠江口东侧,发源于梧桐山牛尾岭,自北向南汇入深圳湾,流经龙岗区的布吉镇、横岗镇、平湖镇和特区境内的罗湖区、福田区,流域面积312.5 km2,其中深圳一侧187.5 km2,占60%。该分区内独立河流1条(深圳河),一级支流5条,二、三级支流30条。流域面积大于50 km2的河流仅3条(深圳河、沙湾河、布吉河),流域面积大于10 km2的河流8条,流域面积大     

臭氧—平板陶瓷膜新型净水工艺中试研究

为应对饮用水源受到的有机物和氨氮的复合污染,对混凝—臭氧/陶瓷膜—活性炭池新型净水工艺进行中试研究。结果表明,臭氧可以在线控制膜污染,臭氧投加量2mg/L,间歇提高臭氧投加量至5mg/L时,陶瓷膜跨膜压差在通量100L/(m2·h)下运行5d后增长小于2kPa。臭氧促进了陶瓷膜对颗粒物的去除,投加臭氧时膜出水中大于2μm粒径的颗粒数低于10个/mL。新型净水工艺能有效去除受污染原水中的有机物和氨氮,工艺对UV254的去除率为65%~95%,CODMn去除率为71%~98%,出水CODMn低于0.5mg/L;原水氨氮3.5mg/L时,工艺出水氨氮0.1mg/L,且无亚硝态氮积累,氨氮基本转化为硝态氮。此外,新型净水工艺对卤乙酸生成势的去除率高于85%,大大提高了工艺出水的安全性。实现了传统工艺与深度处理工艺的叠加集成,对水厂升级改造具有重要意义。     

周村水库大气湿沉降氮磷及溶解性有机物特征

为揭示周村水库大气湿沉降中污染物的污染特征,通过收集周村水库2016年3月至2017年2月大气湿沉降样品,测定了大气湿沉降中氮磷以及溶解性有机物的质量浓度,分析了污染物的污染特征及大气湿沉降量的变化规律。结果表明:周村水库的降水主要集中在夏秋季,占全年的68.50%;降水中总氮质量浓度在1.67~7.63 mg/L之间,氨氮和硝氮是其主要组分,分别占总氮的52.91%和28.49%;降水中的硝氮和氨氮年湿沉降通量分别为772.45mg/m^2和1411.99 mg/m^2,且与降水量呈显著正相关关系(P<0.01);单因子水质评价法和综合污染指数法评价得出大气湿沉降中的降水大多为劣Ⅴ类的重度污染水体;总磷和有机物的湿沉降通量最大值出现在夏季,与降水量也呈显著正相关关系(P<0.01);大气湿沉降中的溶解性有机物以富里酸为主,呈现较强的自生源特征。     

深圳市布吉河枯水期的水质特征

针对深圳河的重要支流——布吉河水体不断发黑发臭的状况,对布吉河粤宝公司断面的河水枯水期水质进行连续监测。依据GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类水质标准评价并进行内梅罗综合污染指数计算。结果表明:布吉河水质属严重的劣Ⅴ类,氮是最重要的污染物,布吉河水已经为低浓度城市污水,且水污染有逐年加重的趋势。全天24h、间隔为1h的水样监测结果表明:COD和BOD的日浓度变化趋势具有一定的相似性;NH3-N和TN的日浓度变化规律具有很好的相似性,变化趋势比较一致;TP的浓度变化特征与NH3-N和TN的变化规律有较强的同步性,但是浓度变化趋势推迟1h左右。该水质监测评价分析为布吉河的水污染治理提供依据。     

深圳河治理工程成效初析

深圳河流域概况 深圳河发源于梧桐山牛尾岭,由东北向西南流入深圳湾,全长37km,河道平均比降1.1‰,水系分布呈扇形,主要支流有布吉河、福田河、皇岗河及香港一侧的梧桐河、平原河。流域面积312.5km~2,其中深圳一侧187.5km~2。 流域属南亚热带季风海洋性气候,雨量丰沛而集中。4～10月份为汛期,其中4～6月份为前汛期,后汛期为7～9月份。主要受灾害性台风及热带低压槽影响,常伴有暴雨和暴风潮,加之城市化面积逐渐增加,使其具有产流快、汇流时间短的特点。风暴潮也会使深圳湾潮位抬高,     

污染河道水质强化脱氮生化工艺研究

应用生化工艺对河道污染水体进行修复是目前最经济的一条途径,但其面临的一个突出问题是在生物脱氮过程中可利用碳源不足,从而影响其处理效果。本研究采用分段进水生物接触氧化工艺来强化受污染水脱氮性能,与传统单点进水方式相比,两段进水对有机物和总氮去除率有显著提升,CODMn平均去除率从50.6%提升到66.3%;总氮平均去除率从31.4%提升到60.9%。沿程统计硝化细菌和反硝化细菌数量,硝化细菌主要集中在曝气区,数量为5.58×106,反硝化细菌主要集中在非曝气区的中后段,数量为6.49×105。同时检测沿程溶解氧和各氮素浓度,溶解氧浓度沿程降低,最后出水仅为0.2 mg/L;氨氮在曝气区转化为硝态氮,在非曝气区硝态氮还原成氮气,其结果进一步证实了硝化细菌和反硝化细菌的分布特征。     

硝态氮和苯胺在渭河渗滤系统中的生物化学作用

采用自行设计的室内土柱实验装置模拟渭河渗滤系统,研究了含有硝态氮污染的河水以及苯胺污染的河水在渭河渗滤系统中的环境行为及净化机制,得出:河流渗滤系统对硝态氮污水有很大的净化作用,其净化机制主要是反硝化作用,对硝态氮的去除率达到100%;河流渗滤系统对硝态氮和苯胺共存的污水也有很大的净化能力,其净化机制主要是反硝化作用和生物降解作用,对硝态氮和苯胺的去除率均达到100%。最后定量研究了二者在河流渗滤系统中净化程度。     

长江上游干支流汇合口河道特征研究

采用遥感卫星影像资料、实测河道地形图、地理信息系统和AutoCAD软件等相结合的方法,从河道平面形态和河床地貌形态对长江上游宜宾至重庆主城区河段9个主要干支流交汇河口的河道特征进行了分析。主要研究了交汇河段干支流河型特征、干支流交汇角和交汇位置、干流弯曲度、干支流河宽比及面积比、河道断面形态和滩地形态等。结果表明:在交汇河段长江干流主要呈弯曲型河道的特征,而支流入汇段基本为顺直河道;干支流交汇角一般在30°~90°范围内,且大多数支流在长江干流凹岸弯顶上游侧入汇;大部分干流河弯的弯曲度大于1.2,属于典型的弯曲型河道;长江干流河宽和面积远大于支流河宽和面积,干流河宽沿程变化相对平缓,河弯比较规顺;汇合口河段的河床地貌形态复杂,河谷断面形态往往发育为"偏V"字形或不完整的"U"形,存在碍航的江心滩或浅滩。研究成果对港口及航道工程、水利工程、市政工程和生态环境工程等的规划和建设具有重要的指导价值。     

黄河自净需水量研究

自净需水量是环境水量的重要组成部分，是河流接纳合理污染物量所对应的、河流必须蓄存的满足良好水质要求的最小水量及水量过程。本文通过建立黄河自净需水量模型，分别对黄河花园口以上河段以及利津断面的自净需水量进行计算。计算结果表明，在现状入黄城镇点源超标排放、入黄支流污染严重的情况下，实现黄河水质目标所需的稀释水量较大，黄河现状水资源无法满足要求；在入黄城镇点源达标排放、入黄支流实现入黄水功能区水质目标的前提下，黄河自净需水量随季节年内变化整体不大，枯水低温期所需自净需水量稍高，其中90％保证率最枯月平均流量能够基本满足黄河自净需水量，但青铜峡、石嘴山、潼关等污染严重河段所需自净需水量仍然较大，对应最枯月平均流量保证率介于8.5%～87%之间。     

深圳河河口历史成因分析及综合整治建议

深圳河干流经过30多年的治理,防洪能力显著提高,水质环境也得到一定的改善。但是,河道淤积一直是困扰深圳河治理一个难题。造成深圳河中下游河段淤积的一个重要原因是深圳河河口存在一个大范围三角洲滩涂淤积区,滩涂泥沙在浅水风浪下扬动、随涨潮流上溯进入深圳河。本文在分析了深圳河河口演变历史及其成因,在分析现状问题的基础上提出了下阶段开展深圳河河口综合治理的建议。所得结论可为相关研究提供参考。     

黄河自净需水量计算模型系统开发与应用

为了保障黄河功能性不断流和供水水质安全,利用VB和Access软件开发了黄河自净需水量计算模型系统。该系统采用三层C/S结构模式,其核心层为系统应用层,由数据采集与更新、方案制定、模型计算、结果查询和系统管理等5个子系统组成,能够在黄河特定河段、特定排污口及支流空间分布条件下,根据不同的上游来水背景浓度及河流纳污状况,优化计算出河流接纳合理污染物所对应的、河流必须蓄存的、满足相应水质目标要求的最小水量及水量过程。系统界面友好,操作方便,具有很强的实用性和参考价值。     

近年来长江水功能区水质达标情况分析

根据近5 a来长江流域水资源质量公报和水资源公报等方面的监测数据,初步分析了长江干流及主要支流水功能区一级区和二级区中饮用水源区水质达标情况,并对主要污染物质变化情况进行了讨论。分析结果表明:①水功能区一级区达标率明显提高,其中河流达标率始终高于湖库,湖库达标率年内变幅较大;②水功能区二级区达标情况虽然也提高了11.6%,但湖库饮用水源地达标率仍然处于下降状态;③从长江流域水资源二级区看,各河段水功能区一级区达标率都有所改善,改善最明显的是宜宾—宜昌江段,其次是岷沱江,除金沙江石鼓以下干流和嘉陵江等山区河流外,大部分江段枯季达标率相对较差,说明长江水质总体尚好的主要原因是巨大的水环境容量;④河流饮用水源区达标率比较高,但年内变幅也较大,改善比较大的是宜宾—宜昌干流和湖口以下干流,分别提高了50.6%和29.2%,乌江有所退步,达标率下降了21.6%,主要超标项目是总磷;⑤随着点源治理效果显现,总磷已经超过氨氮和化学需氧量(COD),成为长江几乎所有水体最主要的超标项目。总之,要进一步提高长江水质达标率,需要根据各水域主要污染源,精准控源,科学调控和持久发力。     

广州城市河流形态对河流自净能力的影响

构建了包括河道分维数、河道断面形态、河岸基质、河岸带宽度、河岸带植被盖度、河床底质状况、河床栖境复杂性共7项指标的城市河流形态评价体系,并以乌涌广州市开发区段为研究对象,通过定期水质监测研究河流形态对河流自净能力的影响。结果表明,该评价体系能够反映研究河段的形态差异;不同形态河段水体BOD5降解系数及多项水质指标沿程降解率均有显著性差异;河流形态评价得分较高的河段水体自净能力也较强;河流形态与NH3-N、SS、DO和浊度的降解存在相关性,是影响河流自净能力的重要因素。     

深圳河潮流特性分析

通过对深圳河几个潮位站2005~2012年潮位资料的统计分析,进行了深圳河感潮河段潮流部分要素的计算,初步分析了深圳河的潮流特性,并结合降雨径流资料,对上游洪水与潮流的叠加影响做了必要的分析。所得结论为河流潮流特性的研究提供参考。     

环城河网水系连通工程研究

水系连通是解决区域水环境问题的一个重要措施,而调水量确定是水系连通工程的关键问题之一。提出多功能区河道自净需水量计算公式,并将其运用于海口市中心城区水系连通工程河道水功能区水质所要求的最小需水量计算中,应用MIKE11水动力水质模型进行模拟。结果表明,计算流量是满足河道水功能区要求水环境质量标准的最小自净需水量,可作为海口市中心城区水系连通工程的调水流量。秀英沟、龙昆沟及美舍河的自净需水量分别为2.9 m~3/s、2.3 m~3/s和3.0 m~3/s;TP为计算河道自净需水量的控制性要素;满足该水量条件下,秀英沟、龙昆沟和美舍河水质可达Ⅳ类、Ⅴ类、Ⅴ类要求。