闸控河段水质多相转化机理与模型研究

由于修建闸坝等水利工程对河道内水流、悬浮物、底泥等具有强烈的扰动作用,闸控河段水质转化过程呈现出多介质、多相态、多形式的特点。基于水质多相转化机理,分析了不同调度方式下闸控河段的水质迁移转化特点;提出在"水体-悬浮物-底泥-生物体"界面内开展水质多相转化研究的总体思路,推导了能有效描述各种相态水质之间传质过程的数学表达式,进而构建了具有一定物理机制的闸控河段水质多相转化模型,为客观认识水闸调度在水资源保护中所起的作用提供科学依据。     

闸坝调控对重污染河流水质水量的作用研究

以淮河流域沙颍河槐店闸的试验为基础,建立闸坝调控作用下的二维水动力污染物迁移模型,通过数值模拟研究闸坝调控对重污染河流水质水量的作用。结果表明,闸坝的存在对河流水环境系统具有一定的负面影响,但可通过合理的闸坝调控、闸前水位调整和控制闸坝下泄流量改变河流水体中污染物的时空分布,减少突发性水污染事故的发生,从而为淮河流域闸坝群水质水量联合调度、改善水生态环境的研究提供技术支持。     

基于洪泽湖(泗洪片区)国考断面超标的入湖河流污染来源影响权重分析

为明确洪泽湖(泗洪片区)国考断面水质超标的污染来源,界定各行政区对洪泽湖的影响权重,建立洪泽湖水环境数学模型,模拟不同风向影响下洪泽湖的TN、TP浓度场,分析各主要入湖河流对洪泽湖的影响权重。根据各入湖河流内外源污染物量,利用污染影响权重计算方法,分析不同行政区对洪泽湖(泗洪片区)国考断面污染权重。计算结果表明,龙集镇北断面的污染来源受徐州市影响最大,占50%左右;成河乡断面污染来源受泗洪县、徐州市的影响较大,均占30%左右;对临淮乡断面影响最大的是泗洪县内部的污染,占40%左右。     

新江海河河网地区水量水质联合调度模拟及引水方案

为分析南通市通州区新江海河地区不同引水方案下的水质改善效果,采用一维圣维南方程组和对流扩散方程,以水量模型和水质模型间流量、水位资料的信息传输廊道为媒介,构建水量水质耦合模型,通过控制南通闸引水量,模拟分析了不同引水方案对新江海河各断面CODcr和氨氮浓度变化的影响。结果表明,由于新江海河水动力条件不足,污染物本底浓度较高,导致工程引水对其水质改善效果有限,针对其水质污染特点,提出了加强控制污染物入河量的建议,为当地水利工程调度工作和改善新江海河水体水质提供了依据。     

污水处理设施提标对城市雨源型河流旱季水质达标的影响

针对污水处理厂提标问题,以我国南方某典型雨源型河流为例,通过实测分析计算河流旱季主要污染源对主要污染物的贡献权重,并进一步通过河流水质模拟预测分析了污水处理厂提标对河流关键断面水质达标的影响,探讨了污水处理厂进一步提标的经济合理性。结果表明,沿岸污水处理设施是河流污染物的主要来源,污染源COD、TN、NH_3-N、TP分别占96.5%、99.0%、97.6%、97.0%;将出水标准低于一级B的临时应急型污水处理设施出水标准提高到一级A时,河流COD、NH_3-N分别提升22.1%、72.2%,一级B提标为一级A或一级A提标为地表水V类标准对河流水质提升效果不明显;污水处理厂需进一步提升TP、TN的出水标准,特别是TN的出水标准,才能满足远期河流断面水质达到地表水Ⅲ类标准的目标,但应综合考虑提标的优先次序和进一步提标的必要性。     

水动力水质模拟在黑臭湖体治理中的应用

为分析琵琶湖黑臭水体治理效果,应用水动力水质模拟方法,根据琵琶湖水体流动及污染物运移扩散规律等,构建水动力及水质数学模型,通过模拟现状、经工程治理后湖体的流场和污染物浓度场及湖体水质达标时间,对比分析工程治理前后的效果。结果表明,水体治理工程实施后,湖体流场变得均匀;湖体大部分水域COD浓度达到Ⅳ类水质标准;但因湖体现状TN浓度较高,水体治理工程实施后短时间内TN浓度仍严重超标;TP浓度经工程治理后降低明显,基本达到Ⅳ类水质标准。此外,根据湖体水质达标时间模拟结果,在保证工程实施后湖体补水入湖水质维持达标的情况下,至少需50d才可使湖体超标最为严重的TN达到Ⅳ类水质标准。     

基于Mike21的水库联调水质预测及影响分析

近年来,城市化、工业化的发展使得城市对水资源的需求日益增加,为解决城市用水紧张,水库联合调度已成为新的应对措施之一。不同水库水质及污染物来源不同,导致联调水质风险陡增。为分析水库联合调度后水库间水质的相互影响,利用Mike21水动力-水质模型,模拟上游水库不同水质的调水对下游库区的影响,并预测其分布情况。结果表明,调水工程实施后受水水库总体水质较工程未实施前变差,除TP、TN浓度受水库初始浓度影响不能满足要求外,COD和氨氮浓度均较低;上游调水水库水质好坏直接影响下游水库坝址处的下泄水质。水库水质的模拟结果可为水源地的保护及水库的污染治理提供依据。     

粤港澳大湾区河流水质变化趋势分析

收集粤港澳大湾区2015 ～ 2019年4个断面的水质监测数据,分析常规水质和重金属指标,从而明确水质变化趋势.结果 表明:NH3-N、BOD5和COD的浓度下降或呈稳定趋势,而TP和TN浓度呈增高趋势,是水体污染的主要原因.提示相关管理部门以TP和TN污染治理为主,制定科学合理的防控治理方案.     

感潮河网区白云湖水系生态环境补水研究

感潮网河区水系交错、城市发达，高强度土地利用开发导致城市景观湖泊水环境污染严重，生态环境功能退化。以典型网河区城市景观湖体—广州市白云湖为例，构建二维水动力水质耦合模型，研究其生态环境需水及其补水方案。结果表明，基于MIKE21的二维网河区水动力水质耦合模型，能较好模拟城市景观湖泊水体水质输移规律，模拟值与实测值相对误差值均小于0.20,纳什效率系数均大于0.75;运用白云湖闸、泵水利工程联合调度补水，白云湖及其连通水系生态环境需水量保证率基本达到100%,TN及TP浓度均达到Ⅳ类水标准。研究成果可为感污河网区城市景观湖泊生态环境治理提供参考。     

广州市芳村片感潮河网水体交换规律数值分析

为改善广州市芳村片河网水质质量并研究城市内河涌与外江之间的水体交换规律,基于Saint Venant方程组和对流扩散方程,建立了感潮河网一维水流水质数值模型,并对模型进行了率定。针对实测水质数据普遍较少的问题,引入了基于污染物相对浓度的水体交换指标,发展了一种简便有效的水环境调控评判方法,计算分析了河涌连通、水闸调度、水闸建设等措施对河网水体交换的影响,提出了芳村片引清调水的优化方案。模拟结果表明,该方法可用以制定、优化调水方案并为区域水系规划和建设提供依据。     

基于水文过程的南京市城南河流域水生态系统修复方法

为积极响应国家生态文明建设及绿色发展战略要求,明确河湖生态保护与修复思路,以南京市城南河流域为例,针对滨江城市水生态系统现状,开展水生态系统修复方法研究。根据现状调查及水质采样分析结果,发现城南河流域水质污染严重、水体流通性差、生物多样性一般、水生态服务功能受限等问题,制定以控源截污、LID布设、水系连通等措施为主要组成的水质提升方案,因地制宜完善水生态修复方案。并构建MIKE11水量水质耦合模型,借助ECOLab模块模拟方案实施前后流域内各河道水质变化过程,预测评价城南河流域水生态修复效果。根据模拟结果,水生态修复方案的实施使流域水环境得到较大改善,对流域水生态修复效果总体良好。     

建闸对甬江干流水质影响分析

针对甬江建闸可能带来的水质恶化问题,采用MIKE21二维水流数学模型,在90%保证率和两个建闸方案(镇海电厂闸与河口闸)的基础上,考虑两种不同来水(标准来水、实际来水),分别预测建闸后甬江水体主要水质指标(COD、NH3-N)浓度值,并与建闸前进行对比。结果表明,无论标准来水还是实际来水,建闸后水质变差,建闸后的COD浓度可达到水功能区划标准,而NH3-N浓度超标严重;在河口建闸的水质优于在镇海电厂处建闸的水质。     

烟台大沽夹河流域水质演变与趋势分析

从时空角度对大沽夹河水质演变规律及主要影响因素进行了探讨。结果表明,近20 a来大沽夹河水质无明显恶化趋势,总体状况良好;污染源以点污染源为主,其次为农业面污染源;选取的14个监测断面中,接近河流末端的福山水闸下断面污染最严重。通过建立灰色GM(1,1)预测模型,对大沽夹河流域未来5 a的水质演变趋势进行了预测,结果显示水质有好转趋势。     

风生流对贡湖湾水环境的影响过程模拟研究

为分析风生流对贡湖湾水环境的影响,基于MIKE21构建贡湖湾二维水动力和水质模型,模拟分析TN、TP、NH3-N迁移变化与风生环流的关系.结果 表明,该模型误差符合要求,能较为准确地模拟风生流影响下贡湖湾污染物的迁移扩散过程;风生流对贡湖湾湖流结构影响明显;夏季湖流流速全年最低,大部分介于0.8～1.2 cm/s,水体...     

本源微生物菌剂治理河流污染的数值模拟研究

为研究在本源微生物菌剂治理污染河流的过程中DO、COD和氨氮随时间的变化规律,以河流自净原理为理论基础,从反映微生物增殖的Monod模型、着重于生物处理过程基本原理的活性污泥1号模型(ASM1)和水质模型Streeter-Phelps三方面对微生物在污染水体中的降解活动进行数学描述,利用耦合模型模拟甘坑河治理过程中DO、COD和氨氮的浓度变化。结果表明,DO、COD和氨氮的模拟值与实测值较吻合,耦合模型对本源微生物菌剂治理污染河流的过程的模拟较为理想。     

感潮地区引清调水方案研究

实施引清调水工程是改善感潮地区城市运河水环境的一项重要辅助措施。利用涨落潮差调水时．确定合理的闸门调度和引排水方案．对于减轻闸下冲刷、确保闸体安全和发挥调水效益有着极其重要的意义。为此，提出了一种控制闸下冲刷的闸门调度方案，建立了引清调水水流水质模型。以浦东张家浜运河为例．计算其闸门调度方案．并通过模拟不同方案下运河水质变化，分析得出了优选的调水方案。     

基于SWMM模型的青岛市典型工业园区径流污染特征分析

以沿海城市青岛市为研究对象,选取3场典型降雨对其典型工业园区道路径流污染物进行取样检测。分析区域径流污染物瞬时浓度,计算径流污染物的次降雨径流平均浓度(E_(MC))值,制作最小雨强的M(V)曲线图,拟合区域污染物冲刷量随径流量变化数据和污染物累积量,构建SWMM分析模型,确定冲刷模型参数。结果表明,初期雨强越大,径流污染物浓度越高;3场降雨中TN、TP、Cu、Zn的E_(MC)值均符合地表水环境质量Ⅴ类,COD、Pb的E_(MC)值存在超标情况;最小雨强依然(但不明显)存在初始冲刷现象;区域SS、COD、TN、TP、Cu、Zn、Pb的模拟结果与实测结果的标准偏差符合模拟要求,拟合的水质参数适应于SWMM模型径流模拟,为沿海城市径流污染的防治和径流模型的运用提供了技术支持。     

多方位生态修复技术在河道水环境治理工程中的应用

随着城市化进程的加快,河道水环境受到了不同程度的破坏,严重制约了城市水生态的可持续发展。基于近年来河道水体修复技术的工程实践经验,提出了"外源截留、内源控制、人工净化和自净强化"的多方位生态修复技术体系,并将其应用于深圳铁排渠示范河道水环境综合治理中。结果表明,该河道水质明显好转,由劣V类水质变为IV类水质,水体的COD、NH_3-N、TP等水质指标均大幅度降低,取得了理想的水体景观及水质效果。     

污染物迁移的建模分析在小型湖泊治理中的应用——以资阳市雁南湖为例

在水环境治理项目中,判别水体污染风险能为治理方案提供理论基础。以典型小型湖泊——资阳市雁南湖为例,搭建地理信息模型进行水动力和污染物迁移的耦合数值模拟。通过可视化的形式,分析了水体的水力风险和污染风险的空间分布。基于分析结果,从水动力的角度提出了岸线整治和湖底地形微整的优化方案。结果表明,基于建模分析的优化方案能有效提升水动力条件,降低污染风险,并发挥水体自净能力,从而降低后续治理的难度和成本;流态优化方案对于COD的浓度改善有较明显的效果,但对于TN和TP浓度降低的作用并不显著,建议后续水环境治理技术方案的重点应放在削减TN、TP的入湖污染负荷与增强水体对TN、TP的去除能力上。     

平原河网区闸控河段入河排污口水环境影响分析及优化调度方案研究

受闸控影响,平原河网地区闸控河段水体流向不定,入河排污口排水不仅会对下游水体产生影响,也会一定程度地影响闸前乃至上游关联水体的水质.为此,选取苏南地区张家港市走马塘上某新建入河排污口为例,利用一维河网水量水质模型分别模拟拟建入河排污口尾水排放在张家港枢纽立交地涵现状运行工况和优化控制工况下对上游河网地区保护目标的水环境...