基于MIKE21模型的入海排污口对澳门近岸海域水质影响分析

采用MIKE21模型中的水动力模块(HD)和传输扩散模块(TR)模拟澳门氹仔岛某污水处理厂入海排污口对附近伶仃洋海域水质变化的影响;通过珠江河口区一、二维联解整体潮流模型,为工程局部二维潮流模型(由MIKE21搭建)提供边界条件。选取COD_(Cr)(化学需氧量)、SS(总悬浮固体)和NH_3-N(氨氮)3项评价因子,在"2005·6"大洪水组合和"2001·2"枯水组合为最不利水文条件下,模拟正常排放及事故排放下排污口污染物扩散影响情况。在设计达标正常排放时,水域主干道水质可满足GB 3097—1997《海水水质标准》Ⅲ类标准,事故排放若做好防范措施,造成水质超标的区域小于0.2 km~2。模型对入海污染物在澳门近岸海域扩散模拟具有良好的适应性,可较好模拟在海洋潮汐作用下污水排放对海域水质的影响,可作为入海排污口设置论证的依据和研究方向。     

长江口污水超标排放对水质影响的数值模拟研究

为分析长江口污水超标排放对水质的影响,建立了包括溶解氧(DO)、生化需氧量(BOD)、氨氮(NH_3-N)和磷酸盐(PO_4~(3-)-P)等水质指标的长江口杭州湾水动力水质数学模型,并对长江口污水超标排放过程进行了模拟。计算结果表明:长江口的水动力条件有利于污染物的稀释扩散,对短期超标排放(如24 h)的污水,可以在短时间内稀释并使海域水环境恢复至正常水平;对于长期超标排放,污染物质的累积作用将会对整个海域水质产生不利影响,使水质下降。     

长江扬州段污水处理厂退水影响预测

为定量预测扬州城区2个大型污水处理厂排污口(总规模46万m~3/d)尾水排放对水环境的影响,应用MIKE11和MIKE21水动力水质模型,同时结合城区河网水动力水质模型,选取化学需氧量(CODcr)和氨氮为评价指标,分别对尾水正常排放和事故排污进行数值模拟。结果表明:正常排放时,对长江和大运河均无明显影响;当2个污水厂均发生事故排污时,大运河整体受到严重污染,长江岸边近2. 4km水域会受到影响,污染物浓度及影响范围均增大。预测结果量化了污水厂事故排污的影响范围和影响强度,为排污口优化布局和管理提供科学依据。     

北方平原区城市水动力与水环境综合调控研究

针对北方平原区城市由于地势平坦、水源不足造成的水生态环境问题,提出以提升河流水动力条件和入河污染负荷削减为基础的水环境治理思路,实现水系水质的整体提升。以滨州市滨城区为例,在水系连通的基础上,通过合理设置泵站加强河道水体流动,提升水系水动力条件,以MIKE11水动力水质模型为技术支撑,模拟不同情景下水系的水动力水质条件,从水动力、水质和经济可行性3方面对模拟结果进行评价,得到最优水动力情景,并据此情景的水质模拟结果倒推水质全面达标的污染负荷削减方案。结果表明:水位7.0 m、流速0.10 m/s为最优水动力情景,在该情景下,将污水处理厂出水标准全部提升至Ⅴ类水时,河道水质能全面达到Ⅳ类水标准。     

某分汊河道上游取水口选址水动力条件分析

通过平面二维水流及水质扩散数值模拟,从水动力及水质等方面对位于分汊河道汇合口上游的取水口进行了分析论证。结果表明,拟建取水口水流条件相对较好,在上游下泄一定流量条件下,下游汇合口附近的水质点不会进入取水口内,即使另一汊遭遇突发污染事故,污染水体亦不会上溯至拟建取水口附近。因此,从水动力及水质扩散等方面看,拟建取水口选址合理。     

多节点分段法在计算排污口对水功能区水质影响中的应用

中央一号文件明确提出了水功能区限制纳污等"三条红线",入河排污口的设置受到更严格的限制和监督。以溧阳市南渡污水处理厂新建排污口为研究对象,分析复杂水文条件下,对河流进行多节点分段概化,对断面浓度、设计流量、综合衰减系数等参数进行合理取值,以污染物化学需氧量(COD_(Cr))和氨氮(NH3-N)为例,利用一维水质模型分段计算入河排污口对北河及相关水功能区的影响。结果表明,在最不利水量条件下,正常排放时对所在水功能区、相邻水功能区及下游水功能区水质均有一定影响;污水回用30%后排放时影响范围缩小,对下游相邻水功能区水质基本无影响;事故排放时影响程度显著增大,进入饮用水源区的COD_(Cr)和氨氮浓度分别为正常排放的1.2倍和1.4倍。     

大亚湾污染物迁移扩散的数值模拟

通过建立大亚湾二维水质模型,以COD作为研究对象来模拟大亚湾海域COD浓度的变化情况及污染物的迁移扩散规律,并利用实测资料对模拟结果进行验证。研究结果表明,水动力模拟的结果能满足污染物扩散的水动力条件,水质和粒子追踪模型结果能真实反映大亚湾COD的浓度变化状况和输移趋势,受潮流影响,不同季节湾内COD浓度分布差别较大。     

暴雨对梁子湖水动力和水质的影响研究

为了分析在暴雨条件下,流域面源污染对梁子湖水质的影响,采用分布式流域面源污染模型,结合湖泊二维水动力水质模型,以暴雨产生的面源径流和污染负荷作为水动力水质模型的边界条件,构建了包含暴雨径流-面源模型与二维水动力水质模型的梁子湖水质模型体系。采用梁子湖水质的实测资料对模型进行了验证,其结果为面源模型的误差在15%以内,水质模型误差在20%以内,表明模型能模拟暴雨条件下面源径流和入湖污染物输入时湖泊水动力及水质的动态响应关系。以2010年7月11日暴雨过程为例,利用所建模型对暴雨前后梁子湖水质变化进行分析。模拟结果表明,水质受暴雨及污染物的冲击影响较大。     

基于同步原型观测的水质改善效果敏感性分析与应用

将无锡运东大包围调水试验过程划分为背景期、调度期和恢复期3个阶段,通过长系列河网水动力-水质多要素同步原型观测,获得河网干支流水动力特性,掌握不同控制断面水质指标的变化规律,并分析水动力过程对不同水质指标改善的敏感性。在此基础上,基于引水流量、汊道分流比、河网流速、水位以及水质改善幅度控制阈值,论证白屈港-严埭港-转水河-环城河-古运河沿线主引水通道的可行性与存在的问题,构建区域精细化河网水动力模型,在模型率定验证基础上模拟了高水位单通道自引泵排、低水位单通道泵引泵排、双通道自引泵排运行方案,比选了不同生态补水方案的水动力与水质效果,为无锡运东大包围畅流活水方案制定提供了研究方法与数据支持。     

入河排污口设置对水功能区环境影响数值预测

结合江苏泰州姜堰区白米镇污水处理厂排污口在引水工况下的影响范围,综合新通扬运河、白米河、中心河及曹红喜河的水文水质资料,基于MIKE21 FM模型,在研究区范围建立了CODcr、NH3 N污染物扩散数值模型,并利用实测流速及水质数据,对模型进行验证和参数率定,模拟了引水工况下尾水正常排放及事故排放的污染物输移过程,并对...     

“7.21”涪江突发水污染事件应急监测分析

2011年7月21日,四川省松潘县境内涪江发生锰污染事件,重庆市水文局开展了以锰和氨氮为对象的水质应急监测。通过与上游环境监测机构加强联系,了解污染物动态情况及上游水库蓄放水情况,同时收集涪江的洪水预报模型和实时水情信息,预测了污染物的传播时间。监测结果表明,由于受洪水及沿程吸附作用影响,锰浓度在重庆段恢复至正常值;氨氮浓度的波动可能是由于沿程其他污染物进入河道中所引起的。由于缺乏水质污染模型,未能对污染物衰减情况作出预报。     

南水北调中线总干渠 Ó 级水污染应急处置水力调控方案研究

长距离输水工程输水量大、闸门群和分水口群众多、控制要求高,在突发水污染事件下要求保障输水过程稳定、应急处置高效。研究了南水北调中线总干渠Ⅲ级水污染的应急处置水力调控方案,提出了Ⅲ级水污染的应急处置策略,确定了基于分水口水力特性的水力调控单元划分方法和应急处置水力调控方式。以京石段为例,提出了采用不同分水口群或等容积运行规则的3种应急调控方案,并利用建立的一维水动力水质耦合模型,模拟了不同应急调控方案下的水流运动和典型污染物的输移过程。研究表明,三种应急控制方案均能在不弃水、不显著影响上下游运行的条件下,通过利用渠道自身调蓄能力或发挥分水口的调控作用,实现应急调控目标。     

平原河网水体石油类浓度达标及总量控制

选取台州市区水体为平原河网水体代表,根据石油类污染物垂向分布规律,得到台州市区水体石油类污染物垂向分布系数为2．33m-1,修订各断面垂向平均浓度为水深0．5m处浓度,简化三维问题;建立台州市中心片区一维河网水量水质模型,对各项参数进行率定验证。分别利用水环境容量数学模型和一维河网模型获得研究区域石油类水环境容量和断面达标时各排污口的削减量。结果表明：研究区域内石油类水环境容量为2．68t／a,容量总量达标情况下,石油类污染物削减率为75％;主要控制断面达标情况下,各排污口的削减率在33％～100％之间。     

三峡水库139ｍ蓄水后排污口污染带特性分析——以云阳污水处理厂为例

通过对云阳县污水处理厂排污口污染带平水期和枯水期的水文、水质、污染负荷现场同步监测,采用二维污染带水质模型模拟计算污染带的影响范围,对岸边污染带及其污染指标CODMn、NH3-N、TP按不同水期和不同监测断面的污染带特性进行了分析,初步预测了三峡大坝在156 m和175 m蓄水后的污染带变化趋势。结果表明,三峡水库蓄水引起的水位和江段特征的变化,改变了天然河道的水流条件,流速急剧减小,污水长时间滞留在排污口附近水域,不利于污染物的稀释、扩散,由于枯水期和平水期排放污水中的CODCr、NH3-N、TP浓度和长江纳污水体中的背景浓度的差异,其岸边污染带的长、宽、面积都将发生相应的变化,在排污口附近及下游仍会出现超背景和超标污染带。     

S-P概化模型在临沂水功能区纳污能力分析中的应用

通过对临沂市水功能区基本情况的分析和对一维S-P水质模型的概化,建立水体中污染物的排放与受纳水体水质之间的关系,在给定的功能区现状的和规划的水质目标、设计水量、水质背景条件、排污口位置及排污口排放方式的前提下,定量分析计算出水功能区纳污能力,为水功能区污染物总量控制和水质管理提供科学依据。     

城市供水河道抵御突发性水污染事故水利调控措施

城市建设的过程中,要加强供水河道抵御突发性污染事故的能力。以南渡江下游的海口市供水河道为例,建立突发性水污染事故的水动力水质模型,分析污染物到达龙塘取水口的时间及影响历时。提出在龙塘取水口上游建立节制闸和应急渠道,将上游突发水污染事故产生的污染物云团引排到应急渠道中的措施。水动力水质模拟结果表明,该措施可以有效减少南渡江河流中的污染物总量,使突发性水污染事故不会对供水河道的供水产生影响。     

太浦闸调度对黄浦江水源地水质影响数值模拟

为进一步研究通过太浦河调水改善下游水源地水质的调度方式,综合分析了黄浦江上游水文水质历年同步调查数据和太浦河大流量原型试验资料,建立了黄浦江水系水量水质数学模型。选用平水年和枯水年两种年型,以及太浦闸泵联合调度控制的4种不同下泄流量,研究不同年型和下泄流量组合对黄浦江上游水源地水质的影响关系。计算结果表明,在太浦闸流量相对较大的情况下,黄浦江上游水源地水量明显增加,约5～6 d水质明显改善;但当大流量停止且恢复到常规流量时,约2～3 d水质即就恢复到原状。     

基于平面二维水质模型的潮汐河流污染源反演

根据潮汐河流的水动力及污染物输运特点,采用二维非稳态水动力、水质模型构造污染源控制反问题,在确保控制点水质达标的前提下,通过对污染源进行反演控制,实现总负荷量最大与污染负荷最优分配的目标。以长江小河口—十二圩段为例,对反演方法进行验证。结果表明,反问题计算结果是可信的。     

山西汾河复流前后水环境承载能力分析

在对汾河水质、入河排污量监测的基础上,选取计算模型及相关参数,以掌握汾河复流前后水环境承载能力为主要目的,以各水功能区为基本计算单元,分析计算水功能区不同来水条件下的水域纳污能力,进而提出汾河复流后各行政分区的污染物限排总量及污染物削减率。结果表明:复流后各功能区COD和NH3-N限制排污总量分别为25 139 t/a和1 158 t/a,污染物削减量分别为24 704t/a和7 857 t/a,平均削减率分别为49.6%和87.2%。若各入河排污口达标排放后,COD、NH3-N仍要削减15 936 t/a和4 356 t/a。