浅水水体生态修复的数值模拟

基于二维水流水动力学模型、具有源汇项的对流扩散方程及水生态系统动力学模型,考虑浅水水体生物群落中影响水体水质及营养物质循环的主要种群的演化规律,建立浅水水体生态修复模型.该模型包括水动力学模型、守恒物质对流扩散模型和富营养化动力学模型.其中富营养化动力学模型考虑了浮游植物、浮游动物、蚌类、溶解氧和各种营养物质.将该模型应用于深圳市某实体水库,模拟人工养殖蚌类修复水库水质的效果.数值模拟结果表明:与蚌类养殖前相比,浮游植物的生物量以及氮、磷的负荷有明显的减少,说明将蚌类用于富营养化水体水质的修复效果是比较理想的,应当加以推广.     

景观水体水质模拟应用研究

针对景观水体的特点,以北京大兴滨河森林公园景观湖为研究对象,通过耦合EFDC水动力模型和WASP水质模型,建立适用于模拟景观水体富营养化的二维水动力—水质模型,并进行了模型的参数率定及适用性研究。研究结果可为景观水体的水质维护管理提供技术支持。     

浅水水体水质生态修复的数值模拟

本文基于二维水流水动力学模型、具有源汇项的对流扩散方程及水生态系统动力学模型,考虑浅水水体生物群落中影响水体水质及营养物质循环的主要种群的演化规律,建立浅水水体生态修复模型。该模型包括水动力学模型、守恒物质对流扩散模型和富营养化动力学模型。其中富营养化动力学模型考虑了浮游植物、浮游动物、蚌类、溶解氧和各种营养物质。将该模型应用于深圳市某实体水库,模拟人工养殖蚌类修复水库水质的效果。数值模拟结果表明:与蚌类养殖前相比,浮游植物的生物量以及氮、磷的负荷有明显的减少,说明将蚌类用于富营养化水体水质的修复效果是比较理想的,应当加以推广。     

WASP水质模型检验及参数敏感度分析

WASP是美国国家环保署(EPA)推荐使用的水质模拟软件,本文利用Brandywine河实测结果,验证了WASP模型的水质模拟效果,模拟结果与实测符合较好,证实了WASP模型是一种有效、实用、可靠的水质模型。为了提高模拟效果,分析了模型主要参数的敏感度,发现水温对溶解氧影响最大、BOD衰减系数影响次之。灵敏度分析对模型参数选取和误差分析有指导意义。     

基于WASP7.2河流水质模型的应角研究

WASP(The Water Ouality Analysis simulation Program)水质模型软件作为美国国家环保局推出的经过时间考验的水质模型软件,在国外的应用取得了很好的效果.WASP应用于北京市内长河的水质模拟,选用COD、总磷、总氮、叶绿素作为水质模拟指标.模型计算结果表明:模拟值和实测值的误差较小,曲线的变化趋势接近,基本符合模型模拟的要求.     

浅水湖泊水生态数学模型研究及应用

该文针对珠三角感潮浅水湖泊水环境模拟问题,在二维水流-污染物输移耦合数学模型基础上,结合WASP(water quality analysis simulation program)水生态数学模型原理,考虑溶解氧、氨氮、硝酸盐氮、有机氮、无机磷、有机磷、碳生化需氧量和叶绿素a等8个水质变量及其相互作用的溶解氧平衡子系统、氮循环子系统、磷循环子系统和浮游植物动力学子系统,建立了浅水湖泊水生态数学模型。通过室内实验系统模拟了珠三角某典型感潮人工湖泊外江来水营养条件对蓝藻生长的影响,确定了蓝藻生长速率等关键模型参数,并模拟了湖泊不同换水方案下叶绿素a的时空分布规律,为控制湖泊水体富营养化、预防蓝藻水华爆发提供科学依据。     

基于EFDC和WASP耦合模型的水库水质数值模拟研究

从工作实践中可以发现,仅依靠单一模型对水库水质数值模拟存在难以模拟真实水流形态的问题,导致模拟拟合度较差,研究基于EFDC和WASP耦合模型设计一种水库水质数值模拟方法。在笛卡尔坐标系下建立水库坐标,确定EFDC水动力模型配置。划分网格结构,利用WASP计算水质模型的相关参数,默认污染物在水平和垂直方向无浓度梯度变化,网格单元浓度使用中心浓度表示。将EFDC的输出变量与WASP进行耦合,建立等效网格空间,两种模型的输出通过“.hyd”文件形式进行耦合,包括流量、速度和扩散参数等水体组分信息,利用COSMIC程序进行求解。仿真实验结果表明,TP浓度模拟值与实际监测值的变化情况比较贴合,其平均相对误差不超过20%,符合预期设定并具有较高的模拟拟合度。     

基于WASP7.2河流水质模型的应角研究

WASP(The Water Quality Analysis Simulation Program)水质模型软件作为美国国家环保局推出的经过时间考验的水质模型软件,在国外的应用取得了很好的效果。WASP应用于北京市内长河的水质模拟,选用COD、总磷、总氮、叶绿素作为水质模拟指标。模型计算结果表明:模拟值和实测值的误差较小,曲线的变化趋势接近,基本符合模型模拟的要求。     

基于WASP5氮原理的二维水量水质耦合模型及应用

为解决现状水体二维水质模型污染因子反应原理单一的问题,将WASP5 水质模型总氮循环的基本方程作为源项,采用有限体积法(FVM)配合通量向量分裂格式(FVS)的问题水体二维水量水质耦合的数学模型,并应用于某湖区水体二维水域的水量水质数值模拟,模拟成果验证了该耦合模型具有较高的可靠性与推广性。     

WASP水质模型及其研究进展

WASP(The water quality analysis simulation program,水质分析模拟程序)是EPA推荐使用的水质模型软件,使用较为广泛,能够模拟河流、湖泊、水库、河口等多种水体的稳态和非稳态的水质过程。介绍了WASP的组成模块(DYNHYD、EUTRO、TOXI)、基本原理及EUTRO中8个指标之间的相互转化,最后介绍了该模型在国内外的应用和发展前景、方向。     

Application of WASP model for assessment of water quality for eutrophication control for a reservoir in the Peruvian Andes

Water quality models are important tools for facilitating assessment of the main processes occurring in an aquatic system. To this end, a water quality analysis simulation programme (WASP8) was used to assess the eutrophication process in El Pañe Reservoir. The reservoir has a useful water volume of 99.6 hm³ and is connected to six other reservoirs located in the Chili Basin of the Arequipa Region. El Pañe Reservoir, which is the basin head, has exhibited eutrophication problems since 2014, causing water treatment problems for human consumption and a high probability of cyanotoxin releases from intensive algal blooms. Accordingly, the reservoir was divided into 11 segments, ammonia, nitrate, phosphate, total phosphate, dissolved oxygen, water temperature and chlorophyll‐a being the simulated water quality parameters. The simulations were set in a steady state condition for 3 years from October 2015 to October 2018, subsequently determining aquaculture activity and benthic flux as being meaningful nutrient sources impacting the phytoplankton community. The results of the present study provide necessary evidence of the need to exhaustively quantify both sources in future research, which will aid decision makers in identifying the best management option that can help guarantee the sustainable development of the involved human activities.     

三峡水库香溪河库湾水环境容量研究

三峡水库蓄水后,水库回水区的水文情势发生了显著变化,香溪河库湾受回水顶托,营养物质大量富集,致使该库湾的许多污染指标超标,直接威胁流域生态、经济的可持续发展.欲有效地改善香溪河库湾水环境质量,必须研究库湾的水环境容量,并以此作为污染防治的依据,对主要污染物实行总量控制.通过对香溪河库湾水质野外监测和数据分析,表明主要污染物为PO4、NH4.应用WASP水质模型,对三峡水库香溪河库湾进行水质模拟.根据水质模拟结果,采用解析法、功能区段首控制法定量计算出了香溪河库湾各功能控制区段的水环境容量,各控制区污染物应削减量或可新增加量,并初步地提出了一些相应的污染治理措施.     

DYNHYD与WASP模型在复杂河网区的应用——以湖南省大通湖垸河湖连通为例

通过对湖南大通湖垸进行现场调查并结合河湖连通规划,针对自草尾河引水入东洞庭湖的连通方案,建立了DYNHYD与WASP水质耦合模型。模型参数确定后,模拟了在枯水典型水文年水位条件下,调水后的大通湖及各主要河渠总磷的浓度变化情况。分析模拟结果表明,大通湖达到预期Ⅲ类水标准所需的时间为135d,各河渠中总磷浓度达到预期标准所需的时间明显小于大通湖。分析方法和过程可为DYNHYD与WASP水质耦合模型在南方复杂水网地区河湖连通中的实际应用提供科学参考和实际指导。     

2008~2014年滇池水质时空变化特征分析

滇池位于昆明市南部,是该市重要的水源地,支持着昆明市现代工业、农业、旅游业等的发展,分析其水质的时空变化十分重要。利用2008~2014年水质监测数据,分析了滇池主要污染物、富营养化指数和浮游植物丰度的时空变化特征。结果发现：滇池总磷、总氮、氨氮、高锰酸盐指数年尺度上整体呈减小的趋势,不同监测点的变化趋势存在一定的差异;富营养化指数年尺度上表现为减小的趋势,年内变化差异较大,6~8月富营养化指数较高,其他月份富营养化指数较低;浮游植物丰度年尺度上呈下降趋势,年内变化表现为6~8月浮游植物丰度较大,其他月份丰度较小。滇池的草海及邻近区域主要污染物、富营养化指数和浮游植物丰度大于外海部分。得益于滇池治理力度的加强,近年来滇池水质得到较大改善。     

WASP6水质模型应用于汉江襄樊段水质模拟研究

WASP6是美国国家环保局开发的最新的Windows版水质模拟软件。应用WASP6对汉江襄樊段现状水质进行了模拟研究,研究的水质指标包括:BOD5、NH3-N、DO,并用2001年实测值对水质模型模拟结果进行校验。研究结果表明:BOD5、NH3-N、DO模拟的平均相对误差分别为10.7%、11.0%和5.6%。WASP6应用于汉江的水质模拟能够取得较满意的结果。     

涡河中下游浮游植物时空分布及成因

为探明涡河中下游水质状况,基于2016年12月至2017年9月涡河中下游4次监测的浮游植物和水质数据,利用物种优势度和多样性指数对浮游植物的时空分布特征进行定量分析。结果表明:涡河中下游的浮游植物主要表现出种类分布不均匀、不同河段差异性大等特点;涡河中下游共发现浮游植物7门89属种,以绿藻门和硅藻门为主;浮游植物的优势类群随季节变化较大,4次采样共发现16个优势物种,4个季节中绿藻门的优势种类均为最多;浮游植物Shannon-Wiener多样性指数水质评价等级显示涡河中下游整体污染程度呈转好趋势;冗余度分析表明环境因子对浮游植物时空分布总体变异的解释度为60.02%;温度、电导率和总磷是影响涡河中下游浮游植物时空分布的主要环境因子。     

三峡库区典型支流水质模型及其参数敏感性分析

参数敏感性分析旨在确定水质模型中各参数对模型精度的影响,在利用水质模型分析时,可根据参数的敏感性精简模型中的大量参数。以三峡库区支流草堂河为例,建立相应生态动力学模型,并对模型结果进行验证,再进一步采用扰动分析法对模型中26个参数的敏感性进行了计算分析。研究结果表明:生化参数中浮游植物的最大生长率(R0)、适应温度下限(T1)、死亡线性系数(RDIE1)、光照最低值(IOPT)、消光系数(KC)、遮光系数(KW)及磷酸盐半饱和系数(KPO4)是敏感性最高的参数,其他参数敏感性相对较低;对同一参数而言,其敏感性亦会随季节改变发生变化,其敏感性一般在冬春季较低,夏秋季较高。     

宁夏黄河水系干流水质监测断面优化

黄河是宁夏地区最重要的地表水资源,所以整个黄河宁夏段水环境质量的优劣将影响宁夏社会经济的发展。基于2010年-2014年宁夏环境监测站的统计资料,以污染最严重的指标COD、氨氮、总磷的监测资料为基础,采取物元分析法、模糊聚类法及WASP模型对黄河干流宁夏段水质监测断面的布设进行优化。结果表明:现有的6个国控监测断面对黄河干流水质变化状况的监测不完善,须增设2个监测断面,分别位于下河沿与金沙湾国控断面间及叶盛公路桥与银古公路桥国控断面间,地理位置分别处于石空镇与临河镇,即105°40′31″E,37°34′04″N与106°18′36″E,38°16′11″N。     

长江源和怒江源区水体氮磷化学计量特征初探

根据2016年长江源和怒江源区现场调查获取的水质监测资料,分析了长江源和怒江源区河湖水体的基本理化参数、氮磷含量和形态指标,并利用氮磷化学计量比(m(TN)∶m(TP),氮磷质量比)特征评估了江源地区河湖水体的氮磷养分限制状态。结果表明:长江源和怒江源区河湖水体的总氮含量介于0.475~0.956 mg/L,满足地表水Ⅱ—Ⅲ类水质标准;总磷含量介于0.006~0.017 mg/L,满足地表水Ⅰ—Ⅱ类水质标准;硝态氮占总氮含量的43.5%~85.5%,是河湖水体氮素的主要组成部分,对江源地区水体总氮污染的贡献更大;氮磷比介于33.7~79.3,磷素是江源区河湖水体中浮游植物生长的限制性营养因子。研究成果可为揭示江源地区河湖水体的富营养化进程和水生态环境保护提供数据支撑。