长江口及毗邻海域水质和生态动力学模型与应用研究

长江口及毗邻海域氮磷严重超标导致该海域赤潮频发,已严重影响到该海域的渔业资源.为系统地实施海域污染控制和生态保护措施,科学制定污染控制方案和评估行动计划实施效果,开展海域水质和生态动力学模型研究是十分必要的.在长江口及毗邻海域流场、盐度场、温度场和泥沙场模型的基础上建立了二维水质模型,主要模拟指标为高锰酸盐指数、氨氮、无机氮、无机磷,通过2005年夏季和秋季实测水质资料进行了模型的验证和率定,确定了污染物的综合降解参数.利用二维水质模型进行设计水文条件下33个概化排污口控制污染物的水质响应系数场的模拟计算,为海域容量计算和总量分配奠定了基础.建立了长江口及毗邻海域三维生态动力学模型,利用三维生态模型对应用水质模型计算得出的总量控制方案进行了校验模拟.结果表明:实施全海区功能达标控制方案后,原赤潮易发区叶绿素浓度值显著降低,叶绿素高浓度区域面积基本消失,中高浓度区域的面积也由现状方案约1万km2减少了90%.     

浅探盐水入侵对陈行水源地影响程度的评价项目与指标

本文以枯季长江口长序列水文监测资料为基础，以北支盐水人侵对长江口水源地影响的研究为理论依据，提出了盐水入侵对陈行水源地影响程度的评价项目及系统评价指标，可为长期、中期、短期准确预报长江口的盐水入侵，为陈行水源地避成蓄淡提供调度依据。     

常州市水源地水污染风险等级判定

以常州新北区为研究区域,在水文、水质及污染源调查资料的基础上,建立二维水动力水质模型,并以常州魏村水厂取水口为研究对象,建立了水源地风险等级判定模型。模型的建立主要考虑企业风险等级,以及风险发生后对水源地的影响,包括水源地水质超标倍数、水质超标持续时间以及污染团到达时间等因子,模型阈值参数根据调查及分析得到。通过模型计算得到魏村水厂取水口的风险等级,为该区域进行环境风险管理提供技术支持。     

北庙水源地土地利用变化对水文要素影响的研究

选用保山市日气象观测数据和北庙水源地水库坝上径流资料,结合北庙水源地内的土地利用数据、土壤数据和DEM数据,构建其SWAT分布式水文模型,研究水源地三期不同土地利用方式变化对水文要素的影响。结果表明:在模型率定期和验证期,R2数分别为0.70和0.72,模型效率系数均大于0.55,径流模拟值与实测值相对误差在15%以内,SWAT水文模型在北庙水源地有较好的适用性。1986-2009年,北庙水源地土地利用类型以林地、耕地、草地为主;草地面积减少,耕地、未利用土地和居民用地增加是这一时期土地利用方式变化的主要特征。水源地水文要素发生相应的变化主要表现为坡面径流深、径流深和土壤侵蚀模数增加,而实际蒸散减少。     

长江口水源地咸潮控制临界流量确定及保障措施

为保障上海市长江口水源地的供水安全,并为流域的水资源规划提供依据,在对长江口咸潮入侵特征进行分析的基础上,根据上海市长江口各水源地的供水能力,明确了保障上海市长江口水源地供水安全分月控制临界流量的涵义和标准。根据陈行取水口实测资料采用统计模型,并结合多盐度数学模型的计算成果,综合分析确定了咸潮入侵期（10月至次年4月）各月的临界流量过程,并提出了长江口水源地咸潮控制监界流量保障措施建议。     

青草沙水库取水口选址与取水方式研究

通过对青草沙水库工程区域河势、地形、水文、咸潮入侵、可取淡水几率和水质等方面的综合研究,借鉴长江口已建边滩水源地取水口选址与取水方式的设计运行经验,结合水库库形、输水口选址、库区流态等条件,提出长江口江心水源地--青草沙水库取水口选址和水库避咸蓄淡取水方式的推荐意见.     

河口水库库内三维流动数值模拟

基于三维浅水方程和溶解物质输运方程研究河口水库流动和水体交换。用实测水文资料对数值模型进行验证。利用该模型计算分析了不同风况以及水库引排水条件下水库水体流动特征,结果表明风对水库水闸附近的流场影响较小,但对整个库区流场会有一定影响。针对长江口青草沙水库上游水闸引水、下游水闸关闭或开启的两种运行模式,通过溶解物质浓度模拟并依据所定义的水体交换率,给出了换水率随时间的变化过程。可为制定合理的水库引排水方案,确保水库水质提供科学依据。     

上海长江口取水口、排污口和水源地规划研究

为有序开发长江口,管控沿江取水口和排污口布局,保障水源地安全,根据长江口水环境容量、水功能区划分,参照长江口水质模型计算结果,将长江口水域划分为取水口分区和排污口分区,提出了取水口、排污口规划布局和调整方案。并进一步提出了上海市水源地规划布局以及长江口水源地战略设想。研究表明,合理布设取水口、排污口,减少陆域入江污染负荷,对于保护长江口水环境具有重要作用;长期坚持"两江并举、多源互补"是上海市长期坚持的水源地战略,进一步完善长江口水源地格局、谋划战略水源地,对于上海乃至长江经济带的可持续发展具有十分重要的支撑作用。     

长江口悬沙挟沙力公式参数的率定与验证

利用长江口水域丰富的实测资料,通过建立切应力模式与挟沙力模式分别计算得到的底部泥沙通量相等的关系,对比分析确定其中相关量后,计算出泥沙恢复饱和过程中挟沙力与含沙量之间的修正值,并以长江口2005年8月的实测水文资料率定出挟沙力计算公式的待定参数.最后,利用长江口2007年8月及11月北槽及南槽的实测含沙量资料、2009年4至8月北槽航道疏浚后的实测回淤量资料进行验证,说明采用的挟沙力计算公式具有较高精度,适用于长江口的工程应用.     

三峡与南水北调工程对长江口水源地的影响

利用Delft3D-Flow建立了长江口二维潮流和盐度数学模型,并利用现场实测的水流、盐度数据对模型进行率定验证,较好地模拟了长江口盐水入侵的周期性变化规律.在此基础上,分别将枯水期三峡工程和南水北调工程各调水方案与外海的典型潮波进行组合模拟多种水文条件下的盐度场,并对宝钢水库、陈行水库以及在建的青草沙水库的取水口盐度进行了分析.结果表明:南水北调东线工程的预期最大调水量为1000 m3/s的调水方案将加剧长江口的盐水入侵,水库取水口附近的盐度变大;三峡工程枯水期下泄流量增加,有利于缓解长江口水源地的盐水入侵.     

汉丹江流域陕西段水环境容量研究

汉丹江流域陕西段作为南水北调中线工程的水源区,其水质状况至关重要。结合汉丹江流域陕西段水质、水文监测资料和沿岸排污状况,通过不同的水文条件设计,应用一维和二维水环境容量模型,对已划分的水功能区,计算出了其主要污染物COD的水环境容量。     

气候变化及人类活动背景下水源地安全研究综述

长江口是我国人口最稠密、经济文化最发达的地区。近些年来,由于气候变化及人类活动的影响,长江口水源地的安全正面临着严峻的挑战。结合相关研究文献,从海平面上升、极端天气、重大工程以及区域排污等方面对水源地安全造成的影响进行了研究。在此基础上,对目前相关研究的进展以及所面临的难点问题进行了归纳总结和分析;同时,还对水资源安全预警系统的研究现状和发展趋势进行了分析研究。根据研究结果,针对目前长江口地区面临的盐水入侵和水源地安全问题,提出了相应的保障措施。研究结果可为长江口水源地安全保障措施的研究提供技术参考。     

大伙房水库夏季坝前水质垂向分布数值模拟研究

大伙房水库是辽宁省的重要水源地水库,其水质预测研究对保证大伙房输水工程的水质安全具有重要意义。文章基于MIKE-ECOlab构建了水库坝前区域的三维水动力-水质模型,模型的模拟结果与实测结果之间具有较好的拟合度,可以用于大伙房水库的水质分布模拟研究。利用构建的模型对坝前水体主要水质参数的垂向分布特征进行模拟分析,结果对大伙房水库水质分布和变化规律研究具有重要的参考价值。     

长江南京段六大饮用水水源地水质变化及原因

对长江南京段六大水厂饮用水水源地的水质变化趋势进行评价,并对水质较差的饮用水水源地的污染原因进行分析。结果表明:①上元门水厂取水口所属水功能区水质最差,其次是远古水业、浦口水厂的水源地水质。长江南京大厂工业、渔业用水区(左岸),长江南京浦口饮用、渔业用水区(左岸),长江南京上元门燕子矶饮用水水源、渔业用水区(右岸)这3处水源地2008年以来水质较往年明显降低。②造成饮用水水源地水质恶化的污染源主要包括排涝泵站、工业企业排污和污水处理厂不达标排污。③总磷是六大水厂饮用水水源地主要污染因子之一,其对饮用水水源地的水质影响权重越来越大。     

闽江流域水资源质量时空变化的系统分析及应用研究

该文基于56年的长时间序列水文、水质数据,采用数理统计分析、地理信息技术、模型模拟等技术与方法集成进行数据挖掘,开展闽江流域水资源质量时空变化的系统分析及应用研究。从闽江干流、支流、典型库区和主要水厂水源地全局与局部分析相结合,全面阐释了闽江流域水质时空变化特征;揭示了闽江流域水化学类型特征及其受岩石、降雨及人类活动影响的机制;探明了闽江主要水厂水源地水质变化规律;构建了可用于交接断面通量估算的分布式流域模型和土地利用-水质关联模型;建立了包括闽江流域基础信息查询统计、流域水质评价与流域模型成果展示等主要业务化模块的闽江流域水环境管理系统。     

量质结合的举水新洲段生态流量

研究满足水质和水量需求的生态流量对于河湖水环境治理保护很有必要。以水质性缺水的河流举水新洲段为例，基于实测河道断面数据和污染源调查结果，运用MIKE11软件建立了河道水量水质模型，并根据实测资料对模型进行了率定。利用率定后的模型，以COD、NH₃-N、TN、TP作为主要污染物指标，通过试算法计算了现状排污条件下，各月份中控制断面水质达标的生态流量，同时运用Tennant法和流量频率曲线法计算了满足河流生态系统基本水量需求的生态流量。对3类方法计算结果综合比较讨论，得出了统筹水质水量的举水新洲段各月份生态流量。     

淮河淮南段污染物扩散输移的数值模拟

以淮河流域水污染主要指标氨氮、CODcr模拟淮河干流淮南段水质状况，结合排污口的实测资料，运用SMS（Surface-water Modeling System）软件中平面二维有限元水动力学模型RMA2和RMA4模块建立淮河淮南段的水流水质模型，并对模拟结果进行了验证和分析，同时还对研究河段进行了限量排污讨论，为水环境保护和可持续发展提供依据和参考。     

大型水库流域SWAT模型构建和径流模拟

本文介绍了基于大型水库流域地质条件、土壤种类等要素建立水库流域土壤数据库，结合流域DEM图，土壤使用地图，土壤类型图及其气象数据构建流域SWAT模型，并利用实测径流资料进行参数率定的过程。径流模拟结果分析表明，构建的SWAT水文模型能较好模拟研究区地表径流过程，为水库流域进一步开展变化条件下水文响应及水质模拟等研究奠定了基础，为流域今后经济和社会的可持续发展和水资源的合理开发利用提供了科学依据。     

陈行水库取水口水质对浏河排水的响应

陈行水库作为上海市长江口三大水源地之一,其取水安全不仅受到长江口咸潮袭击的威胁,还受到上游浏河排水的影响。为了研究陈行水库取水口水质对浏河排水的响应,根据水质监测数据,对主要排水水质指标和时间进行了分析;通过建立长江口二维水动力水质数学模型,对浏河排水与陈行水库取水口水质变化过程进行了模拟,并对两者之间的关系进行了分析研究。研究结果表明:①浏河排水影响陈行水库取水水质的主要指标为氨氮,而且在洪季连续多潮排水情况下造成的影响最大;②在现状水质条件和工况下,浏河水闸两潮排水后停排一潮后,陈行取水口可恢复取水;③通过实施长江口区域综合防治水污染、提升浏河排水水质措施,能够从根本上消除浏河水闸排水对陈行水库取水安全造成的影响。     

回归分析法在水位预测中的应用

通过对大武水源地1986—2011年枯水期水位、开采量、降水量等多个长系列实测资料的统计分析,建立了多元线性回归模型,对模型进行F检验和T检验修正后,利用该模型进行水源地次年枯水期水位预测。结果为实测资料与模拟预测值的误差在5%以内,表明该方法预测精度较高,适用于该水源地水位预测。