汉丰湖水体富营养化控制水量调度方案

为探究汉丰湖水量调度对库区水动力及水体富营养化的影响,基于2014年汉丰湖实测流量、水位和水质数据构建了MIKE21二维水动力和对流扩散模型,以实测流速、TN和TP浓度验证了模型的准确性,利用该模型模拟了7种调度方案下库区流速、TN和TP浓度分布情况,并对各模拟方案的运行情况进行了比较。结果表明,大流量的水量调度方式能有效提高库区水体流速,在较短时间内降低调节坝断面的TN、TP浓度,但实现整个库区营养盐浓度的降低需要保证一定的调度时间。     

库区面源氮、 磷污染对于桥水库水质的影响

于桥水库作为天津市唯一的饮用水供水水源地,研究于桥水库周边面源污染对其水质的影响,有助于改善水库水环境,保障供水质量。在分析水库周边面源污染负荷的基础上,运用基于二维浅水方程和对流扩散方程组构建的于桥水库二维水动力和水质耦合模拟模型对2008年雨季(6月-9月)水库TN、TP浓度的空间分布及随时间变化特征进行了模拟分析。结果表明,受果河入库流量和汛期主导风的影响,总体上TN、TP随水流主要沿水库南岸和西北岸向坝前方向扩散,并在库区东形成顺时针大环流和在库区西形成逆时针环流。受环流影响,库心水质受污染影响较小。TP在空间上呈现出东高西低的趋势,TP平均浓度最高值出现在8月份为1.56mg/L;刘相营及五百户镇是TN的主要入库口,TN平均浓度最高值出现在9月份为3.74mg/L。     

沙颍河(河南段)水污染的时空分布规律

对沙颍河流域(河南段)的沙河、颍河、贾鲁河水质进行监测,分析沙颍河水污染的时空分布规律特征。结果显示:①流域内主要支流沙河、颍河、贾鲁河水体TN浓度均超过Ⅴ类地表水质量标准要求,为劣Ⅴ类。②流域水体CODMn、TP浓度从上游的Ⅳ类到下游的Ⅴ类逐步恶化,部分河段超过Ⅴ类水质要求。周口段贾鲁河和沙颍河NH3-N、TN、TP、CODMn浓度超过Ⅴ类水质标准;沙河、颍河TN、CODMn浓度为Ⅴ类或超Ⅴ类水质标准,NH3-N符合Ⅲ类水质标准,TP符合Ⅳ类水质标准。③沙颍河流域水体TN、TP、CODMn浓度随季节而变,枯水季节的TN、TP浓度明显高于丰水季节,CODMn浓度明显低于丰水期。④沙颍河流域主要污染因子为TN,其次为CODMn和TP。认为流域水污染最严重的河流为贾鲁河,其次为颍河和沙河,该流域水体不仅点源污染严重,还存在明显的面源污染。     

人工湿地植物水质净化作用的数值模拟研究

研究区域永年洼湿地面临生态退化、水污染严重等问题,已通过人工种植湿地植物进行生态修复及水质改善。永年洼连续2年的水质监测结果表明,随着湿地植物的种植和生长,洼内水体的氨氮(NH3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)等都有不同程度的下降。本文根据湿地植物对水质的作用机理,通过MIKE模型的EcoLab中水质过程自定义及编辑功能,基于湿地植物的泌氧、细菌活性增加和植物吸收作用下水化学反应过程,构建"WQ+Veg"水质模块,耦合MIKE21水动力结果,模拟永年洼人工湿地种植前后湖区流速及NH3-N、 TN、 TP等水质指标的变化。在有加密监测的断面上,模拟有植物的2017年情景相比无植物的2016年情景,NH3-N、TN和TP平均下降了14.9%、7.33%和14.3%,与监测结果较为一致。在永年洼出水口处2017年相比2016年,NH3-N、TN和TP的去除率提高了7.2%、5.3%和9.1%。模型描述的反应过程清晰,可考虑湿地植物类型、分布、面积等条件下水质氮磷的响应,为大尺度湿地修复的布局及设计提供研究工具,同时为湿地水质净化效果评估提供依据。     

绍兴市饮用水源汤浦水库水质特征研究

饮用水库的水质保护是优质供水的前提保障.通过对汤浦水库各类水质指标连续5年的系统监测,详细分析了一些变化比较敏感,并对水源保护和供水水质具有较大影响的pH、DO、CODMn、TN、TP、藻类等指标的现状、特征及发展趋势,为饮用水库的水质管理及供水处理提供了理论指导.同时,评价了汤浦水库的富营养化状况,提出了饮用水库水质监测、评价的方向和建议.     

生态型灌区应用伊乐藻修复受损水体的试验研究

本文将伊乐藻引入生态型灌区受损水体修复中。通过室内试验系统地研究了伊乐藻的净化效果，结果表明，伊乐藻是修复受损水体较理想的材料。伊乐藻对总氮(TN)、总磷(TP)和CODMn的累积去除率，在初夏分别为61%、89%和34%，在初冬为25.74%、26.59%和10.93%；伊乐藻对水体的净化能力高于菹草和金鱼藻。文中还探讨了修复过程中可能存在的二次污染问题。通过宏观的质量平衡估算，1g伊乐藻在1年内可以从1L水体中去除TN、TP和CODMn分别达到44.57、15.42和31.13mg。     

大东湖水网连通的水动力与水环境变化响应

为揭示城市河湖水网连通工程的生态水文响应机制,以武汉大东湖水网连通工程中东湖-沙湖连通为例,建立水动力-水质耦合数学模型,模拟分析水网连通前后东湖、沙湖的水动力与水质变化,并从空间分布和时间变化两方面,分析水质变化与水动力变化的响应关系。结果表明:东湖-沙湖连通后,东湖与沙湖水动力条件改善较明显,TN浓度和TP浓度基本呈现下降的变化趋势;主流线附近水域流速增加,TN、TP浓度降低,水质改善效果较好;偏离主流线较远的水域,其流速、TN、TP浓度均变化不大;东湖子湖(汤菱湖、水果湖)、沙湖的TN、TP浓度变化过程与流速变化过程呈现负相关关系。     

汾河水库水动力及水质数值模拟

汾河水库是万家寨引黄工程的调节水库和山西省最大的地表水饮用水源地,其上游河段的COD和TN有超标现象,故确定库区污染物的输移扩散规律并提出相应的保护措施对保证水库水质安全至关重要。以工程技术资料、DEM模型、遥感及GPS实测信息为基础,采用GIS技术将汾河水库边界和地形进行数字化处理;通过实测数据进行参数率定与模型验证,确定汾河水库的水动力模型和水质模型;将模型进行耦合联用,以汾河水库的水动力为基础,选取COD和TN进行数值模拟,计算污染物在不同进水浓度时库区污染物超标面积,以库区污染物超标面积百分比来表征水库受污染程度。模拟结果表明:风场是影响水库水动力的主要因素;在静风和主导风力作用下污染物分别沿地形和沿下风向堤岸扩散;污染物超标面积百分比与进水污染物浓度限值呈二次函数关系。     

河道汛期行洪冲污研究

海河水质呈恶化趋势，尤其是汛期排入的雨污水是海河有机污染的主要来源，利用汛期洪水冲污是改善河道水质的手段之一。依据连续性方程、动量方程、自由表面方程、状态方程和水质输运方程，采用有限差分法，建立海河河道水质模型，模拟海河汛期行洪后，污染物的输移扩散及降解转化过程，研究泄流量与冲污的关系。通过计算海河河道汛期行洪时氨氮、高锰酸盐指数浓度随时间变化情况表明，在不同泄流量下，污染物输移扩散及降解转化速率不同，流量大时，能更快的把污染物送入海河口。     

青岛棘洪滩水库氮磷营养盐分析

根据棘洪滩水库2000—2009年水质监测数据,分析该水库水体中总氮(TN)、总磷(TP)及叶绿素(Ch-l a)等水质指标的变化情况,并进行富营养化评价。结果表明:TN质量浓度超出地表水Ⅴ类标准,TP质量浓度满足地表水Ⅱ类标准,ρ(TN)/ρ(TP)值为80.6～246.2,水库属于磷(P)限制型。TN质量浓度冬季、春季较高,夏季、秋季逐渐降低;TP、Ch-la质量浓度在夏末和秋季较高,春季和冬季较低。水库营养盐主要来源是引水,水库水质2000—2009年近10年的营养程度均为中营养。     

不同水期洱海氮磷时空变化规律

为了掌握洱海特征污染物入湖后在湖区的迁移规律,基于环境流体动力学模型EFDC,建立了洱海三维水质数学模型,并利用2015年、2016年的水文水质监测数据对模型进行了率定和验证.利用建立的洱海三维水质数学模型,模拟分析了不同水期、不同氮磷污染源浓度汇入条件下的洱海湖区总氮(TN)、总磷(TP)时空演变规律.结果表明:不同...     

典型暴雨农业面源总磷入库水质影响过程

以东北大伙房水库为典型研究案例,根据典型暴雨情况下农业面源中总磷入库的时间变化特征,建立考虑入库水流影响的库区三维水动力数学模型及相应的三维水质模型,模拟分析1次典型暴雨入库过程中库区总磷三维空间分布及随时间变化的特征。模拟结果表明,受入库流量和丰水期主导风向东北风的影响,总体上总磷随着水流主要沿西南岸线向坝址方向扩散,总磷浓度超标面积逐渐增大,随着流程增加,其浓度逐渐减小。对面源入库过程的模拟分析可以为面源污染的预报及治理提供相关的技术依据。     

Three-dimensional modeling of thermal stratification of a deep and dendritic reservoir using ELCOM model

The fate and transport of contaminants induced into a deep and stratified reservoir after flood events are largely governed by the thermal structure of the reservoir. For last two decades, diverse three-dimensional (3D) hydrodynamic and water quality models have been developed and applied for supporting reservoir water quality management, but validation of the models to simulate stratification processes in deep and dendritic reservoirs in monsoon climate region is rare. The study was aimed to evaluate the performance of a 3D hydrodynamic model, ELCOM, in a deep and dendritic reservoir located in Geum River of Korea for simulating heat fluxes and stratification processes. The model was applied to two different hydrological years; dry (2008) and normal (2009), and validated against extensive field data. The model showed satisfactory performance in simulating the water temperature profiles within the acceptable errors at all monitoring stations. The turbid density flows induced by flood events incurred a significant modification of the structure of thermal stratification, and which was well replicated by the model. In addition, the model reasonably captured the instant surface vertical mixings that observed during flood and strong wind events. The net heat flux across the free surface was positive (gain heat) from April to September, which resulted in the development of thermal stratification in the reservoir.     

北方某水库总氮浓度预测的神经网络改进方法

为解决先验数据有限情况下北方Q水库的水质预测问题,提出一种以马尔可夫方法进行修正误差的BP神经网络预测模型.针对Q水库的水质特点,使用总氮作为参考序列,对常规指标进行灰色关联分析,以确定神经网络的输入向量.选择同总氮关联度较大的氨氮、总磷以及总氮本身作为输入向量,以总氮为输出向量,应用BP人工神经网络,对总氮浓度进行预测.将神经网络测试样本的相对误差序列作为马尔可夫方法的状态集,对检验样本的相对误差状态进行预测.根据相对误差结果对BP神经网络预测值进行修正.结果表明,该方法能有效改进预测结果,提高精度.     

基于水质-污染源响应关系的抚仙湖水环境承载力计算研究

抚仙湖是中国最大的深水型淡水湖泊。随着流域入湖污染负荷的增加,其整体水质呈下降趋势,水污染呈自北向南和自沿岸向湖心推进的分布特征。本文依据水质-污染源响应关系,建立了基于湖泊水动力水质模型的水环境承载力计算方法;在对湖泊水动力和水质模型率定验证的基础上,计算得到了抚仙湖在规划水质目标(I类)下,CODMn、TN和TP这三类主要污染物的水环境承载力分别为20065.7 t/a、821.9 t/a和115.8 t/a;并根据抚仙湖环湖入湖河流及排污口分布特征,进一步提出了环湖分片主要污染物容许入湖负荷及污染物总量控制指标。     

千岛湖现状污染负荷分析与限制排污总量研究

根据千岛湖水质现状和水功能区划,确定2015年和2020年千岛湖水质保护目标的污染物浓度,核算现状污染负荷量。将现状CODMn、NH3-N和TP污染负荷量作为千岛湖CODMn、NH3-N和TP的纳污能力,即千岛湖湖区CODMn、NH3-N和TP指标纳污能力分别为16420 t/a、2225 t/a和434 t/a。采用狄龙模型核算千岛湖TN指标的纳污能力,2015年千岛湖TN质量浓度目标值为0.88 mg/L,对应湖区限排总量为3468 t/a;2020年将千岛湖TN质量浓度目标值进一步提高至0.8 mg/L,此时对应湖区TN限排总量为3176 t/a。     

大型水库三维水质模型研究

针对大型水库水质要素分布呈现明显三维效应的特点,建立了一种考虑温度分层影响的DO,CODCr,TP,TN三维水质预测模型。采用二滩鱼感鱼河支库原型观测资料对模型进行验证,并分析了模型误差产生的原因及模型的适用性。分析结果表明,所建模型可以用于对DO,CODCr,TP,TN等水质要素的数值模拟,模拟成果可为大型水库修建的环境影响评价提供科学依据。将该模型应用于某在建大型水库,成功模拟预测了该水库水质要素的三维分布特性。     

生态混凝土对富营养化水源地水质改善效果

考察了生态混凝土对太湖梅梁湾水源地水质改善效果。中试结果表明:生态混凝土对TN、TP、CODMn、Chla的平均去除率分别为36.1%、53.8%、22.9%、55.5%,对总藻毒素和胞外藻毒素的去除率在27.4%～38.9%之间。通过生态混凝土可使水体的富营养状况有所降低,水质等级有所提高,对富营养化水源地水质有较明显的改善。     

基于肯德尔法的丹江口水库水质演变趋势研究

为准确把握丹江口水库近5 a来水质变化趋势,有效指导库区的水资源保护和水污染防治工作,采用季节性肯德尔检验法对水库主要污染因子的演变趋势进行了分析研究。结果表明,汉江白河断面TP指标呈现出高度显著增加趋势,丹江湘河断面CODMn指标呈现出显著减少趋势,库中陶岔、凉水河和坝上断面高锰酸盐指数显著增加,浪河口下和坝上断面总磷指标也显著增加。水库水质主要受几条入库支流水质影响,不同支流的主要污染物和来源不同,应采取不同的水污染防控措施。     

基于支持向量机的太湖入湖河流水质影响因素的研究

以影响太湖入湖河流水质的23个因素值为研究对象,通过分析这些因素值随时间的变化趋势,发现随时间变化较大的因素为TN,CODMn,TP,石油类,Cd和Pb;以这些因素值为特征向量,利用支持向量机对轻度污染水质和重度污染水质进行了分类.当支持向量机的参数c为18.95、g为2.09时,局部预测率和全局预测率较高,分别为82...