嫩江县污水处理厂扩排工程对水功能区影响

文章采用建立二维稳态混合衰减模型,计算污染物入水混合过程中污染物的浓度增加值,通过分析比较各水期污水处理厂排放废水的主要污染物削减值,得出枯水期污染物削减效果优于平水期和丰水期的结论,证明了二期工程入河排污口设置有助于改善水功能区水质。     

基于入湖TP负荷的杭州西湖引配水过程优化研究

入湖环境通量大小及时程分布特点研究，是诊断湖泊水环境问题并采取针对性治理措施的关键。总磷(Total Phosphorus，以下简称TP)是西湖富营养化的主要控制指标。通过文献调研和相关研究，分析评估入湖TP的大气沉降负荷、流域面源负荷、底泥释放负荷和引水入湖负荷，分别为0.41 t/a,3.84 t/a,2.57 t/a和4.41 t/a，合计总负荷10.96 t/a。基于入湖负荷的年内分配特征，采用零维TP模型，进行西湖外湖配水过程的优化模拟。结果表明：在年配水总量不增加的情况下，增加7—10月配水量至100×10⁴ t/d，减少其余月份配水量至20×10⁴ t/d以下，可以满足西湖外湖全年TP浓度达到Ⅲ类水标准。为持续改善西湖水环境，提出进一步提升流域水文水质监测水平、继续推进流域面源污染控制、提高引水预处理出水标准、探索湖区内源污染负荷控制等治理措施。     

山丘区水环境容量计算及限制排污总量分析——以临海市“五水共治”规划为例

为改善山丘区水环境,以典型山丘区城市临海市为研究对象,基于对临海市水环境现状、水环境功能及水污染负荷的充分调查,建立河网水量水质数学模型,计算了河网水环境容量,并提出了污染物排放总量控制和削减方案。结果表明:临海市河网的水环境容量COD为15 904.3 t/a,NH3-N为1585.2 t/a,水质超标率分别为COD 15.61%,NH3-N 16.67%。规划年工程实施后预计新增水环境容量COD 1 137.7 t/a,NH3-N 114 t/a,削减污染物入河量COD 10 610.6 t/a,NH3-N 1 082 t/a,水环境质量得到较大提升。     

万家寨水库水环境特性分析

作为山西省的重要水源地,万家寨水库水环境质量对于山西省的供水安全具有重要意义。通过建立非结构单元的水环境数学模型,对现状情境下万家寨水库库区进行水动力过程模拟,分析最不利水文条件下区域内水环境特性。结果表明,水动力场显示,上游流量的大小对库区水体自净能力影响明显,研究区域水力停留时间最短出现在丰水年夏季,最长出现在枯水年冬季;在固定源连续排放下,枯水期、平水期、丰水期3种水文条件下,COD最大允许排放浓度分别为426、310 mg/L与252 mg/L;在枯水期、平水期、丰水期内,下游3个控制断面COD浓度均可达到二类水质标准时,污染物COD的水环境容量分别为14 060、15 959 t/d和18 137 t/d。     

基于水质目标可达的入太湖湖体污染物削减方案研究

通过对现状污染物入湖通量和湖体水环境容量的计算,提出了基于水质目标可达的高、中、低入太湖湖体污染物削减方案,结合各类污染源削减潜力进行方案可达性分析。分析结果表明:中方案可推荐作为入太湖湖体污染物削减方案,其中2015年CODMn、氨氮、总氮和总磷水质目标分别为4.5 mg/L、0.46 mg/L、2.2 mg/L、0.06 mg/L,污染物削减率分别为15.3%、13.3%、21.4%、29.1%。研究成果为太湖水环境管理规划提供参考依据。     

南京市鼓楼区入江断面水质达标方案的研究

根据2016年南京市污水处理厂进出水量、水质资料和自来水用水量情况,分析出鼓楼区现状污染物入河量。通过构建一维稳态水环境数学模型,构建了污染源——水质的响应关系,对现状污染物入河量进行了验证,在基于外秦淮河三汊河口断面和金川河宝塔桥断面水质达标的情况下,计算得到鼓楼区水环境容量COD为21 798t/a,氨氮为733.24 t/a,总磷为61.30 t/a。结合鼓楼区实际情况,从排水达标区建设、黑臭河道整治、污水处理厂提标改造、引补水等方面提出两个断面达标的可行性措施,为环保部门进一步改善鼓楼区水环境提供了理论支撑。     

基于京杭运河五牧断面水质达标的水环境容量计算研究

为保证京杭运河五牧断面的水质达标率及水体环境健康,依据《江苏省地表水(环境)功能区划》,综合考虑水文、水体污染来源等因素,对整治范围内入运河的污染源进行概化,通过建立一维水量水质数学模型确定模型参数,计算五牧断面水质达标时各概化排口的允许排污量,进而得到该研究区域的水环境容量,与现状污染物入河量对比,确定污染物削减量,为改善京杭运河水环境质量提供依据。结果表明:确保京杭运河五牧断面水质达标情况下,研究区域近期COD、氨氮、总磷水环境容量分别为47 216t/a、5 376.1 t/a、508.1 t/a,远期COD、氨氮、总磷水环境容量分别为28 977.3 t/a、2319.1 t/a、301.1 t/a。污染物削减率与水质超标率对比二者差距在30%以内,说明水环境容量计算结果基本合理。     

北方典型山区河道不同污染条件下水环境预测研究——以秃尾河为例

建立了秃尾河在不同污染条件下的二维非稳态水流水质模型,基于水量、水质同步实测数据对模型进行了率定验证。运用所建模型对研究区域水流水质过程进行数值模拟,定量分析了研究区域在不同污染条件下的污染混合带长度及对污染源下游水质的影响程度。通过对不同污染条件下秃尾河下游的水质浓度场的计算分析,结果表明:在污水排放控制总量为1.80万t/d、不考虑降解系数的情况下,清水工业园混合带长度为60 m,距离污染源8 000 m断面的水质COD、氨氮、石油类能达到地表水Ⅲ类水标准(GB3838-2002);而在污水排放控制总量为1.90万t/d、考虑降解系数的情况下,清水工业园混合带长度为64 m,距离污染源9 000 m的断面水质COD、氨氮、石油类能达到地表水Ⅲ类水标准(GB3838-2002)。通过模型预测水环境是保护水环境的有效方法。     

双龙湖不同水期水质变化分析及富营养化评价研究

对双龙湖枯、丰水期交替期各项水质指标TN、TP、CODm n、Ch la、透明度、浊度等指标进行监测分析,运用富营养化综合评价法对双龙湖营养状态进行评价,认为双龙湖丰水期初期水质优于枯水期末期,处于中营养化水平,枯水期末期处于轻富营养状态。研究评价枯、丰水期的水质变化规律,为加强双龙湖污染防治,改善和保持水环境提供科学依据。     

基于MIKE21的小南海湖补水方案效果分析

人类开发活动导致湖泊污染严重,生态功能严重退化,研究补水改善湖泊水质对于维持湖泊生态系统健康意义重大。针对小南海湖COD、TN浓度较高的水环境现状,应用MIKE 21软件建立小南海湖二维水动力水质模型,分析5个补水方案对湖泊水环境质量改善的效果。结果表明,截断倒虹管污水入湖后,湖泊水位下降0.7 m,必须同步实施补水工程;湖泊补水8个月后,湖泊水质开始明显改善;单从新河引水时,小南海湖心COD浓度降至29 mg/L,TN浓度降至19 mg/L,改善效果显著,从松西河补水对湖泊水质的改善效果较新河补水差,因此,考虑水质改善效果,建议从新河引水补给小南海湖。     

引水改善平原感潮河网水质效果评估

以张家港市三大水循环体系为例,构建一维河网水动力水质数学模型,揭示了不同长江潮位与内河引水量的响应关系,不同引水量与河网水质改善效果、引水服务面积的响应关系。结果表明:随着长江高潮位的升高,内河引水量呈现线性增长趋势;当中部水系引水量达到1.4×10~7m~3时,氨氮浓度改善率达到50%以上,浓度变化指数达到0.6以上,且整体提升了1个水质类别;引水服务面积随着引水量的增大呈现线性增长趋势,而单位引水量服务面积呈现对数函数下降趋势,其中东北部水系单位引水量服务面积最大,为0.352～0.891 km~2/万m~3。     

A case study of water retention and ecosystem functioning restoration in Wenying Lake (China)

Wenying Lake in Datong, China, has been drying for the last several years. Analysis of standard penetration test data revealed that a missing waterproof layer of silt soil and silty clay in the south part of the lake, resulting from frequent flood flushing, was responsible for the water loss from the lake. Accordingly, 6.7 × 10⁵ m² of geosynthetic clay liner (GCL) was used in May 2010 to repair the area of sediment exhibiting the water leakage, equivalent to 15.6% of the total lake bottom area. Approximately 4.1 × 10⁶ m³ of floodwater was then diverted from upstream rivers to the lake. Eight months later, about 0.9 × 10⁶ m³ of the water was retained, with the water loss being reduced from 4.0 to 1.1 m³ m^?2 year^?1. Ecologically safe and cost‐effective clay materials also can be used to furthermore improve the water retention characteristics. Modelling results indicated that capping the whole lake with a 2 cm layer of bentonite with a permeability coefficient of 5.0 × 10^?9 cm s^?1 could reduce the sediment water leakage to 0.04 m³ m^?2 year^?1. The quality of the retained water after GCL treatment project was poor, with a total nitrogen concentration of 11.0 mg L^?1 and sulphate 307.0 mg L^?1, which were 5 and 300 times higher, respectively, than the Chinese class V surface water standard. Restoration of aquatic vegetation in the lake and constructed wetlands near the lake inlets could be helpful to improve the lake’s water quality over the long term.     

七浦塘引水对阳澄湖河网水环境影响的模拟研究

为准确地衡量七浦塘引水工程的运行方式对阳澄湖及周边河网产生的影响,基于太湖水量水质模型设计了7种数值实验,从引水量和雨型两个角度对七浦塘引水对阳澄湖及周边河网造成的影响进行了评估,并定义了河网总体水质达标率作为评估标准。结果表明:七浦塘引水使得水量向阳澄湖北线和南线河道集中,在改善阳澄湖西湖水质的同时恶化了中东湖的水质;七浦闸引水量在20~40 m3/s之间时对提高河网水质总体达标率最为有利;引水对河网水质的影响具有显著的空间差异性;在不同雨情条件下,七浦塘引水调度均可在一定程度上改善河网和湖体的水质。     

基于开源和节流的乌伦古河流域水库群生态调度

针对乌伦古河流域水资源短缺、灌溉挤占生态用水等问题,以生活、工业、灌溉、河道生态基流、河谷林草及补湖生态用水为调度目标,设置开源、节流方案集,建立了以生态缺水量和社会经济缺水量最小为目标的水库群生态调度模型,采用人机对话模拟优化算法求解模型。结果表明：各节流方案的河谷林草和补湖供水保证率能够满足设计要求,缓解了灌溉用水与生态用水间的矛盾,但2017现状水平年和2025远景水平年需水方案的灌溉保证率未满足设计要求;当开源+节流方案调水量超过1.0亿m³时,满足农业灌溉、河谷林草和补湖的供水保证率要求,消除了灌溉用水与生态用水间的矛盾;随着调水量超过1.0亿m³且持续增加,对河谷林草、补湖缺水量、破坏深度等影响不大,推荐1.0亿m³为最佳调水量。     

大通湖区水系连通工程改善水环境的效果评估

大通湖是洞庭湖区的重要组成部分,近年其水质状况呈现恶化态势,正通过实施水系连通工程,以期改善其水环境。基于MIKE21构建大通湖区水系连通工程的二维水动力-水质数学模型,选取总氮和总磷作为水质指标,模拟不同连通调度方案下大通湖的氮磷浓度变化,采用滞水区面积比例、浓度变化指数、换水率和水质浓度改善率,评估6个连通方案下大通湖水环境的改善效果。结果表明:通过实施引水调度方案能够有效改善大通湖水环境,当引水前期流量取30 m~3/s,出口水位控制在25.48 m时和引水后期流量保持为30 m~3/s不变,出口水位调整至25.88 m时,大通湖水环境改善效果最佳。本研究可为实施水系连通工程,改善类似湖泊水环境和提高引水调度效率提供参考。     

考虑水质与水价影响的城市再生水需求研究

再生水是城市的“第二水源”,加强再生水配置利用对优化供水结构、增加水资源供给、缓解水量供需矛盾以及保障水生态安全具有重要意义。科学预测城市再生水需求是提高污水资源化利用水平的重要基础。在区域水资源需求分析基础上,充分考虑工业生产、城市杂用、河道补水、农林灌溉等4大领域的水量和水质需求特点,提出考虑水质与水价的分领域再生水需求预测技术框架。首先考虑水质影响,引入再生水可替代率指标,分析水资源需求总量中可由再生水供给的水量;其次,考虑自主定价模式下再生水价格对用户需求的影响,建立“补贴-价格-需求”模型,计算不同补贴情景下区域再生水的需求量;最后,应用于宿迁市中心城市。结果表明：在规划年2025和2030年的再生水利用率目标要求下,采用中等补贴情景能在有效推广再生水利用的同时兼顾政府财政压力,再生水需求量分别可达10 095×10⁴和13 387×10⁴ m³。本研究进一步拓展了城市再生水需求量预测的理论方法,也为宿迁市再生水利用配置提供了科学依据。     

长距离调水对沿线及受纳水体水环境的影响

以艾比湖生态保护工程—从南疆喀什河经精河引水入艾比湖为背景,进行调水工程对受水区高盐度湖泊艾比湖水环境影响的研究。通过建立一维水质模型和二维湖泊盐度预测模型,分别研究调出河道、输水沿线河道在调水前后水质变化情况以及高盐度受水湖泊盐度随引水延长的变化规律和规划水平年25%保证率下入湖淡水对盐分的稀释程度及稀释度空间分布规律,并进一步分析平、枯水年水文情势下调水对盐度的影响。结果表明:调水工程实施后,调出河道和输水沿线河道原有的水质类别均未改变,河流水质功能均未下降;引水后3d内,入湖口附近水域盐度有较大变化,3d后,盐度变化不明显;引入淡水对湖泊盐分稀释影响较小,稀释度为20%、10%的水域均在入湖口附近,影响范围不大,平、枯水年水文情势下,调水对湖泊盐分的稀释影响不明显。     

The seasonal and spatial variations of labile copper, iron, manganese, lead and zinc sediment fractions in Lake Naivasha, Kenya

Lake Naivasha is a freshwater lake with no surface outlet, lying within a closed basin of the Kenyan Rift Valley. It is perceived to be a lake undergoing anthropogenic stresses. This study is intended to determine the speciation of some selected heavy metals in the sediments of Lake Naivasha, as an indicator of potential pollution of the lake. Sediment and water sampling of the lake was conducted in March and May 2003, during the dry and wet seasons, respectively. Analyses of the speciation of heavy metals in sediment samples (<63 µm faction) were performed on sediment samples collected from five sites within the lake. The study results obtained indicated that influent Malewa River was not a source of labile copper (Cu), lead (Pb) or zinc, despite the river having the highest percentage clay content during the wet season (86%). Copper was highly distributed in the residual sediment fraction (average of 90%). Among the labile sediment factions, the highest quantity of Cu was in the oxidizable phase (3.58 and 2.30 µg g⁻¹ during the dry and wet season, respectively). Carbonate‐bound Cu was sparingly distributed during both the dry and the wet seasons, ranging between 0.74 and 1.81 µg g⁻¹. Iron was highly distributed in the oxidizable sediment phase, exhibiting concentrations ranging between 2.0 and 6.0 (×10³) µg g⁻¹. Relative to the other heavy metals, manganese was distributed in lower proportions in the residual sediment fraction. High concentrations of Pb were observed in the oxidizable phase from most of the sampling sites along the lake shore. Zinc was distributed largely in the oxidizable phase, being highest at sampling site SS, which was located near a municipal sewage input to the lake. The sediments collected at the sampling sites located in the deep portion of the lake exhibited the highest concentrations of labile heavy metals.     

基于双层模型的常熟市水资源配置研究

基于水资源优化配置原则,开发出以经济效益为上层目标、以环境效益为下层目标的双层优化模型。通过lingo软件和模糊满意度算法将多目标问题转化为单目标问题求解,对常熟市水资源进行配置。结果表明:2020、2030年区域水资源配置系统经济效益预期分别为24.84×10~8、27.89×10~8元,COD排放量分别为8 342、9 450 t,配水量将分别达到86 228×10~4、93 809×10~4m~3;其中,长江取水占配水总量73%,并且趋势逐渐升高。对比双层优化结果与两个单目标优化结果,可以对决策者提供不同情景下的优化方案。     

内外源共同作用对太湖营养盐贡献量研究

本文根据环太湖25条主要入湖河流的监测结果对入湖水量及污染物输入量进行分析,计算了不同季节外源对太湖营养物质的贡献量。分别于春、夏、秋、冬4个季节对太湖梅梁湾水体开展5次野外试验,利用沉积物捕获器收集沉积物,采用Gansith公式法计算沉积物的再悬浮通量,并建立其与风速的关系;对代表不同风浪作用下的太湖悬浮物进行7次静沉降试验,计算悬浮物的静沉降通量,并建立其与风速关系。以3.7m/s为界对底泥悬浮沉降过程进行分解和概化,并利用近10年的风速资料估算太湖年均内源释放量。计算结果表明,全年外源负荷和内源释放对太湖营养盐的贡献总量COD为24.23万t、总氮为3.80万t、总磷为2 045.20t,其中内源所占比例分别为20.47%,20.44%和13.47%外源、内源对太湖的贡献量在不同季节有较大差异,夏季贡献量最大,春季次之。风浪作用下的COD、TN释放量只相当于外源输入量的25.7%,而TP释放量仅相当于外源输入量的15.6%。外源输入量对营养盐的贡献占据相当高的比重,太湖河道入湖污染负荷的增加是太湖水质恶化的根本原因。