多段进水一体化污水处理设备处理农村污水研究

目的根据农村污水的水质特点,基于UCT污水处理工艺设计了多点分段进水一体化处理设备,以提高工艺,提高氮磷去除效率。为相关应用提供了支撑。方法以北京市通州区城郊农村污水为对象,通过模拟试验,研究进水方式对处理污水效果的影响。结果相对于传统单点进水方式,两段和三段进水对处理农村生活污水除污染效果更好,最佳污染去除率在三段进水条件下达到,此时COD、TN和TP去除率分别为93%～97%、82.9%～86.2%和86%～91%,比单点进水和两段进水分别高15%和8%、13%和6%、13%和5%。结论采取多段进水运行方式能够有效提高污水处理系统对氮磷去除效率。     

绿色屋顶降雨径流削减效果监测与过程模拟

选择平面、斜面、绿色、滞蓄4种不同形式屋顶,采用"液位计+三角堰"的径流测量方法,开展降雨径流对比监测。结果表明,相比平面与斜面屋顶平均径流系数(分别为0.68和0.84),绿色与滞蓄屋顶平均径流系数分别为0.41和0.43,均明显有所减小,并且数值相差不大,反映出相近的径流总量削减效应。比较分析绿色与滞蓄屋顶降雨径流过程,2类屋顶径流过程接近,产流后水流运动机制相似,均受上部积水水头作用影响,并以孔流(孔隙、孔口)形式出流,可以采用相似的水库概念模型进行简化模拟。根据土壤水饱和下渗理论,考虑到绿色屋顶基质层厚度有限,推导建立了描述绿色屋顶饱和产流后降雨径流过程的基本方程,并应用于模拟绿色屋顶降雨径流过程。结果表明,径流过程计算值与实测值间决定系数值为0.85、Nash-Sutcliffe效率系数值为0.84,初步验证了模型的合理性。研究成果有助于深入认识绿色屋顶对降雨径流的削减效应与出流机制。     

小流域非点源污染模拟与生态修复影响评价

[目的]基于各流域场次降雨径流过程和非点源污染负荷模拟分析,评价小流域生态建设对密云水库流域水文过程和污染防控效果影响,为水源地保护、流域山水林田湖一体化修复和生态环境建设提供科学依据。[方法]以北京市重要饮用水源地密云水库上游蛇鱼川小流域为研究对象,利用EcoHAT-LCM模型和传统大尺度非点源污染模型相结合的模式进行模拟分析,并设置情景,分析评价小流域生态建设效果。[结果]随着场次雨量的增加,吸附态N,P负荷占污染负荷总量的比重在逐渐增加,溶解态N,P负荷占污染负荷总量的比重在逐渐减少。小流域内居民点具有小城镇级别的垃圾处理率和垃圾入网率时,农村生活N,P污染负荷可以削减28%;减少经济林的现有施肥量,农业生产活动的N,P污染负荷能够削减43.9%和48.9%。[结论]研究区域不同频次暴雨对吸附态N,P负荷的影响大于对溶解态N,P负荷的影响。生态修复措施对N,P污染负荷削减作用显著。     

生态清洁小流域建设效果评价——以上水沟小流域为例

生态清洁小流域建设是水源保护和生态环境建设的重要措施。实施小流域建设效果评价是检验生态清洁小流域设计、施工及管护效果的有效手段之一。该文选取典型生态清洁小流域,对其设计方案、建设效果等进行评价,拟对今后生态清洁小流域的设计、施工及后期管护等各方面起到一定的示范作用,进一步推动生态清洁小流域建设走向完善。     

植被格局特征对大理河流域侵蚀产沙的响应

为了进一步研究植被覆盖FBM(fractional brownian motion)分形维数在不同流域中对植被覆盖特征的综合效果及作为固定参数代替现有的植被量化指标在实际的水文、土壤侵蚀等预测模型中的应用,该文通过对大理河流域上中下游青阳岔、李家河和曹坪3个水文站控制流域的降雨、径流和产沙等资料的全面综合分析,以次降雨径流侵蚀功率作为侵蚀外营力输入,通过对站控流域地貌特征FBM分形维数、植被景观格局FBM分形维数和NDVI植被指数作为描述下垫面特征,以地理信息系统(GIS)为平台,利用GIS和RS技术,构建大理河流域侵蚀产沙量多元线性回归模型,并通过2组不同参数预测结果对比,结果表明:以植被格局分形维数为植被量化参数的模型输沙模数模拟值与实测值之间的相对误差和绝对误差比以NDVI为植被量化参数的小;在38场次暴雨洪水中,基于植被格局分形维数为植被量化参数的模型次暴雨输沙模数模拟值与实测值之间的相对误差小于10%、20%、50%的分别占总场次的34.21%、55.26%、86.85%;38场次暴雨输沙模数的模拟值和实测值之间的平均相对误差为25.19%,其中模拟值与实测值绝对误差小于300 t/km2有31场,植被格局FBM分形维数可以更好反映植被覆盖与水土流失之间的关系,并且分析得到植被格局分形维数与土壤侵蚀强度之间呈负相关关系,决定系数为0.5066,即土壤侵蚀强度随着植被格局FBM分析维数的增大呈减小趋势,说明植被格局FBM分形维数对土壤侵蚀强度的影响较大.     

高寒区多源降水产品精度与水文模拟效果评估——以雅鲁藏布江流域和拉萨河流域为例

卫星降水产品在缺资料地区开展水文气象研究及径流模拟中发挥着至关重要的作用,然而卫星降水产品的精度可能会影响径流模拟效果。采用多种统计指标和VIC水文模型综合评估5种卫星降水产品(CMORPH-BLD、GSMaP＿Gauge、CMFD、MSWEP和PERSIANN-CDR)在雅鲁藏布江流域的精度和拉萨河流域的水文模拟效果。结果表明：(1)CMORPH＿BLD和GSMaP＿Gauge在少雨季存在低估,CMFD在少雨季与观测值具有很好的一致性。MSWEP和PERSIANN-CDR在多雨季和少雨季存在高估。降水量方面,CMORPH-BLD和CMFD均较为接近观测值,其他降水产品存在不同程度的高估。(2)日尺度上,除CMFD外其他卫星降水数据与观测值具有较小的相关性(0.26～0.45),CMORPH-BLD和CMFD和观测值具有较好的一致性,CMFD和MSWEP探测小降水事件(0.1,0.5,1 mm/d)的能力优于GSMaP＿Gauge。各卫星降水产品在探测强降水(2,5,10 mm/d)方面能力不足。日降水2 mm/d的降水阈值为各分类指数的变化点。(3)月尺度上,各降水产品与观测值具有很...     

基于SEBAL模型的北京市日蒸散发区域分布规律

为了对北京市地表水转换过程中的分量-蒸散发进行定量研究，基于Landsat7 ETM+遥感影像信息并结合气象数据，通过ERDAS构建了SEBAL模型，并通过模型计算得到北京市2014 年7 月26 日的平均蒸散发为2.49 mm，同时利用彭曼公式和MOD16 产品数据对SEBAL 反演结果的可靠性进行验证。结果表明，通过SEBAL 模型计算得到的蒸散发与彭曼公式法和MOD16 数据产品的误差分别为3.2%和3.3%，其结果具有一定的可靠性，且通过Landsat7 数据反演具有数据获取便捷、空间分辨率高的优点。通过对比各区域蒸散发分布，得出北京市蒸散发整体呈现西北山区高、东南平原低的趋势，西北山区林草植被覆盖率较高是导致这一趋势的主要原因。通过统计分析，水域的蒸散发最高，硬化面积及建筑物的蒸散发接近于0，在除去水体及硬化面积后，蒸散发的大小与NDVI呈现极显著的正相关关系，两者的决定系数达到0.9233，故下垫面类型是影响某一时刻区域蒸散发大小的主要因素之一。     

北京市平原区农用机井水电折算系数试验研究

沿潮白河冲积扇、永定河冲积扇上中下游,针对不同包气带结构、不同地下水埋深条件,布置62个数据监测点,系统开展了水电折算系数率定测试试验.通过布置远程水量监测系统、远程电量监测系统、动态水位监测系统、数据实时传输系统,实时获得农用机井的出水量、耗电量以及动态水位,分析得出不同区域、不同动态水位下农用井出水量与耗电量之间的折算关系,发现含水层的富水性以及区域地下水埋深是影响水电折算系数的主要参数.对比分析研究区域内的含水层富水性以及地下水水位埋深,得知北京市各区县水电折算系数为2.53-4.88 m3/（k W·h）的结论.该成果为支撑水电折算计量系统在北京以及全国的推广,并为提高较高水电折算计量系统的精度,提供了技术支撑.     

设施茄子滴灌土壤水分运动数值模拟及验证分析

基于非饱和土壤水动力学理论及根系吸水模型,建立地面滴灌土壤水分运动数学模型,应用HYDRUS-2D模型模拟全生育期不同灌水处理条件下设施茄子滴灌土壤水分动态变化,结果表明：土壤含水量模拟值与实测值之间具有较好的一致性,所建地面滴灌土壤水分运动数学模型能较好地反映滴灌条件下茄子土壤水分运动规律。