地表二维稳态河流水环境数字化评价平台的设计

地面河流水模型是污染物在水环境中变化规律及其影响因素之间相互关系的数学描述。水质模型广泛应用于水环境过程模拟、水环境质量评价、污染物水环境行为预测、水生物污染暴露程度分析和水资源科学管理规划等水环境保护的各个方面。该文用VisualBasic编程语言调用MATLAB工具箱中强大的数据处理和图形显示功能,通过构建二维稳态河流水环境数字化评价平台,从而实现便捷、科学、准确地预测污染物在二维稳态水环境中变化。     

二维稳态河流水质模型的河岸镜像问题及其计算机模拟研究

基于二维稳态河流水质模型的河岸镜像问题，采用计算机模拟河流污染带的方法，对一侧镜像模型和两侧镜像模型进行了分析讨论。根据湖南省澧水某段枯水期的水文参数，对一侧镜像模型和两侧镜像模型的污染带进行了模拟，发现一侧镜像模型由于忽略了一个虚源而使河流中污染物的浓度分布产生较大的误差，从而导致污染带异常；而两侧镜像模型考虑了河岸两侧的两个镜像虚源，从而很好的反映河流中的污染物浓度分布。因此在河流水质预测评价过程中，应采用两侧镜像的二维水质模型。     

河流动态水环境容量核算与影响因素分析

为探究河流动态水环境容量变化规律,有效控制污染物输入量并提高河流水环境质量,满足功能区划要求.以松花江哈尔滨段为研究区域,构建基于二维水质模型的分段求和模型(SSM),核算COD、TN和TP动态水环境容量;采用Monte Carlo模拟方法,分析模型各输入参数敏感性.结果表明,松花江哈尔滨段COD、TN和TP实际水环境容量分别为219723.26、8040.78和2161.34 t;COD和TP实际水环境容量与降水量呈正相关(COD:r=0.766,P=0.004;TP:r=0.63,P=0.028).因此,丰水期是降解污染物、提高水环境容量关键时期;气温、流量是影响动态水环境容量主控因子.研究结果可为河流环境综合治理及流域经济高质量协同发展提供理论基础与科学依据.     

基于AutoCAD前处理淮河淮南段二维有限元网格生成技术

建立模型,可以深入的了解水体的各种水文参数流速、水深、水体污染物的分布、水流的紊乱度和水表面的变化等,从而科学的评价、预测和管理水资源。该文所研究的淮河干流是从凤台大桥到田家庵阶段,主要是通AutoCAD软件把研究河流的地理图形坐标图导入SMS软件中,两个软件相结合进行淮河干流的模拟,生成精确的二维网格、河道的高程图和高程断面图。其中生成三角形单元网格为48 563,四边形单元网格为72 355个,高程图河低高程最大值为20.0m,最小值为-4.0m,在高程断面图中可以看出河流两岸到河底高程的变化趋势。根据这些图形,为研究淮河的水体流速、水深的计算、河流动态演示和污染物的扩散等各种后续参数提供有利的依据。     

水环境容量资源评价及最适度利用研究

从水环境容量的资源性出发,提出区域水环境容量资源的评价方法,建立水环境容量一维模型。根据水环境对水体中不同种类污染物的各自容纳能力,建立水环境容量空间模型。根据模型计算区域水体的水环境容量对N污染物的相对空间,评价了污染物对该资源空间的占用现况,并探讨了各污染源对该空间的最适占用及污水处理厂的最佳运行方式,以实现水污染控制的更有效和更经济管理,实现水资源利用的可持续发展。     

基于盲数理论的汾河新店—入黄口段水环境容量及削减量研究

【目的】确定汾河新店-入黄口段的水环境容量以及污染物削减量。【方法】从水环境系统多种不确定性的角度出发,以盲数理论为基础,将水文、水质盲数化,利用盲信息下的河流水环境容量计算模型,对汾河新店-入黄口段主要污染物COD、氨氮的水环境容量进行计算,分析该河段的水环境容量及污染物削减量。【结果】汾河新店-入黄口段主要污染物COD和氨氮的水环境容量分别为-62.3和-58.4 t/d,表明该段污染严重,水体已经丧失了使用功能,需要削减污染物排放量,其中COD和氨氮的削减量分别为62.3和58.4 t/d。将该计算结果与确定性方法的计算结果进行对比分析,结果表明,基于盲数理论的不确定性方法能够较为合理、科学地确定超标严重河段的污染物削减量。【结论】基于盲数理论的河流水环境容量计算方法,考虑了河流的水文、水质等因素的实际变化,应用于实际是可行的。     

河流中溶解态污染物水质模型

通过对河流中溶解态污染物的迁移运行规律的讨论，建立了河流污染带二维水质模型，经原体观测检验，模型计算值与观测值相当吻合。     

南通市观音山污水处理厂尾水排放对水环境的影响

采用平面二维水质扩散数学模型,预测了南通市观音山污水处理厂尾水在不同排放工况下对长江南通段水环境的影响。结果表明,正常达标排放工况下,尾水排放对长江南通段水环境的影响较小,没有影响所在水功能区的水质类别;事故排放工况下,将对评价江段造成一定的污染。     

2004～2013年中国河流水环境质量变化及相关性研究

基于2004～2013年《中国环境状况公报》分对我国河流环境总体质量及七大流域水环境质量现状进行总结，并对我国河流水环境质量变化与污染物排放、国家经济发展水平和环境污染治理投资的相关性进行分析，最后对我国河流水环境保护工作进行展望，以期为我国河流保护和管理工作提供支持。     

基于河流分段与分季节的涑水河水环境容量计算及模型预测

【目的】建立适合于干旱和半干旱地区季节性河流的水环境容量计算模式及预测模型。【方法】以山西省涑水河为例,基于河流分段(上游(横水铁路桥断面以上)、中游(吕庄水库断面至横水铁路桥断面)、下游(吕庄水库断面以下))和分季节(丰水期、平水期、枯水期)的原则,在传统水环境容量计算模型的基础上,利用涑水河流域现有的水文资料、环境资料及生态、经济等资料,探索影响干旱和半干旱地区河流生态环境容量的主要因素,构建涑水河水环境容量计算模式与自适应调整粒子群-RBF神经网络预测模型,并用涑水河流域监测数据、历史资料进行验证。【结果】水体原污染物质量浓度、当前水环境的质量标准、河流距离、河流流量、排放污水量和排放时间是影响干旱和半干旱地区河流生态环境容量的主要因素。在丰水期、平水期、枯水期涑水河3个断面之间水环境容量计算值与预测值均非常接近,计算值相对误差为0.12%~1.47%,预测值相对误差为0.09%~2.02%,可见计算方法和预测方法的精度均较高。【结论】涑水河水环境容量预测值可用于指导涑水河水资源优化配置和水环境污染控制,对推动干旱和半干旱地区流域的可持续发展具有积极意义。     

基于BP神经网络技术的土壤水(盐)环境监测

本文根据区域水环境预测中水盐监测与评价的要求,利用内蒙古河套灌区内1个试验区春季水盐网格采样数据,采用BP神经网络技术进行了水盐估计。结果表明:BP神经网络技术可以用于二维区域水盐监测。     

QUAL2Kw模型在岷江流域乐山段水质模拟中的应用研究

QUAL2Kw是一维稳态水质模型,是由美国环保局开发并在QUAL2E模型的基础上发展而来的一个具有多种用途的河流综合水质模型,被广泛地应用于河流的水质规划和管理。岷江乐山市中区流域为岷江、大渡河及青衣江三江汇流地,采用QUAL2Kw模型对岷江流域乐山市中区段水质进行模拟和预测,得到汇流前后岷江的水质变化趋势以及主要污染物变化量。结果显示,汇流后岷江流域水质明显变好,主要污染物氨氮下降明显,有机氮污染减轻趋势不明显。     

太湖水环境承载力研究

以太湖水环境问题为研究对象,立足于水环境治理成效评价和水环境承载力评价,进行太湖水环境污染物总量控制研究.研究表明,2000～2005年较1996～2000年太湖水环境治理取得一定成果,但水环境承载力仍严重超标,实施污染物总量控制是解决当前太湖水环境问题的有效方法.并根据太湖水质的治理目标,确定污染物排放总量及主要污染物削减量的分配.     

基于MIKE11模型的十五里河动态水环境容量分析

为寻求分析水环境容量的动态特性,以合肥市重点水域十五里河为研究对象,针对主要的污染物指标氨氮和总磷,基于MIKE11水质模型水动力模块（HD）和对流扩散（AD模块）,构建水动力水质耦合模型,计算河流的水环境容量,并与传统一维模型计算方法对比。研究表明,基于MIKE11水质模型计算金寨路断面氨氮和总磷的月均水环境容量分别是-2.83 g·s^-1和-5.86 g·s^-1,希望桥断面氨氮和总磷的月均水环境容量分别是-15.64 g·s^-1和-1.07 g·s^-1,与一维模型相比呈现出明显的动态特性。该方法为MIKE11模型的广泛应用提供基础,并为十五里河动态水环境容量计算提供新方法,为其他类似污染河流动态水环境容量的计算提供新思路。     

典型山区河流水环境承载力研究——以庆元县为例

通过实地调查庆元县的水环境现状、河道的水力学特点及其水动力条件，提出了可行数学模型对主要污染物排放情况进行定量模拟，通过模型计算得庆元县现状的COD_Cr、NH₃-N、TP水环境容量分别是410.39、13.93、0.45 t/a。通过建立科学的评价指标体系，从水资源、水生态环境、社会经济3个系统中共选取19项相关评价指标，运用模糊综合评价模型从时间维度综合研究庆元县的水环境承载能力，表明2014—2019年水环境承载力基本呈逐年上升趋势。     

山东省水环境质量模糊综合评价与防治措施

根据水环境质量评价中的模糊性,本文利用1994～2004年的山东省水环境监测资料,采用模糊综合评价方法,对山东省主要河流、湖泊和水库水质进行了定量评价,得到与实际相符的结论。根据山东省水环境污染状况,提出了防治水环境污染、改善水环境质量的措施,为政府部门决策提供了科学依据。     

主要金属矿产开采对鄱阳湖流域水环境的影响

金属矿山开采对周边环境造成污染,各种污染物中所含的重金属通过地表径流汇入河流,引起流域水环境的污染。从鄱阳湖流域主要矿产的构成与分布特征、主要矿产开采对鄱阳湖流域水环境的影响与风险评价等方面,进行了系统归纳,并提出了防止金属矿开采对水环境影响的主要措施。     

河段水环境容量计算模型研究

根据水功能区水质标准计算河段水环境容量是污染物总量控制的依据。考虑河段的功能区划及河段的流量、流速等条件,依据实测资料建立了河段水环境容量的一维模型。模型为水体纳污能力相对模型,体现了水体对不同污染物的容纳空间。模型应用于天津外环河段,上下断面污染物的CODcr、NH3-N、TN、TP预测值与实测数据拟合较好,该模型可以用于河段水环境容量计算。     

花垣河重污染河段水环境健康风险评价及监测因子分析

为了了解花垣河流域锰冶炼工业导致的河流水质污染状况,评估河流水环境健康风险水平,根据2007年1月至2015年12月花垣河流域锰冶炼行业重污染河段的6个点位水体中的特征污染物氨氮、氟化物、挥发酚、氰化物、Cd、Cr~(6+)、Zn、Pb、As、Hg的监测数据,进行年风险评价,并运用MATLAB软件进行相关性及主成分回归分析。结果表明:点位1~5水体中的污染物监测值均高于对照点位6,点位1~5水体中污染物的年风险水平9 a平均值为对照点位的9.58~10.41倍;各点位污染物之间的相关性分析发现,氨氮和Cd的监测值在P0.01水平有显著正相关性,氰化物和Cr~(6+)的监测值在P0.01水平有显著负相关性,氨氮和Pb的监测值在P0.05水平有显著正相关性;各点位之间相关性分析发现,点位1~5之间在P0.01水平有显著正相关性;Cd、氨氮、氰化物、Cr~(6+)、Pb是个人年风险值的主要影响因素,对主要污染物的主成分分析得出点位1~5的个人年风险值预测方程,预测方程残差的偏差绝对值小于0.5×10-6、P0.001,说明预测方程拟合性良好。     

一维稳态模型与LDC法计算白沙河流域水环境容量研究

近年来,白沙河水质污染呈不断上升趋势。对白沙河流域水环境容量进行准确预测,是开展白沙河流域综合治理的重要前提。文章采用一维稳态模型和LDC法分别计算了白沙河流域水环境容量和TMDL,并对计算结果进行比较。结果表明:LDC法能够更准确的反应流量与水环境容量的年际和年内变化特征,预测精度高;在枯水年秋季和特枯年秋冬季,LDC计算结果低于一维稳态模型计算结果,而其余水文年则相反,且差距随着流量增大而增大。研究结果为高效利用白沙河流域的水环境容量提供了理论依据。