黑土洼潜流人工湿地净化水质效果总体分析

基于2004—2009年黑土洼人工湿地水质长期监测资料,对人工湿地整体系统以及潜流湿地中3个不同净化区的水质净化效果进行了总结分析,结果表明,各项水质去除率平均达到40%以上,水质由进水Ⅴ—劣Ⅴ类水质,达到出水水质Ⅲ—Ⅳ类,整体水质净化效果较为明显;人工湿地在常温期(6月1日—10月15日)的水质净化效果要优于过渡期(3月15日—6月1日)和低温期(10月15日—3月15日);在潜流人工湿地的3个净化区中,Ⅰ区水质净化效果最好,其次为Ⅱ区和Ⅲ区;此外,在潜流湿地单元中,一级植物碎石床净化水质,总体上达到总去除率的50%以上。     

进水C/N与运行水位对垂直潜流人工湿地脱氮的影响

为了研究进水C/N与运行水位对垂直潜流人工湿地脱氮效果的影响,在4种C/N进水(2/1、4/1、8/1、12/1)和3种运行水位(60、40和20 cm)条件下,开展了12组模拟垂直潜流人工湿地试验,分析了垂直潜流人工湿地沿程(50、30 cm和出水口处)的脱氮效果;结果表明,C/N对垂直潜流人工湿地系统中的铵态氮(N...     

接触氧化-人工湿地系统处理造纸废水的工程应用

对接触氧化 潜流式人工湿地系统处理废纸造纸废水的运行情况进行了分析.结果表明,在进水pH为6.95～8.00,COD Cr 、BOD 5 和SS的浓度分别为1 640 mg/L、568 mg/L、332 mg/L的条件下,COD Cr ,、BOD 5 和SS的去除率分别为95.7%、97.0%和92.8%,系统运行稳定,出水水质达到排放标准且可用于农灌.经济效益和环境效益良好.     

供水水库上游人工湿地水质净化效果评估研究

以浙江省主要供水水库上游人工湿地为研究对象,通过调查研究,确定了人工湿地水质净化效果评估的指标和权重,建立了基于多目标模糊优选理论的评估模型。采用构建的评估体系对3个典型水库上游人工湿地水质净化效果进行了评估,分析了影响水质净化效果的主要因素,为供水水库上游人工湿地工程建设和运行提供了参考和建议。     

表面流人工湿地处理污染河水的净化效果

为了给永年洼高效净污人工湿地系统示范性工程提供技术支撑,试验研究了表面流人工湿地对受污染的滏阳河水主要污染物总氮(TN)和氨氮(NH⁺₄-N)的净化效果.试验在邯郸永年降雨径流试验场开展,表面流人工湿地中试试验在水力负荷为430 mm/d、水力停留时间为0.5 d的条件下运行.结果表明,系统对TN和NH⁺₄-N的平均去除率分别为51.89%和47.00%,对污染河水有良好的去除效果.在试验期间的进水水质下,发现此设置条件下的表面流人工湿地系统对TN和NH⁺₄-N的最大处理负荷分别为8.95和2.16 mg/L,最大去除率分别为60.00%和56.48%.对TN和NH⁺₄-N质量浓度沿程变化规律发现:溶解氧(DO)是影响湿地系统对TN和NH⁺₄-N去除的关键因子;进一步分析得出NH⁺₄-N的去除更易受DO的影响.NH⁺₄-N质量浓度沿程变化趋势为在系统前段短暂小幅度升高,中前段大幅度下降,尾端趋于平稳;TN质量浓度全程均呈平稳下降趋势.     

基于湿地和生态沟处理的稻田排水水质模拟

由于化肥、农药的过量施用,加之传统的淹灌稻田排水量大,导致随稻田排水流失的污染物量大,加剧了农田面源污染,因此,在农田排水的设计中不仅要控制涝渍危害,也要控制排水中的水质。【目的】减轻农田排水对下游及承泄区造成的污染。【方法】以湖北省襄阳老河口市仙人渡镇的新增粮食生产能力项目区为对象,以生态排水沟和人工湿地作为稻田排水水质处理的手段,以总氮作为排水水质控制指标,建立了生态排水沟和人工湿地的水质模拟模型,选定不同的生态沟和人工湿地的组合方案进行了水质模拟。【结果】采用生态沟和人工湿地共同作用的排水系统在满足传统除涝排渍要求的条件下,可以有效地削减稻田排水中的总氮;人工湿地布置在干沟出口时的水质净化效果最好。采用"等效替代法"计算了生态沟和现有湿地、新建人工湿地对水质净化效果的等效性,结果表明,就处理水质的效果而言,当水平投影面积相同时,干沟出口的湿地效果最好,其次是与排水沟相连的现有湿地,最后是排水沟,三者的面积等效比为1∶8.4∶938.5;优选方案中生态沟、现有湿地和新建人工湿地对水质净化的贡献率分别为2.9%、30.3%和66.8%。生态排水沟的纵坡、糙率在设计范围内(坡度在1/2 000~1/5 000之间、糙率在0.025~0.04之间)变化时,对于水质处理效果几乎没有影响。【结论】考虑单一净化水质的目标时,将现有湿地改造为耕地,同时在排水系统出口处新建人工湿地更节约土地。     

南水北调东线人工湿地净化效果研究

基于对南四湖水体污染情况的调查和新薛河入湖口人工湿地水质净化工程运行监测数据,运用综合评价法,建立综合评价指标体系,构建数学模型,对南四湖水质和污染水体人工湿地净化效果进行了评价。研究结果认为人工湿地的建设对于污染水体净化起到了十分重要的作用。检测结果证明,新薛河入湖口水质在Ⅲ类水与Ⅳ类水之间波动,未完全达到南水北调工程的Ⅲ类水水质要求。研究项目对农业面源污染控制和南四湖水质污染的治理具有重要参考价值。     

垂直流人工湿地的设计及净化功能初探

：阐述了垂直流人工湿地小试系统的设计方法,并对其净化效果进行了初步的测试。垂直流人工湿地由下行流和上行流方式的2池组成,分别栽种了芦苇,香蒲,水葱。茭白,慈菇和菖蒲6种湿地植物。试验结果表明垂直流人工湿地能较好地改善水质,对NH4-N、TN、TP、CODCr,的平均去除率都达到了55%以上。各系统时污染物的去除作用无明显差异,出水中NO3-N的浓度与进水相比降低不明显,而NH4-N的去除率却很高,表明系统中硝化作用较强。本试验说明垂直流人工湿地系统能较好地改善水质,是一种有效的污水处理技术,对水体水质改善和水生态系恢复具有重要意义。     

石佛寺人工湿地环境效应与生态管理对策

以石佛寺人工湿地为研究对象。通过调查研究与数据分析,石佛寺人工湿地主要环境效应包括湿地内物种多样性、对水质具有改善作用、对微气候及周围气候具有改善作用等。石佛寺人工湿地对生态环境产生了正面影响,但新形成的湿地生态系统还具有脆弱性,还需要加强管理,经分析主要生态管理对策如下:对芦苇、蒲草和荷花进行收割;对过渡生长的浮叶和沉水植物进行适当的控制与打捞,但要保证该物种不会消失;建立植物缓冲带;限制旅游等。     

石佛寺人工湿地生态系统健康评价研究

根据石佛寺人工湿地的保护和管理目标,从生态系统特性、功能特性和扰动特性3方面出发,选取具有代表性的10个评价指标,提出5级评价标准来建立石佛寺人工湿地生态系统健康评价指标体系。石佛寺人工湿地生态系统健康评价模型采用模糊模式识别模型,各指标权重采用层次分析法确定。评价结果表明:石佛寺人工湿地生态系统健康状况为Ⅱ级,属健康状态,评价结果与实际情况相符。并对湿地健康状况进行了分析,为湿地管理和调控提供了科学依据。     

Soil water variability under subsurface drip and furrow irrigation

Non-uniformities in soil hydraulic properties and infiltration rates are considered to be major reasons for the inefficiencies of some surface irrigation systems. These non-uniformities may cause non-uniformities in soil water contents and could potentially affect plant growth. To investigate whether the non-uniformities in soil water contents can be overcome by well-managed irrigation systems, fields with clay loam soils and planted to cotton were irrigated with a continuous-flow, a surge flow, and a subsurface drip system. Measurements of water contents in each field were taken throughout the growing season at several depths. The water contents measured within the top 0–0.9 m in the three irrigations systems were evaluated in terms of their spatial and temporal variabilities. The analyses indicated that on this soil, use of the surge flow system did not lead to increased spatial uniformities of soil water contents compared with the continuous-flow system. Use of the subsurface drip system resulted in very non-uniform soil water contents above the depth of the emitters. Variability in water contents below the emitter depth was comparable to the surface irrigation systems. Received: 26 March 1996     

灌溉水湿地净化系统中植物对镉的去除效果研究

我国南方重金属超标水灌溉已成为农田生态系统重金属输入最主要来源。【目的】从源头治理农田灌溉水的重金属Cd污染。【方法】选取梭鱼草、狐尾藻、轮叶黑藻共3种湿地植物作为材料,构建了沉砂池+生态塘+表面流湿地+吸附池系统,探究了系统底泥含Cd量及有机质量的变化与3种湿地植物体内的Cd质量浓度变化趋势及富集转运系数。【结果】①该湿地系统底泥中含Cd量随水流方向呈现递减趋势,各个采样点Cd质量浓度随时间推移而增加,底泥中含Cd量变化范围为1.15～38.58 mg/kg。②底泥有机质量随水流沿程呈缓慢下降趋势,下降幅度最高为13.9 g/kg。3种湿地植物中,梭鱼草地下部含Cd量较高,最高达125.88 mg/kg,地上部最高达9.16 mg/kg,狐尾藻、轮叶黑藻体内质量浓度最高分别达到32.55、6.94 mg/kg。③梭鱼草的富集与转运系数范围分别为8.24～34.96、0.036～0.176,说明梭鱼草中大部分Cd固定于根部,向上转运较少。【结论】3种植物中梭鱼草具有较高的农田灌溉水中Cd净化潜力。     

季节变化对潜流人工湿地除磷脱氮的影响

为了解季节变化对潜流人工湿地脱氮除磷效果的影响,以红砖作为基质、美人蕉作为湿地植物构建了潜流人工湿地,并对其不同季节的脱氮除磷效果进行了测定。结果表明：该人工湿地对NH4+-N和TP的去除效果随季节变化而变化,在夏季达到最高,二者均约为80%左右,冬季最低,其中NH4+-N去除率约为10%,TP去除率约为20%;NH4+-N和TP的去除率随季节变化由高到低的顺序均为夏季>秋季>春季>冬季。     

负水头灌溉系统供水规律研究

为了总结负水头灌溉系统的供水规律,进行了负水头灌溉与常规灌溉条件比较下栽培番茄实验,分析了负水头灌溉系统不同吸力值下的土壤含水率动态变化,同时分析了负水头灌溉与常规灌溉耗水量以及植株蒸腾的差异。结果表明:负水头灌溉系统运行稳定,能做到适时适量自动为作物提供水分,适当提高作物的蒸腾速率;负水头灌溉系统能通过调节吸力值的大小来精确持续控制土壤含水量的变化,且土壤含水量时间与空间分布波动都较小,表现出良好的灌水均匀性;负水头灌溉系统能有效地减少土壤渗漏,避免了土壤水分的过度波动,番茄耗水量要小于常规灌溉,节水效果良好。     

抽水蓄能电站引水岔管水力特性数值模拟

通过对某抽水蓄能电站在不同工况（抽水或发电）、不同分流比（单台机或多台机运行）情况下引水岔管的水力特性进行三维数值模拟计算,采用非结构化网格离散计算区域,使用有限体积法将方程的积分形式转化为代数方程组,为保证计算精度,采用二阶迎风格式,隐式求解,速度和压力方程用SIMPLE算法耦合．分析了各工况下岔管处水头损失变化和水流流态情况．结果表明,计算结果与试验较吻合,由于夹带不同能量水流汇合后“能量相互传递”,抽水工况水头损失出现了负值,发电工况流态好于抽水工况流态;分流（发电）水头损失较大,合流（抽水）水头损失较小,为机组运行方式的选择提供了依据,可使岔管能量损失降低到最小程度．     

基于分时电价的梯级泵站输水系统日优化运行

为了提高梯级泵站输水系统日运行效益,通过分析梯级泵站输水系统,提出了梯级泵站输水系统整体运行效率的定义及表达式,分析了梯级泵站输水系统日运行费用的影响因素及优化机制.在此基础上,以日运行费用最小为目标,考虑分时电价,日输水总量,泵站进、出水池水位等约束条件,以时段流量分配、级间水位等因素为决策变量,建立了梯级泵站输水系统日运行费用优化模型、梯级泵站输水系统运行效率优化模型和单级泵站运行效率优化模型,采用基于区间离散的动态规划法进行求解,进而确定梯级泵站输水系统日优化运行方案,包括各时段内梯级间水力(水位、流量)方案和各泵站内运行方案.将该优化方法应用于南水北调东线韩庄运河段梯级泵站工程,结果表明节约费用效果较为显著.     

丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型

针对丘陵-平原-湿地复合地区降雨径流数值模型较少、而已构建的模型对水文要素空间分布和湿地区水流运动又反映不足,采用格子玻尔兹曼法和有限元法构建丘陵-平原-湿地复合区降雨径流数值模型。在模型构建过程中将复合区分为地势起伏较大的上游丘陵区和下游地势变化较小的平原湿地区。上游丘陵区降雨采用距离平方倒数法计算降雨空间分布、采用格子玻尔兹曼法建立非饱和区土壤水运动模型、利用达西公式建立饱和区水流运动模型、利用格子玻尔兹曼法构建汇流数值模型,进而构建了上游区的降雨径流数值模型。平原湿地区采用基于有限元四边形单元构建了水流运动数值模型。平原湿地区入口边界采用上游区降雨径流数值输出的流量过程,平原湿地区出口边界采用基于格子玻尔兹曼法的汇流模型计算的水位过程。四边形单元有限元求解水流运动方程实现了上、下游区的无缝连接,模型使用比较方便。以挠力河流域为研究对象进行了降雨径流和平坦区水流运动模拟研究,模拟结果良好,说明模型较为可靠。     

大型轴流泵水力不稳定区研究

大型轴流泵的水力不稳定区的存在不仅影响泵站安全启动,而且限制泵站稳定运行的范围。当同一扬程点下对应3个流量点时,轴流泵运行工况点进入水力不稳定区,在闭式试验台条件下,该区范围为谷峰和谷底之间的区域。轴流泵旋转失速与进水条件恶化是导致水力不稳定区产生的二大因素。随着南水北调跨流域调水工程建设和全国大中型泵站改造的实施,如何预防和避免大型轴流泵进入水力不稳定区显得非常迫切和重要。