基于多耦合模型的盛桥河流域水环境模拟研究

【目的】对流域水环境污染进行解析、评估和预测,为流域水环境综合治理决策提供参考。【方法】以合肥市庐江县盛桥河流域为例,搭建流域水文、水动力与水质多耦合水环境模型,通过陆域-水体全过程模拟,解析污染负荷分布与河道水质响应规律,预测城镇截污纳管、农村污水处理、畜禽水产养殖整治、非点源污染管理措施及其组合情景下水环境治理效果。【结果】模拟可知,盛桥河流域典型丰、平、枯水年非点源NH_3-N入河污染负荷分别为88.23,42.81与35.45 t/年,TP入河污染负荷分别为7.53,3.65与3.24 t/年。最不利水文年(枯水年)汛期和非汛期河道水质均有超标现象,NH_3-N和TP最大超标倍数分别为1.42和0.90。河道流量与水质有较强的相关性,在低流量区间内,随着流量的增大水质有所好转;当流量大于0.52 m~3/s时,TP的质量浓度趋于稳定,NH_3-N的质量浓度有所升高。多措施综合治理后,盛桥河水质可达到地表Ⅲ类水标准,流域出口NH_3-N的月平均质量浓度低于0.91 mg/L,TP低于0.18 mg/L。【结论】所构建的流域水文、水动力与水质多耦合水环境模型在流域水环境污染解析、评估与预测应用中具有较好的可靠性和普适性。盛桥河流域汛期与非汛期河道水质的主导因素分别是非点源和点源污染,流域水-陆统筹、点-面兼治是解决流域水环境问题的根本原则。     

潮汐水网区水环境数值模拟研究进展

潮汐水网区水环境数值模拟是定量分析该区域污染物排放与水环境质量改善之间关系的重要技术手段。该文从面源污染负荷模型、河网水动力、水质模型3个方面分析了潮汐水网区水环境数值模拟的研究进展,并对其发展趋势进行了总结,从而为潮汐水网区水环境数值模拟的研究提供有益的参考。     

基于SD模型的沈阳市白塔堡河流域水环境承载力研究

为了定量分析人口增长、经济发展和环境污染等因素对流域水环境的综合影响,利用系统动力学Vensim软件建模方法,采用"社会经济-水资源-排放负荷"系统动力学模拟技术,选取人口、国民生产总值(GDP)、化学需氧量(COD)、氨氮负荷作为水资源承载力影响因素,建立了白塔堡河流域人口、经济发展、水环境系统中COD模型和氨氮负荷模型。通过一致性检验,得出模拟值与历史数据相对误差均在3%以内,能够反映实际系统的演变,可以有效进行仿真模拟。运用建立的水环境承载力系统模型,模拟和分析了白塔堡河流域水环境承载力的现状及发展趋势,提出了通过增加点源削减率、提高人口综合素质、调整流域产业劳动力构成比例等措施,可以实现改善流域水环境承载力的目标。     

广西南流江流域水环境现状及综合管理

综述了广西南流江流域水环境现状,指出工业、农业和生活废水是主要的污染源,并提出了水环境综合整治的对策,对南流江流域经济、社会的可持续发展具有重大的意义。     

黑龙江省牡丹江流域河流水环境质量现状及主要问题分析

根据黑龙江省境内牡丹江流域2019年9个河流监测断面的水质监测数据资料,分析了2019年牡丹江流域的水环境质量现状。结果表明,黑龙江省境内牡丹江流域河流水环境质量较好,污染类型主要为有机污染。对境内流域主要存在的水环境问题进行了分析,以期为流域管理提供依据。     

水环境质量评价方法对比研究——以穆棱河为例

以穆棱河流域为例,采用术生生物指示法、单因子评价法、综合污染指数法、模糊综合评价法4种水环境质量评价方法,对穆棱河水质进行分析评价,并对评价结果进行了比较.     

系统动力学在清河流域水环境模拟中的应用

[目的]为解决流域内社会经济发展与水环境污染物关系问题。[方法]从系统分析入手,将区域社会经济环境系统划分为社会、经济、水资源、水环境4个子系统。采用系统动力学方法,建立清河流域水环境系统动力学模型。同时,对2010～2020年清河流域社会经济发展的4种情景进行模拟预测。[结果]虽然方案1～3经济高速发展,但同时付出沉重的环境代价,而方案4在经济发展的同时,更加强调环境保护。因此,方案4为清河流域水环境模拟的最优方案。[结论]以优化经济结构、转变经济增长方式为主线,发展低能耗、低污染、低投入、高效益的产业,促进流域内经济社会、环境的协调发展。     

河流穿越管道小孔泄漏数值模拟

针对河流穿越管道泄漏后油品在水中的迁移扩散问题,采用计算流体力学中的有限体积法,选取标准K-ε湍流模型,建立河流穿越管道小孔泄漏的数值仿真模型。模拟了柴油在水域中的迁移扩散过程,并分析比较不同泄漏孔径、泄漏速度和水流速度条件下的油品体积分数和扩散范围。研究结果表明：泄漏速度、泄漏孔径和水流速度不仅直接影响油品在水中的扩散轨迹及迁移方式,而且会改变油品在水中的体积分数和扩散范围,该研究可为建立河流穿越管道漏油应急预报系统提供理论畚考。（图10,表1,参10）     

BP神经网络模型在象山港水环境承载力研究中的应用

为研究近年象山港水环境承载力状况,根据2010—2013年象山港水质指标DO、COD、DIN和DIP的统计数据获取指标阈值,应用BP神经网络技术建立象山港水环境承载力研究模型。模型输入指标为DO、COD、DIN和DIP的监测值,输出为水环境承载力指数。应用构建的模型对2014年春、夏、秋、冬象山港水环境承载力进行研究,结果表明:2014年象山港水环境承载力指数季节平均值都小于0. 4,水环境承载力总体不理想。象山港湾内的水环境承载力整体高于外海。湾口受外海影响,水环境承载力常年偏低;内湾水环境承载力季节变化复杂,主要为局部影响;湾中部水环境承载力春季偏高,夏季偏低,这与生物活动有关。BP神经网络模型结构简单、数据结果直观可靠,可应用于象山港水环境承载力问题的研究。     

淮河流域谷物生产水足迹及用水效率研究

为研究淮河流域水稻、小麦、玉米三大谷类粮食作物生产用水总量和用水效率,保障粮食安全,促进粮食生产可持续发展,本研究以淮河及沂-沭-泗水系的35个地级市为研究对象,基于2000—2019年谷物生产、水资源、气候等数据,采用PenmanMonteith模型、探索性空间数据分析（ESDA）模型、空间杜宾模型,对流域谷物生产水足迹强度进行测度以反映其用水效率,并分析其时空演变特征及影响因素。结果表明,2000—2019年淮河流域谷物生产水足迹逐渐趋于稳定,谷物生产水足迹强度整体下降82.86%。水足迹强度空间集聚显著,集聚状态逐渐稳定。社会经济条件、农业生产投入、农业生产条件、自然条件与资源禀赋对谷物生产水足迹强度影响显著。淮河流域谷物生产用水总量整体增加,用水效率总体不断提升。淮河流域谷物生产用水效率存在显著的空间差异,效率较高的区域为淮河干流下游及沂-沭-泗水系,效率较低的区域为淮河干流安徽段。农村经济发展水平、科技发展水平与有效灌溉面积等因素的提升能促进谷物生产用水效率的提升,城镇化水平、化肥施用量、年日照时长、年平均气温等因素的提升则会对其产生抑制作用,农村经济发展水平、城镇化水平、年...     

非点源污染对嫩江上游流域水环境的影响

通过对嫩江上游流域农业生产活动的实际考察,分析了嫩江流域非点源污染及其成因,以及对尼尔基水库造成的影响,为嫩江上游非点源污染控制提供依据。     

地理环境要素与渭河流域水沙关系的定量研究

【目的】定量评价影响渭河流域产水、产沙的地理环境要素因子,为渭河流域产水、产沙格局划分及流域生态环境建设提供理论依据。【方法】分析渭河流域主要支流产水、产沙对年降雨量(P)、植被净初级生产力(NPP)、泥沙中数直径(D50)等地带性因子之间的响应机制。【结果】流域产水、产沙模数与以上3种因子之间均存在明显的非线性关系。采用回归分析得到了流域产水、产沙与地带性因子之间的多元回归模型。【结论】建立了渭河流域产水、产沙与地理环境要素之间的多项式回归模型。     

基于BP神经网络的塔里木河月流量预报研究

对水文历史数据采用规格化方法处理后用BP神经网络模拟训练,建立了神经网络预报模型,并应用实例验证神经网络模型,结果表明运用该神经网络模型预测具有可行性和实用性.月流量预报研究可为塔里木河流域水资源的合理利用以及水权目标管理提供科学依据.     

盆地环境条件下幼蟹养殖对水环境影响的初步研究

为探究盆地环境条件下中华绒螯蟹幼蟹养殖对水环境的影响,于2021年5—9月对四川开江地区幼蟹养殖池塘及其水源的温度、溶解氧等11项水质因子进行监测,并采用单样本t检验法进行分析。结果表明,养殖期间,幼蟹养殖池塘水体电导率、水温、亚硝态氮和硝态氮含量与水源水体差异显著（P<0.05）,pH、溶解氧和氨氮含量总体低于水源水体。幼蟹养殖池塘水体可溶性磷酸盐、高锰酸盐指数、总氮和总磷含量均超出Ⅲ类水域标准。盆地环境条件下中华绒螯蟹幼蟹养殖期间除总氮、可溶性磷酸盐、总磷和高锰酸盐指数外,其他水质指标基本符合地表水环境质量的III级标准和渔业水质标准,且养殖后期幼蟹池塘可溶性磷酸盐、总磷和高锰酸盐指数较水源水体差,表明幼蟹养殖对水环境存在一定污染,应当在幼蟹养殖过程中及养殖结束后对水环境进行改善和处理。养殖期间定期使用微生态制剂和养殖结束后对尾水进行净化处理是未来提高盆地环境条件幼蟹养殖生态效益的两大方向。     

江河源区水环境变化规律及其影响因素分析

通过对江河源区区域内水环境所包含的大气降水、冰川冻土、地表径流、沼泽湖泊等4个方面的分析,揭示了江河源区水环境变化的规律及其影响因素。结果表明:1降水逐年变化呈现波动,增减不明显,Cv值为0.15～0.55;季节变化呈现"双峰型"曲线,峰值分别出现在7月和9月;2地表径流受降水、冰雪融水及地形等因素的影响,呈"单峰型"曲线;3冰川冻土明显减少,作为径流稳定补给的冰雪融水已出现年际间的丰枯变化;冻土层温度上升0.5～1℃,厚度减小了10～20m;4沼泽湖泊数量急剧减少,面积变小甚至干涸。     

渭河流域水安全诊断与对策研究

针对渭河流域水系统存在的安全问题,研究了渭河流域水系统危机及诱发和传播的过程,探讨了渭河流域水系统危机的关键诱发因子,并研究了诸诱发因子的相互作用,筛选了渭河流域水系统安全的影响因素,在此基础上建立了渭河水安全指标体系及多层次多目标模糊综合评价模型,提出了基于欧氏距离的安全多目标评价方法。在对各单项目标安全评价的基础上进行了渭河流域水系统的安全诊断,评价结果表明,渭河流域水系统极不安全,水资源短缺是导致渭河流域水系统不安全的主要原因。文章基于安全诊断结果提出了一套提高渭河水安全的对策。     

南水北调视景仿真系统中动态水环境的模拟

动态水环境的模拟是南水北调视景仿真的技术难点。在分析现有动态水环境仿真模型的基础上，根据南水北调视景仿真的具体要求，利用水波动理论及计算机图形学的相关方法，实现了南水北调仿真系统视景仿真中动态水环境的仿真。实际模拟结果表明，仿真水面较为逼真，效果良好，能满足水力学仿真的需要。     

沱江水质模糊综合评价及主要污染物的预测研究

为准确掌握沱江水质状况,探明沱江主要污染物,对沱江水质进行了模糊综合评价和BP神经网络预测。使用沱江31个监测断面2018年1月—2019年10的逐月水质数据,通过筛选优化评价因子,对各断面水质进行模糊综合评价。对沱江水质进行主成分分析以确定主要污染源和主要污染因子,并构建了BP神经网络对主要污染因子进行预测。研究发现,沱江有9个断面水质符合Ⅰ类水质标准,其余22个断面水质均为Ⅴ类水且在沱江上游、中游和下游均有分布。TN浓度在所有监测断面中均超过了Ⅳ类水质标准,其中27个断面的TN浓度超过了Ⅴ类水质标准。使用上游断面水质数据构建的BP神经网络预测下游断面的TN浓度,平均相对误差为2.041%。研究表明,沱江受TN的污染较为严重,其主要污染源为农业面源和工业废水,同时根据构建沱江其他断面的BP神经网络模型可实现对沱江TN浓度的准确预测。     

盆地环境条件下幼蟹养殖池塘浮游动物群落结构及水质评价

为研究盆地环境条件下幼蟹养殖池塘浮游动物群落结构特征,探究浮游动物群落结构与水环境因子的关系,以促进盆地地区河蟹养殖事业的可持续发展。2021年5—9月,对四川开江民生渔业发展有限公司养殖基地的幼蟹养殖池塘及水源水体的浮游动物群落结构和水环境因子进行采样监测,对采集到的浮游动物进行鉴定和定量分析,并利用生物多样性指数进行水质评价。结果表明,幼蟹养殖期间共发现浮游动物65种（优势种16种）,包括轮虫类36种（优势种9种）,桡足类15种（优势种2种）和枝角类14种（优势种5种）。幼蟹池塘轮虫、枝角类和桡足类的平均密度分别为1 685.0～25 370.0,1.7～34.3和57.7～960.3 ind·L^-1;平均生物量分别为1.087～10.261,0.022～0.434和1.234～13.738 mg·L^-1。水源水体轮虫、枝角类和桡足类的平均密度分别为30～510,0～12和2～166 ind·L^-1;平均生物量分别为0.001～0.132,0～0.316和0.006～1.081 mg·L^-1。幼蟹池塘的Shannon-Weiner多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数变化范围分别为1.233～1.994,0.451～0.678和1.478～2.404;水源水体的变化范围分别为0.849～2.171,0.474～0.910和0.577～2.306。RDA排序结果显示水体T、DO、TP、TN和COD_Mn是影响浮游动物群落分布的主要因素。生物多样性指数综合评价结果表明,盆地环境条件下幼蟹养殖池塘和水源水体污染状况相同,均处于中污染状态。