山区水库水温预测及影响因素

山区水库的库区地形变化大、水文气象资料不足,对其水库水温进行准确预测的难度较大.结合老挝南俄河上的某山区水库,建立二维立面模型,基于FLUENT软件实现了水库水温预测,并对库区太阳短波辐射沿程分布及入流水温纵向分布等重要边界条件的取值方法进行了探讨.研究结果表明,库区太阳短波辐射可以按照沿程水面宽度与坝前水面宽度的比值进行折减取值;入流水温纵向分布可以采用分段函数,取值宜通过监测资料反馈分析确定.     

某水库营养盐动态变化规律及影响因素分析

为了探明水库营养盐动态变化规律及影响因素,针对西安市某水库于2012年7月~2013年6月对水温、溶解氧、氮磷营养盐等水质因子进行连续监测,结果表明:该水库水体氮磷营养盐具有明显的季节性变化特征;春冬季节总氮、总磷含量相对较低,平均浓度为1.107 mg·L-1、0.018 mg·L-1;夏秋季节总氮、总磷含量相对较高,平均浓度为1.406 mg·L-1、0.079mg·L-1;汛期由于大量含氮磷的泥土、腐殖质及污染物随暴雨径流进入水库,导致水库水体总氮、总磷一度高达1.889 mg·L-1、0.160 mg·L-1;水体季节性分层后底层水体逐渐达到厌氧状态,从而使得沉积物中氮磷释放进入水体,导致水体分层期间下层水体总氮、总磷含量分别高达1.647 mg·L-1、0.671 mg·L-1;扬水曝气原位水质改善系统的有效运行能够解决深水层缺氧造成的内源污染问题[1].     

不同水库干支流水体交换差异及成因分析

基于2018年3月19日小黑江库湾及糯扎渡水库干流水流、水温、浊度、电导率等监测数据,分析了糯扎渡水库小黑江库湾水动力特征及其成因,并与三峡水库香溪河库湾水动力特性进行对比分析.结果表明:糯扎渡水库干流水体从库湾表层和底层同时倒灌进入库湾,小黑江上游来流从库湾中层流向库湾下游;干支流水温差异决定了小黑江库湾分层异重流的形成过程.上游来流与库湾的水温差异是导致小黑江库湾上游来流和香溪河库湾上游来流以不同形式流出库湾的主要原因;干流水体水温分层结构的差异是导致糯扎渡水库干支流和三峡水库干支流水体倒灌形式不同的主要原因.     

锦屏Ⅰ级水电站主-支库耦合的水温及水动力特性研究

支流流量较大时,干支库水体交换复杂,互耦作用明显,为探究主-支库耦合的水库水温分层特性和汇口处水动力特征,作者采用立面2维水温数学模型对锦屏Ⅰ级主库及支库水温进行了反演。结果表明模型对锦屏Ⅰ级水库主-支库耦合的库区垂向水温结构以及下泄水温过程模拟效果良好。采用水体稳定系数分析主库及支库的分层时空变化特性,锦屏Ⅰ级主、支库库区水温总体呈稳定分层状态,主库变动回水区在6-9月垂向混合均匀,在10月一翌年2月水体分层强度均大于库区断面,库区呈现6-8月分层强度大于9月一翌年5月的规律;支库水温结构类似,但分层强度总体大于主库,纵向尺度上呈现库尾到汇口分层逐渐减弱的规律。由于小金河支流流量较大,锦屏Ⅰ级主库对支库的倒灌呈现明显季节性变化,倒灌主要发生在Fr数较小的6-7月,其分层异向流动明显,主支库水体交换显著;汛期随着支流流量增大,Fr数增大,支流由库区中上层流出,受主库倒灌影响较小;枯水期,分层异向流动弱,主库与支库之间水体交换较小;水位消落期则没有明显的倒灌。     

柘林水库污染物来源及水体分层对水质的影响

为探究水源水库污染物来源及水质变化规律,以九江市水源地柘林水库为研究对象,于2013年4月—2014年4月逐月对柘林水库进行水质监测.现场测定水温、溶解氧等指标,分层取样测定水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn等水质指标.结果表明,柘林水库主要污染物来源为上游来水,其对CODMn、TN、TP贡献率分别达88.3%、76.2%和67.6%.在水体稳定分层期,底部水体CODMn、TOC、TN、TP、Fe、Mn质量浓度分别升高至3.8、2.4、1.12、0.14、0.42和0.34 mg/L;藻类计数及藻种鉴定结果表明,此时期主库区最大藻密度达2.25×106L-1,以绿藻为主.水体混合后出现Mn质量浓度超标问题,达0.16 mg/L.     

浅型水库活性区迁移规律及水质改善技术探讨

通过对山东省几个典型水库不同深度特征参数溶解氧、温度、pH、氨氮等项目的测定,发现浅型水库活性反应区形成和迁移遵循一定的规律,导致水体热分层的气候条件、丰富的内源性营养物质和足够的水力停留时间是活性区形成需要同时具备的因素,从而提出了清淤、曝气、避开活性区取水等削减水库水中氮磷含量、抑制藻类过度繁殖,进而改善水库水环境质量和出水水质的技术措施.     

水库溶解氧的立面二维数值模拟

采用宽度平均的立面二维数学模型对水库水质进行数值模拟,通过对水位、水温的计算值与实测值的对比,验证了模型模拟水库水质的有效性.在此基础上,对库区的溶解氧浓度分布进行计算,结果表明,溶解氧的计算值与实测值整体吻合较好,基本能够反映水库中的溶解氧分布特性.对该水库水体中的饱和溶解氧率的计算分析表明,水库水体2007年全年的饱和溶解氧率多在90%以上,水体总体质量较好.在3-5月气温适宜的条件下,由于浮游植物生长旺盛,过饱和情况较为明显.而在夏季(6-9月),由于气温高,水体复氧能力较弱,同时同时期上游来水丰沛,随地表径流带来的面源污染也增加了水体的耗氧量,致使这一时期的溶解氧浓度较低,因此水库溶解氧受上游来流及气温的影响较为显著.     

浅层滞缓流水体富营养化成因与防控策略

大多数的浅层湖泊、水库以及景观水体流动更新慢、滞留时间长,可称之为浅层滞缓流水体.这类水体水动力条件差,自净能力弱,整个水体光照充足、夏秋季水温高,且风力混合易导致底泥中营养盐释放,因此在适当的气象条件下易发生富营养化和藻类爆发问题,给城市环境和居民健康造成严重影响.本文从浅层滞缓流水体的水动力特征出发,分析了其水质恶化原因和常用的水质污染控制技术,提出了营养盐削减与藻类控制相结合、原位控制与异位削减协同的防控思路,为浅层滞缓流水体富营养化控制和水质安全保障提供了思路.     

磨盘山水库温度场的数值模拟

基于EFDC建立水库水动力学模型进行流场、温度场、浓度场及生态过程的数值模拟是进行水库环境保护、管理及运行的有力工具.以磨盘山水库为研究对象,进行非稳态温度场数值模拟.结果表明:磨盘山水库水温全年均处于分层状态,库表分层现象最为明显,至库底分层减弱,库底水温变化平缓.4月垂向温差较小,6、7月形成表层温跃层,对于垂向传质具有一定程度的屏障作用,至9、10月份出现秋季翻滚,垂向掺混加强,对水质影响较大.因此,水库取水口深度应该随季节调整,丰水期至冬季时段,建议净水厂强化水处理工艺.     

湖泊水库垂向二维水温分布预测

在湖泊水库大水体研究中引入K-ε模式,将水动力方程与水温方程耦合建模,合理考虑了水流运动与水温分布的相互影响。水温模型中对水面热交换及太阳辐射在水体中的透射等进行了细致处理。模型解法上,采用具有自动迎风效应的混合有限分析五点格式,通过红枫湖垂直剖面二维水温分布实例研究,结果表明,水流流场预测合理,枯丰水期水温分布预测效果良好。     

水温分层对水库污染物输移的影响

水库温度分层使水库水动力特性及污染物输移过程异于均温型水库.采用三维非线性RNG浮力流模型对分层水库污染物输移的典型过程进行模拟,分析了水体分层条件对污染物输移的影响,探讨了不同分层条件下污染物在不同密度流流动区域射流区、交换区、潜流区的输移扩散规律.研究结果表明,水库分层条件对污染物输移有显著影响,污染物输移的分离点水深、交换区厚度、无量纲时间参数与水库分层强度成反比.研究结果可为水库水质、水生环境管理与调度、水库应急预警方案的制定提供参考.     

二维水库浊流控制模型开发

提出预测水库水温和浊度的二维水质模型.利用日本下小鸟水库和下小鸟电站尾水渠道的实测数据确定模型参数,计算结果与实测数据吻合较好.应用控制模型对快速泄流、分层取水、栏栅以及栏栅和分层取水联合应用模式进行计算.结果表明,分层取水是减少浊流排放较为有效的方式.     

逆高斯分布汇流模型在龙王山梯级水库洪水预报中的应用

将逆高斯分布汇流模型应用于由梯级水库组成的复杂流域汇流系统,根据上游水库的泄洪流量和下游水库入库流量的关系,建立逆高斯分布瞬时单位线河道汇流模型,并结合流域区间非线性汇流模型建立了多输入单输出的流域汇流模型,经在龙王山梯级水库的实际应用,取得了较好的效果.     

复配贻贝壳粉作吸附剂对水库水质的影响

为了评估吸附剂对水库水质质量的提升价值,将复配贻贝壳粉作为吸附剂加入到某市水库水体中,通过吸附过滤提升水库水质.运用综合指数法对处理水样进行综合评价与分析.结果表明:复配贻贝壳粉对有机污染类指标中的总磷、总氮,致癌类指标中的汞、镉、铅、砷,感官和一般化学性指标中的铜、锌等物质的吸附效果显著;经过预处理的水库水质综合指数为0.65,吸附处理后的水库水质等级处于Ⅱ类水标准;复配贻贝壳粉作为吸附剂可以显著降低有机污染类指标与致癌类指标.     

小水电对淳安县自然环境影响评价

从水文情势、流域水质、生物多样性和自然景观等方面对淳安县不同开发模式的小水电进行分析,认为小水电在促进水资源综合利用、防洪减灾、节能减排、增加人工湿地效应、水库供水及净化、增加景观资源等方面对环境有着正面影响,也存在减少水段或脱水河段河道生态基本流量不足、保护措施不力对水生态系统的干扰等负面影响,因此应通过有效的防治措施和良好的补偿机制与管理来减少或加以避免这些负面影响.     

污水处理出水水质指标的非线性动态软测量模型

由于缺乏稳定可靠的水质在线分析仪表,污水处理厂很难实现实时水质闭环控制和操作优化.通过选择污水过程中容易获得的进水流量和水质、溶解氧浓度、曝气氧量等辅助变量,提出一种基于PLS的多变量非线性动态多模型软测量建模方法.该方法基于有源自回归（Auto-Re-gressive with extra inputs,ARX）模型与模糊C-均值（Fuzzy C-Means,FCM）聚类方法识别操作工况,在不同操作工况分别采用神经网络偏最小二乘法NNPLS（Neural Net Partial Least Square）,建立多个非线性子模型拟和系统全局非线性.所提方法应用于某污水处理厂出水水质组分浓度软测量,仿真试验结果表明：该方法建立的多变量出水水质指标模型精度优于传统线性PLS模型.     

湖水源热泵系统排热工况下散点排水对湖体温度场的影响

采用流体计算软件建立三维湖体模型,模拟设计日下湖体自然水温,用实测水温进行修正作为初始条件;根据别墅群全年逐时负荷的模拟结果,采用动态取排水温和水量作为边界条件;以典型气象年数据为基础,通过用户自定函数输入水面换热边界;分别对某别墅群水库水源热泵系统的排放水管网采用与雨水排水管网相结合的散点排水以及采用传统的集中排水方式进行了动态数值模拟,得到供冷季逐时排热工况下湖体温度场的分布情况,分散排水优势明显。分析模拟结果表明:集中排水方案水体周温升0.33℃,分散排水方案水体周温升0.16℃;水体水道狭长体积有限的区域在连续排水的情况下,有明显热累积现象。连续运行条件下,散点排水取水口水温的模拟结果表明:7～10月,位于常年水位4.6m水深下的取水口取水温度在27～23.5℃之间,可实现热泵系统高效运行。     

喷泉水景的复氧与控藻能力研究

喷泉水景被广泛应用于景观水体,其扰动强度大、压力大、水交换量大、曝气量高等特点,在改善水体水质方面具有广阔的应用前景.因此,通过室内模拟实验,研究了喷泉水景的复氧与控藻能力,结果表明:喷泉压力为25～45 kPa时,作用15 min后,喷泉能将能将水体中溶解氧含量接近饱和溶解氧90%,喷泉复氧的K_(La)(20)和OC平均值分别为0.327 1/min和0.028 1 kgO_(2 )/min;喷泉水景能对水体微囊藻的生长起到很好的抑制作用,压力越大,抑制作用越强,在40 kPa、45 kPa压力下,最大控制率达到了80%以上,且能持续抑制藻类生长;喷泉水景的控藻能力主要是基于喷泉的强大扰动作用及喷泉管内压力破藻作用.实际喷泉水景不但具有很好的景观效果,而且在景观水体的复氧修复、抑制水华及破坏水体分层、改善底泥环境等方面具有重要作用.     

基于SSA-BP-SVM模型的云龙湖水质反演研究

利用遥感技术进行水质监测,全面地掌握水质分布情况对水环境保护具有重要意义.水质参数与地表反射率并非简单的线性关系,BP神经网络和支持向量机(SVM),因其非线性模拟的特点,被广泛应用于水质反演.传统BP神经网络存在收敛缓慢、容易陷入局部最优的问题;SVM虽然具有很好的拟合能力,但受惩罚系数及核函数参数影响较大.以云龙湖为研究区域,利用Sentinel-2影像和实测数据,针对重要水质参数电导率和浊度,提出一种基于麻雀搜索算法(SSA)优化BP神经网络及SVM的水质反演耦合模型,利用SSA对BP神经网络及SVM进行参数寻优,基于验证集MAE计算模型权重,对SSA-BP、SSA-SVM模型测试组输出层加权计算后获得最终反演结果.与BPNN、SVM、SSA-BP、SSA-SVM模型对比,结果表明:1)Sentinel-2影像对电导率及浊度的敏感波段均为可见光及短波红外波段;2)SSA-BP-SVM水质反演耦合模型精度更高,电导率及浊度反演模型R²分别为0.92、0.89;3)云龙湖具有典型的城市水体特征,电导率受上游南望净水厂排水影响较大,浊度受社会生产活动带来的颗粒污染物影响较大.基于Sentinel-2影像利用SSA-BP-SVM模型进行水质反演具有较好的应用潜力,能够为云龙湖水质监测以及制定保护措施提供一定的技术支撑.     

HRT对固定硝化菌处理超二级限值源水氨氮效果的影响试验

目的使自来水厂出水达到最新生活饮用水水质标准,满足提高整体区域水体水质的综合要求.方法利用固定化硝化细菌颗粒流化床反应器,采用连续曝气方式运行,检测进出水水质变化.结果水力停留时间（HRT）在0.5～1.5 h内变化,进水氨氮质量浓度为7.6～1.6mg·L^-1,出水氨氮质量浓度为0.9～0.3 mg·L^-1.结论固定硝化菌颗粒流化床系统具有较强的抗水力负荷冲击的能力,在枯水期,出水氨氮质量浓度〈0.9 mg·L^-1,能够达到《生活饮用水水源水质标准》（CJ3020-1993）中规定的Ⅱ级氨氮质量浓度的要求;在丰水期,出水氨氮质量浓度〈0.4 mg·L^-1,满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）氨氮的要求.