基于MIKE 11模型的引江济淮工程涡河段动态水环境容量研究

为探索分析水体环境容量的动态特性,论文以引江济淮工程涡河段为例,首次提出MIKE 11模型结合稀释流量比m值法计算河流水环境容量。计算结果表明:1)基于MIKE 11模型的m值法计算环境容量来分析河流水体环境容量的动态特性是可行的,它综合了环境管理中的总量控制和质量控制思想。2)通过对参数的合理取值,可建立客观反映模拟河段水动力、水质时空演变规律的模型;MIKE 11模型综合考虑河床糙度、纵向扩散系数、综合衰减系数、地表储水层最大含水量、土壤或根区储水层最大含水量等因素,水深的绝对误差(Re)、确定性系数(R2)和Nash-Suttcliffe系数Ens分别为3.30%、0.990和0.984;流量的Re、R2和Ens分别为9.8%、0.969和0.997;义门大桥断面COD模拟误差为13.7%,氨氮模拟误差为14.7%。3)基于MIKE 11模型的m值法计算谯城区COD的月均环境容量为-220.48 g/s、氨氮的月均环境容量为-10.97 g/s;涡阳县COD的月均环境容量为-17.05 g/s、氨氮的月均环境容量为2.56 g/s;蒙城县COD的月均环境容量为30.58 g/s、氨氮的月均环境容量为4.47 g/s;怀远县COD的月均环境容量为176.59 g/s、氨氮的月均环境容量为10.67 g/s;与传统的一维模型计算值相比,计算精度更高。结论认为,此方法可为MIKE 11模型的应用拓宽新思路,为引江济淮工程中河流水体的动态水环境容量计算提供依据,为污染物在横断面均匀混合的非感潮河流水体的环境容量计算和流域水污染治理提供一种新的技术方法。     

基于MIKE耦合模型的入河污染模拟与控制效能研究

为解决沙河水库流域河道水质差、水环境退化等问题,以主要超标污染物CODCr、NH3-N和TP为指标,应用MIKE 11、MIKE SHE及ECO Lab构建流域水文水动力及水质耦合模型,探究污染物的迁移转化规律,并进一步评估不同控制措施下的河道水质改善效能.研究表明:耦合模型在研究区具有良好的适应性,水动力模拟精度良好...     

基于MIKE11模型提高污染河流水质改善效果的方法

为寻求提高污染河流水质改善效果的方法,本研究选择中国多坝闸重污染河流颍河为研究对象,针对引江济淮工程颍河段的水质改善要求,以颍河主要的污染物高锰酸盐指数、氨氮为指标,提出了应用MIKE11建立试验河流一维河网水动力和水质模型,采用数值模拟的方法,试验研究河流水质改善的最优技术方法,模拟试验主要进行了补水流量、补水水质、补水位置和补水方式等措施对改善颍河水质效果的影响.模拟结果表明:用MIKE11模型中水动力模块(HD)和对流扩散模块(AD)并结合降雨径流模块(NAM)来进行污染河流水质改善是可行的,即补水流量为河流本底流量的10%,分别对补水点1采用Ⅲ类水,补水点2和补水点3采用Ⅳ类水进行补给,补给效果最佳,高锰酸盐指数和氨氮的去除率分别为72.3%和55.7%,使研究区颍河85%以上的河段达到Ⅳ类水水质标准,为河流污染控制提供了一种新方法.     

基于MIKE21模型的沙河水库水量水质响应模拟研究

沙河水库是北运河上游水系重要的汇,同时也是多源污染的重要聚集处,呈现非常规水源补给的缓滞水体特征,作为城市景观水体,对水环境和水生态要求较高,因此,沙河水库的治理对下游的水质改善至关重要.为进一步全面提升沙河水库水环境质量,以昌平区沙河水库为研究区域,采用MIKE21构建库区二维水动力水质模型,对沙河水库水量水质变化情...     

基于MIKE11与EFDC模型的突发性水污染事故预测模拟研究

通过对沈阳市浑河流域水环境的调查,基于Mike11与EFDC建立浑河流域沈阳段水动力-水质耦合模型,并对突发污染事故进行模拟研究。结果表明,Mike11与EFDC模型应用于浑河流域的预警模型在率定期和验证期的模拟结果均良好,所确定的参数能准确反映河道特征。因此,此预警模型可应用于浑河流域突发性水环境风险应急预测,并且能够对浑河污染物迁移转化过程进行准确模拟预测,模拟结果能够为区域水资源管理和保护提供技术支持,达到流域应急预警功能需求。     

太原市迎泽湖富营养化控制的模型研究

针对湖泊富营养化问题,对太原市迎泽湖进行资料收集和长期水体监测,综合水动力模型、水质模型,融合参与湖泊富营养化的各种生命活动过程,建立湖泊富营养化耦合模型,用实测水质数据进行参数率定与验证,选取总氮、总磷、叶绿素a及透明度4项因子进行模拟,得出迎泽湖营养物质输移扩散及时空分布规律.结合迎泽湖实际情况,从补水方式、补水频率以及改变湖泊柔性结构三方面,提出改变水动力条件的方案并进行数值模拟,研究了各方案水动力、物质输移扩散的改进效果,结果表明,作为富营养化程度表征的叶绿素a在空间和时间分布上均存在一定的规律性,其浓度变化范围在0.035~0.105mg/L之间;藻类等浮游植物迅速增殖导致水质恶化水华暴发,而采取加大湖水水力循环和改善入口水质的控制方案,可有效改善湖水水质.     

基于MIKE21的南浔区河网水动力水质耦合模拟研究

为提升平原河网水环境质量、改善河道水动力条件,选取浙江湖州市南浔沈庄漾圩区为研究对象,利用MIKE软件建立二维水动力水质耦合模型,以二维浅水方程组为理论基础,应用同平台同维度中嵌套水质模型的水动力方法进行过程耦合,运用断面实测数据与相应经验公式进行参数率定,通过实测数据与模拟效果的分析进行模型验证,分别模拟了不同补水流量和调控位置条件下的水动力水质监测指标变化。结果表明,经率定验证后的耦合模型对河网内水动力和水质指标的模拟精度较好,模拟效果与实测结果吻合度较高;河网在补水流量为初始流量的30%时,湖区水动力提升效果增加9.92%,典型水质指标NH3-N、TP、TN的去除率分别为6.21%、11.4%和6.82%,改善效果显著,最优补水点位置为Code5。     

基于水量水质模型的高邮湖控制断面污染源解析

湖心区及近大汕退水闸断面是高邮湖重点控制断面,水质考核目标为Ⅲ类,2011～2015年水质监测结果显示TN、TP尚不能稳定达标。通过河网水量水质模型构建及模拟,得出影响高邮湖控制断面水质的主要污染源的比值及排序,为锁定重点削减对象、改善高邮湖湖体水质、制定断面达标规划提供了科学依据。     

太原市迎泽湖富营养化控制的模型研究

针对湖泊富营养化问题,对太原市迎泽湖进行资料收集和长期水体监测,综合水动力模型、水质模型,融合参与湖泊富营养化的各种生命活动过程,建立湖泊富营养化耦合模型,用实测水质数据进行参数率定与验证,选取总氮、总磷、叶绿素a及透明度4项因子进行模拟,得出迎泽湖营养物质输移扩散及时空分布规律.结合迎泽湖实际情况,从补水方式、补水频率以及改变湖泊柔性结构三方面,提出改变水动力条件的方案并进行数值模拟,研究了各方案水动力、物质输移扩散的改进效果,结果表明,作为富营养化程度表征的叶绿素a在空间和时间分布上均存在一定的规律性,其浓度变化范围在0.035~0.105mg/L之间;藻类等浮游植物迅速增殖导致水质恶化水华暴发,而采取加大湖水水力循环和改善入口水质的控制方案,可有效改善湖水水质.     

基于MIKE11模型的水环境管理平台建设与应用展望

利用模型构建水环境管理平台,开展环境污染实时管理及预测应用是今后发展的趋势。本文阐述了利用MIKE11模型构建太湖流域(浙江片区)水环境管理平台,其架构设计、集成的数据库类别、主要功能模块、管理权限设置及联网需求,对其他环境平台设计有借鉴意义。     

“引黄入呼”取水口动态性水环境容量计算

针对黄河呼和浩特段沿线水体持续污染为"引黄入呼"取水口带来的水环境质量问题,采用MIKE三维水动力和水质耦合模型,进行了"引黄入呼"取水口水环境容量动态性研究,这对取水口水安全与上游排污能力协调、稳定推进呼和浩特市饮用水的健康运行具有重要意义.结果表明:按照90%供水保证率进行计算,黄河呼和浩特段"引黄入呼"取水口处可以满足"引黄入呼"取水需求,流量剩余量在结冰枯水期可达5250%,丰水期可达42500%;黄河呼和浩特段"引黄入呼"取水口处DO、NH_4~+-N、NO_3~-、BOD、TP、FC、COD均可满足《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅲ类标准中的相关限值,整体水体状况良好,都具有一定的容量,NH_4~+-N、NO_3~-、BOD、TP、FC剩余容量较大,COD容量较小但DO容量较大,经分析,目前没有富营养化、藻类大量繁殖等不良趋势发生,短时间内容量较为稳定;DO、NO_3~-、FC、TP水环境容量通年较为平稳,分别在1.97 mg·L~(-1)、6.25 mg·L~(-1)、9327个·g-1、0.12 mg·L~(-1)附近波动;NH_4~+-N、BOD、COD最小水环境容量分别出现在4月(0.27 mg·L~(-1))、9月(0.70 mg·L~(-1))、6月(0.20 mg·L~(-1)),最大水环境容量均出现在7月,分别为0.72、2.80、7.57 mg·L~(-1).     

长江干流铜陵段突发水污染情景模拟分析

突发水环境事件情景模拟分析对风险防控与应急处置至关重要。在对铜陵市沿江化工企业风险物质泄漏情景分析的基础上,采用MIKE21二维水动力-水质耦合模型对长江干流铜陵段突发水污染事故进行了模拟。模型验证结果表明,构建的水动力模型满足精度要求。对某化工企业储罐3种泄漏情景下的模拟结果表明：同一水文期,风险物质对下游敏感受体的污染程度和污染时间主要与泄漏总量有关,储罐完全泄漏情景对下游敏感受体影响最大,其最大污染峰团浓度高于罐体20%管径破裂和罐体100%管径破裂泄漏情景2~3个数量级;不同水文期,泄漏物质在丰水期到达下游敏感受体的时间最短,储罐完全泄漏时风险物质到达下游三水厂取水口用时75 min,而在平水期和枯水期分别为103和111 min,同时影响时间更长、浓度更高,下游五水厂取水口和铜陵市出境断面在平水期和枯水期先后有2次污染峰团到达。     

三峡库区水资源污染问题及对策研究

三峡工程是举世闻名、倍受世人关注的跨世纪工程。2008年三峡大坝蓄水,江水流速将大大减缓,长江的自净能力下降,污染物的环境容量急剧下降,库区水资源的污染程度将不断增加。三峡工程的生命力不仅仅决定于三峡工程本身的工程质量,最终决定于三峡库区的生态环境质量。库区的环境质量越高,三峡工程的使用寿命就越长,库区的环境质量越差,三峡工程的使用寿命就越短。三峡库区水资源污染问题是三峡工程寿命周期的致命因素。应高度重视三峡库区水资源污染问题,尽快制定三峡库区水资源保护制度,加大库区水资源保护资金的投入,完善库区水污染治理机制。     

基于MIKE 11的河网区域小型闸坝调控的水质响应模拟研究

闸坝运行是流域开发和利用中河流调节的主要形式之一,它改变了河流自然结构、流水过程及其相关环境.然而,目前很少有关于河网区域小型闸坝运行对水环境影响的分析.本研究利用MIKE11建立一维水动力与水质模型,以无锡市主要的污染物高锰酸盐指数,氨氮为指标,模拟闸坝调控模式下与无闸坝情景下无锡河网水质响应.研究表明：多个小型闸坝运行对河网区域内河流水质产生了负面影响,使城市河流高锰酸盐指数(COD_Mn)和氨氮(NH₃-N)浓度都有所上升;其中,闸坝调控对区域内河流上游水质的负面影响更为明显,对下游的则相对较小.在多小型闸坝运行下,河流上游的COD_Mn和NH₃-N总体浓度分别上升了12.89%和11.11%,下游的二者浓度分别上升了5.38%和7.27%.研究结果可为今后小型闸坝群的生态调控以及相关水环境响应研究提供了理论支撑和新思路.     

南京市饮用水源地抗生素污染特征及风险评估

采用固相萃取-液相色谱-串联质谱技术（SPE-HPLC-MS/MS）,对南京市饮用水源地抗生素含量及分布特征进行了分析.结果表明,17个采样点总浓度为0.56~1994.96 ng·L^-1,共检出5种大环内酯类、13种磺胺类、3种四环素类、8种喹诺酮类抗生素,平均浓度为0.30~37.07 ng·L^-1,其中检出浓度最高的抗生素为环丙沙星（CIP）,浓度为317.60 ng·L^-1,检出率最高的抗生素为克林霉素（CLI）,检出率为88.24%.与国内部分河流相比,南京市饮用水源地水体中大环内酯类、四环素类、喹诺酮类抗生素残留浓度处于较高水平.生态风险评估结果表明,点位S7具有最高的联合风险熵值（24.58）,氧氟沙星（OFX）的风险熵值最高,达到13.06;健康风险评估结果表明,9种抗生素对人体健康的风险熵Q_H为1.70×10^-3~9.47,强力霉素（DOX）、诺氟沙星（NOR）、恩诺沙星（ERX）、CIP和OFX对大部分年龄段的人体健康具有高水平风险.     

基于多区域CGE模型的水污染间接经济损失评估——以长江三角洲流域为例

通过构建长江三角洲流域多区域CGE模型,模拟了2011年水污染对长江三角洲流域内部地区（上海、流域内浙江、流域内江苏）造成的间接经济损失.并且构建间接影响系数来反映流域内不同区域和行业受水污染的间接波及程度.研究结果表明：水污染对流域内区域的经济影响差异明显,从GDP绝对值减少量来看,上海GDP损失最大（161.3亿元）,但从GDP百分比变化来看,流域内浙江损失更为显著（2.84%）;上海经济对长江三角洲流域水污染最为敏感,其间接经济损失将是其直接经济损失的3.5倍左右,而流域内江苏、流域内浙江仅为0.92倍和1.98倍.