某河口复合生态净化系统浮游植物群落特征与水质健康状况分析

针对阳澄湖某入湖河口复合生态净化系统实际工程,在探究各净化单元水体浮游植物群落季节性构成特征的基础上,采用综合营养状态指数和浮游植物多样性指数对水质健康状况进行综合评价及分析。结果表明：复合生态净化系统中共鉴定浮游植物8门97属143种,种类组成以硅藻门、绿藻门和蓝藻门为主;系统进、出水浮游植物密度分别为5.81×10⁵ ~1.76×10⁷、4.96×10⁵ ~1.65×10⁷ 个/L,进、出水生物量分别为0.292~5.21、0.194~4.66 mg/L,净化系统对水体浮游植物生长具有较好的控制效应;按照浮游植物功能群（functional group,FG）分类方法,净化系统浮游植物可划分为26个功能群,其中B、D、MP、P、S1、W1、X2、Y、G、J、L_O和M为优势功能群;各单元优势功能群的演替与水温、COD_Mn、DO和TN等水质指标具有良好相关性。研究期间复合生态净化系统水体处于中营养到轻度富营养状态,净化系统有效地提升了入湖水体的生态健康水平。

     

滇池水环境容量模型研究及容量计算结果

水环境容量的研究目的 ,其一是为水污染控制的技术路线提供科学依据 ;其二是为水污染控制的管理制度提供技术支持。在水环境容量研究中 ,关键的技术问题是容量模型的选定。通过研究 ,选取Vollenweider模型 (W =S×A×Z [σ +Q/V])和完全混合湖泊非保守污染水质模型 (W =Cs [Q +KV])分别为滇池水环境中N、P和CODMn、BOD5的容量模型 ,计算出了滇池相应的水环境容量。     

淮河中游颖河口至田家庵河段二维水质模型研究

以淮河流域主要污染指标氨氮(NH3-N)和CODMn模拟淮河中游颖河口至田家庵河段水质状况,结合排污口多年排污实测资料,运用SMS-RMA4二维水质模块建立淮河中游颖河口至田家庵河段二维水质模型,并对模拟结果进行了验证和分析。同时对区段内一大型分汊河道(凤台大桥—平圩大桥段)进行了特定时段的分污量计算,研究得出分汊河道各汊口处污染物浓度随时间变化的动态分布曲线。所建模型能较为准确的描述淮河中游颖河口至田家庵河段的污染物迁移扩散过程,对河流环境管理和环境污染治理具有一定的指导意义。     

EFDC模型在河口水环境模拟中的应用及进展

EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)是EPA最为推荐使用的水质模型之一,使用范围较广泛,能够模拟河流、湖泊、河口、水库、湿地和近海区域等多种水体的三维水流、泥沙迁移和化学过程。文章综述了相关文献的研究结构,分别介绍了EFDC的基本原理、模块结构、基本方程、应用流程以及其在河口模拟方的应用和发展。     

二维水质扩散模型的灵活应用

本文根据潮汐河流水文特征,对二维水质扩散模型进行了涨落潮分开计算的流向处理,等面积平均流速代替恒定流速的流速处理,最大浓度线旋转的横向流速影响、水边线不断变化的处理及修正系数处理,应用到实际工作环境影响评价中去,取得了较好的效果,为行政管理部门提供了科学的决策依据.     

滇池入湖河道水环境治理技术与工程示范效果年浅析

对国家863计划滇池入湖河道水环境治理技术与工程示范效果年取得的阶段性成果进行了浅要的分析.     

Development and application of a two-dimensional water quality model for the Daqinghe River Mouth of the Dianchi Lake

Water quality models are important tools to support the optimization of aquatic ecosystem rehabilitation programs and assess their efficiency. Basing on the flow conditions of the Daqinghe River Mouth of the Dianchi Lake, China, two-dimensional water quality model was developed in the research. The hydrodynamics module was numerically solved by the alternating direction iteration (ADI) method. The parameters of the water quality module were obtained through the in situ experiments and the lab analyses that were conducted from 2006 to 2007. The model was calibrated and verified by the observation data in 2007. Among the four modelled key variables that were water level, CODcr, NH3-N and PO4-P, the minimum value of the coefficient of determination (CoD) was 0.69, which mean the model performed reasonably well. The developed model was then applied to simulate the water quality changes at the downstream cross-section assuming that the designed restoration programs were implemented. According to the simulated results, the restoration programs could cut down the loads of CODcr and PO4-P about 15%, however, they would have very little effect on the NH3-N removal. Besides, the water quality at the outlet cross-section would be still in class V (3838-02), indicating more measures should be taken to further reduce the loads. The study demonstrated the capability of water quality models to support aquatic ecosystem restorations.     

特定生态系统对水源地水质改善的研究

通过构建水生动物-人工介质新型生态系统来研究太湖水源地水质改善效果.中试试验结果表明,对比3d和7d的水力停留时间(HRT),当HRT:7d,系统对TN、NO2--N、NO3--N、TP、PO4--P的平均去除率可分别达到79.00%、63.46%、14.57%、67.43%、35.81%;对比空白池,TN、NO2--N、NO3--N、TP、PO4--P的平均去除率仅为9.67%、7.09%、1.30%、9.92%、7.04%.通过该系统中水生动物的吸收和人工介质上微生物降解的协同作用,使得氮磷类污染物的去除效果明显.可见,水生动物-人工介质生态系统对改善太湖水源地水质有良好的效果,对构建安全的水源地生态系统具有积极的意义.     

模型参数与边界条件对滇池水质变化的全局敏感性分析

借助湖泊系统模拟可定量地追踪滇池水质的变化过程,而模型输入水质参数和边界条件对机理模型的结果有显著的影响.然而,目前研究主要关注参数或边界条件对模拟结果的敏感性影响,缺乏兼顾模型内部方程参数与外部输入边界条件对结果的影响,并对比分析其相对大小.以滇池为例,通过对其构建的IWIND水质模型中的90个水体参数、83个底泥参数、6个气象边界条件、51个河流输入边界条件进行联合采样,计算叶绿素a、总氮、总磷、氨氮以及溶解氧5种指标的对数纳什系数（现状为基线）,并进行Sobol全局敏感性分析,获得滇池的敏感性参数和边界条件.结果表明：通过比较两大类输入数据的全局敏感性,气象边界条件敏感性最大,其次是水体参数、底泥参数,河流输入边界条件敏感性最小.其中气象敏感边界条件是风速、气压、气温、相对湿度、辐射且风速敏感性最大,水体敏感水质参数主要是藻类代谢及生长过程、碳循环碳矿化过程、氧循环复氧过程与温度相关的参数（KTG2d、TRc;KTMNL;KTR）,惰性颗粒态有机物沉降速率（WSrp）.底泥敏感参数主要是第二层泥沙浓度（rM2）、底泥中有机碳降解过程中温度相关系数（ThKC1）、惰性颗粒态有机碳转...     

黄石市大冶湖水质变化趋势及成因分析

大冶湖作为一条重要的长江支流,其水生态保护和修复对于长江大保护具有重要现实意义。以2015—2020年大冶湖3个常规监测断面溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、氨氮、总氮（TN)和总磷（TP）数据为基础进行水质评价,分析其水质变化趋势,探讨其水生态环境问题,并提出修复治理措施。结果表明：大冶湖近6年水质总体稳定,介于GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类~Ⅴ类,水体处于轻度富营养状态并有逐步上升的趋势,TN、TP是大冶湖特征污染因子;湖滨缓冲带被侵占、农业农村面源污染突出、城乡污水收集处理设施相对滞后、生活污水处理厂尾水直排入湖是影响大冶湖水质的主要原因;退垸还湖,推进农业农村面源污染治理,完善污水处理厂尾水生态湿地深度净化是下一步大冶湖生态修复和环境治理的重要工作。     

滇池二维分层水质模拟研究

将三维问题“二维化”的分层迭代计算方法引入滇池水质模拟中，建立了湖泊二维分层水质模型，对滇池流场和总氮浓度场分两层进行了模拟计算，计算结果表明，该模型应用于滇池是成功的。     

珠江口三维水质与底泥耦合模型的验证及应用

基于一维河网与三维河口耦合水动力模型,建立了可描述珠江口水体-底泥中营养盐动态变化的三维水质-底泥模型,利用1999年和2006年夏季观测数据对模型进行了验证,在此基础上,模拟分析了珠江口主要水质因子和底泥营养盐通量的分布特征,以及底泥通量对珠江口营养盐输入的贡献.验证结果表明,模型能较好地反映出水体和底泥中的营养盐及溶解氧浓度的时空分布特征,各水质因子的模拟值与观测值的相对误差均小于38%;另外,底泥营养盐通量的模拟值与文献报道的实测结果较为接近,表明模型能合理地刻画出底泥主要生化过程及通量变化特征.模拟结果显示,夏季珠江口氨氮(NH_4~+-N)和活性磷酸盐(PO_4~(3-)-P)通量主要从底泥向水体输送,底泥是水体氮磷元素的源,而硝态氮和亚硝态氮(NO_3~-+NO_2~-,NO23)的通量输送方向则与之相反,底泥呈现“汇”的效应;底泥营养盐通量主要从河口向外海递减,伶仃洋NH_4~+-N、NO23、PO_4~(3-)-P的通量变化范围分别为0.24~8.88、-10.06~-0.14、-0.37~0.41 mmol·m~(-2)·d~(-1),珠江口近海的通量变化范围分别为-0.01~4.14、-1.45~0.68、-0.12~0.09 mmol·m~(-2)·d~(-1).整体而言,底泥营养盐通量对珠江口营养盐输入有明显贡献,夏季经底泥释放进入水体的NH_4~+-N和PO_4~(3-)-P最大相当于陆源总氮、总磷输入量的12%和22%.     

基于生物配位体模型的汾河铜水质基准研究

铜是山西汾河流域主要污染物之一,为准确评估流域铜暴露的生态风险,调查了汾河流域本土水生生物的毒性数据,运用生物配位体模型方法获得汾河铜的保护水生生物短期和长期水质基准值,分别为98.62和29.71 μg/L。依据铜的水质基准进行风险评价,结果显示,汾河水体中铜对水生生物属于无风险水平。

     

土地利用对兴凯湖入湖河流水质影响及生态修复策略

兴凯湖是中俄跨境湖泊,其水质变化受到国际社会的高度关注,入湖河流水质状况对兴凯湖水质有着重要影响。以兴凯湖中国境内流域为研究区域,基于内梅罗污染指数法、方差分析、冗余分析、聚类分析等方法,分析兴凯湖入湖河流水质污染特征,探究流域土地利用结构对河流水质的影响,并据此提出入湖河流分类修复策略。结果表明：兴凯湖入湖河流水质为GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类~劣Ⅴ类,化学需氧量、总磷、高锰酸盐指数是主要超标因子;兴凯湖入湖河流丰水期水质整体优于平水期,大兴凯湖入湖河流水质整体优于小兴凯湖;兴凯湖流域土地利用对入湖河流水质的解释度在丰水期和平水期分别为52.31%和45.38%,耕地对河流水质产生负面影响,林地、水体对入湖河流水质起改善作用,而人造地表、草地在不同水期对入湖河流水质的影响不同。基于入湖河流水质、流域土地利用结构的聚类分析,将兴凯湖入湖河流分为生态保育型、生态修复型和综合治理型3种类型,并提出了具有针对性的治理与修复策略。

     

两种水生植物对滇池草海富营养化水体水质的影响

通过模拟实验,比较了2种典型水生植物水葫芦和轮叶黑藻对滇池草海富营养化水体水质的影响.结果表明,在实验过程中,水葫芦同化吸收的氮、磷量分别比轮叶黑藻所同化吸收的量高109%和17%.在水生植物采收前,水葫芦处理组水体DO和pH值显著性低于对照组,电导率(EC)和氧化还原电位(Eh)显著性高于对照组,与轮叶黑藻处理组结果相反.水葫芦和轮叶黑藻处理组水体TN和TP浓度均显著低于对照组;相同初始种养量的情况下,试验初期轮叶黑藻处理组水体TN、TP及Chl-a浓度显著性低于水葫芦处理组,与试验后期结果相反.当水生植物采收后约50 d,水葫芦处理组水体TN、TP浓度均维持在采收前的低水平;轮叶黑藻处理组TN和TP浓度也维持在采收前水平,而Chl-a浓度较采收前有所上升.     

2017年滇池外海水质异常下降原因及对策

2017年滇池外海水质由GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅴ类降为劣Ⅴ类,特别是6—8月主要水质指标总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD_Cr)及叶绿素a(Chla)浓度异常上升。引起滇池外海水质异常下降的根本原因:首先,2017年6—8月流域降水量较上年同期增加81%,为1999年以来同期降水量之最,异常降水使外海北部3条主要入湖河流宝象河、盘龙江、金汁河输入TN、TP污染负荷量较上年同期分别增加50%和59%,导致外海北部水质指标异常升高。其次,因为截污体系雨季混合污水溢流严重,造成污水处理厂污水收集率下降,昆明市第二、第三、第四、第九污水处理厂雨季进水COD_Cr、TN及TP平均浓度分别比旱季降低15%、15%和20%;第十污水处理厂雨季进水COD_Cr、TN和TP平均浓度分别降低16%、19%和8%。此外,2017年牛栏江补水量较上年减少50%,而补水水质NH₃-N、TP、TN浓度分别上升75.2%、51.1%、40.2%,补水对外海水质改善作用降低。由此提出滇池外海水质稳定提升的对策:推进截污系统效能核查,进一步完善污水收集系统,着力提高污水收集效率;优化流域已建调蓄池的运行,提高对雨污混合水的调蓄作用;通过优化运行、加强监管及雨季联合调度,提高污水厂处理效率,促进污染负荷削减与减排;加强牛栏江补水水源区的保护与治理,提升补水的环境效率。