杭师大仓前校区河道水质动态变化与水环境容量分析

通过对杭师大仓前校区(一期)河道水体近一年的连续采样监测,获取了仓前校区校园水环境的动态变化信息,并测算了护校河及景观水域的水环境容量.结果表明:校区河道水质基本处于Ⅳ到Ⅴ类水体,不同水质指标变化规律各异;余杭塘河配水和降雨径流对校区水体COD与BOD_5污染贡献率较大,存在点源和面源污染风险;利用一维模型计算90%水文保证率下护校河与景观水域COD的环境容量分别为368.48、397.22t/a,氨氮的环境容量为41.71、42.82t/a,75%水文保证率下护校河与景观水域COD的环境容量分别为594.41、640.77t/a,氨氮的环境容量为67.28、69.07t/a,均存在一定的环境容量.     

深圳河湾流域水污染源解析研究

利用污染源调查资料、污水处理厂运行数据、底质监测结果、SWMM的非点源污染模型和截排系统溢流模型, 估算深圳河湾流域的非点源和溢流污染负荷, 解析流域主要污染物的时空分布和来源, 得到如下结论。1) 2015年深圳河湾流域全年入河负荷量为COD 3.676 万 t/a, 氨氮 5715.65 t/a, TP 494.36 t/a, 其中点源为COD 2.63 万 t/a, 氨氮 5496.9 t/a, TP 463.55 t/a, 占全年的比例分别为72%, 96%和94%。非点源负荷为COD 8608 t/a, 氨氮 99.8 t/a, TP 18 t/a。雨季(4-9 月)溢流总负荷为COD 1894.05 t, 氨氮 118.95 t, TP 12.81 t。2) 深圳河湾流域单日入河负荷为COD 116.5 t/d, 氨氮 15.75 t/d, TP 1.412 t/d; 旱季污染源中漏排污水, 各指标负荷属排污口和支流漏排占比最大; 旱季点源总COD为71.94 t/d, 氨氮为15.06 t/d, TP为1.27 t/d。雨季中, 非点源的COD占比最大(34.21%), 其次是支流漏排(28.73%)和排污口(22.3%); 3) 雨季非点源和溢流的负荷对水质的影响不能忽略, 尤其是暴雨天, 虽然时间短, 但大量负荷对水质冲击的影响极其严重, 恢复到正常水质需较长的时间。     

海河流域各地区水环境容量紧缺度分析

环境容量紧缺度指数是表征区域水环境容量开发利用程度的重要指标.在分析海河流域水环境容量紧缺度指数的空间分布基础上,分别研究了各省环境容量多寡及紧缺程度,旨在为海河流域水环境容量合理利用和区域发展提供依据.结果表明:各地区COD与氨氮紧缺程度均较大,氨氮紧缺更为明显;同时,在空间分布上呈现从东至西逐渐递减的规律,且与社会经济发展密切相关.结合流域各地区水环境容量区的实际情况,提出海河流域"十二五"规划的制定中应加强对氨氮指标的控制.     

基于QUAL2K模型的滦河流域动态水环境容量研究

传统的水环境容量核算一般以一定保证率下的设计枯水流量为计算条件,存在水文计算条件单一、水环境容量不易管控等不足。本文通过滦河流域污染排放调查核算,基于QUAL2K模型建立水质模型,对流域水质进行逐日模拟,并根据模拟结果计算滦河流域主要河流逐日COD、氨氮和总磷的水环境容量。本研究计算的动态水环境容量能够较为客观地反映水文条件变化下的动态水环境容量,给出满足河道水质目标前提下逐日入河污染物允许阈值,为流域水环境保护与精细化管理提供数据支撑。     

吉林省松花江干流化学需要量(COD)和氨氮环境容量特征

我国"十二五"期间实施水污染物总量控制的指标是化学需要量(COD)和氨氮。采用河流一维稳态模型,分水期、分区段对吉林省松花江干流COD和氨氮环境容量进行核算。结果表明:吉林省松花江干流COD和氨氮环境容量分别为631833.0 t/a和26 469.3 t/a,水环境容量较大,其中丰水期分别为3 127.1 t/a和133.7 t/a,平水期分别为1 250.6 t/a和52.8 t/a,枯水期分别为807.8 t/a和30.7 t/a,均具有丰水期>平水期>枯水期的特点;吉林市段、长春市段和松原市段COD环境容量分别为220 209.6 t/a、296 615.7 t/a和115 007.8 t/a,具有中游段(长春市段)>上游段(吉林市段)>下游段(松原市段)的特点;氨氮分别为11 848.2 t/a、10 683.0 t/a和3 938.1 t/a,具有上游段>中游段>下游段的特点;各区段剩余环境容量均较小,其中长春市段丰水期氨氮剩余环境容量为负值,需削减该段的氨氮入河量。应科学合理利用水环境容量,促进吉林省社会经济和水环境的协调发展。     

不同设计水文条件下颍河水环境容量计算研究

针对水环境容量受水文条件影响的特征,本文以颍河(郑州段)为例,采用一维水环境容量模型探讨了3种不同设计水文条件下水环境容量的差异.结果表明:分水期设计条件较常规方法(多年平均流量)计算的COD和氨氮容量分别增加了7.15%和9.75%;月平均流量设计条件较常规方法计算的COD和氨氮容量分别增加了4.89%和6.35%;分水期与月平均流量设计条件水环境容量接近,COD和氨氮容量仅分别增加了2.14%和3.20%.比较3种设计水文条件下水环境容量的大小,发现在考虑河道动态特性的设计水文条件下计算的水环境容量更能真实有效地反映河流水环境容量的实际变化规律,从而实现水环境容量的总量分配和季节性利用.     

吉林省松花江干流COD和氨氮环境容量特征

我国“十二五”期间实施水污染物总量控制的指标是COD和氨氮。采用河流一维稳态模型,分水期、分区段对吉林省松花江干流COD和氨氮环境容量进行核算。结果表明：吉林省松花江干流COD和氨氮环境容量分别为631833.0t/a和26469.3t/a,水环境容量较大,其中丰水期分别为3127.1t/d和133.7t/d,平水期分别为1250.6t/d和52.8t/d,枯水期分别为807.8t/d和30.7t/d,均具有丰水期>平水期>枯水期的特点;吉林市段、长春市段和松原市段COD环境容量分别为220209.6 t/a、296615.7 t/a和115007.8t/a,具有中游段（长春市段）>上游段（吉林市段）>下游段（松原市段）的特点;氨氮分别为11848.2t/a、10683.0t/a和3938.1t/a,具有上游段>中游段>下游段的特点;各区段剩余环境容量均较小,其中长春市段丰水期氨氮剩余环境容量为负值,需削减该段的氨氮入河量。应科学合理利用水环境容量,促进吉林省社会经济和水环境的协调发展。     

松花江哈尔滨段动态水环境容量的研究

以松花江哈尔滨段为研究对象,采用二维段尾水环境容量模型,以COD和氨氮为特征因子,对水体的环境容量进行了研究,构建了动态水环境容量模型.研究结果表明,随着水文条件的变化,水环境容量的大小也会随之变化,就松花江哈尔滨段而言,COD和氨氮的变化规律相似,水环境容量最小值出现在六月份,最大值出现在七月份.总体而言,松花江哈尔...     

水环境容量约束下的污水厂削减量研究——以松花江流域哈尔滨段为例

松花江流域年温差和年径流变化大,导致水环境容量波动较大,冰封期断面难以达标,而冰封季节主要污染来自于城市污水厂排水.针对这一问题,采用二维模型对哈尔滨段COD和NH_3-N的动态环境容量进行了计算,依据计算结果和该区段污水处理厂的排污状况进行了削减量测算.结果表明,NH_3-N的环境压力较COD更加严峻;为保障松花江哈尔滨段水质,各个污水处理厂排放的COD和NH_3-N需进行适当比例的削减,同时,必须对上游水体的水质进行改善,并着力整治其他污染源.研究结果对于流域断面达标以及污水处理厂智能化调控具有重要意义.     

陕北无定河水环境容量研究

目的定量研究无定河水环境功能受控区域内所能受纳的污染物最大数量(水环境容量),为寻找水环境容量控制下的区域发展对策提供依据。方法基于满足河流水质要求,以相邻两个排污口为分界线,将河流概化为多个河段,以沿河排污口所能容纳的污染物排放量为控制目标,建立一维水环境容量计算模型。结果在75%逐月流量和最枯月平均流量以及90%逐月流量3种不同水文条件下,COD环境容量分别为6 070.67 t/a,5 276.24 t/a,5 116.37 t/a,NH3-N环境容量分别为259.95 t/a,220.15 t/a,217.44 t/a。结论以偏枯频率年P=75%枯水期平均流量计算获得的年水环境容量作为水污染排放总量控制目标时,既对当地水污染物的排放起到了良好的限制作用,也对地区经济发展留有一定的拓展空间。从2007年现状排污量来看,COD排放量略大于水环境容量,而NH3-N排放量远超过水环境容量,削减率约为73.11%。对无定河实行严格的污染总量控制显得十分重要。     

Calibration of the HSPF model with a new coupled FTABLE generation method

The hydrological simulation program FORTRAN (HSPF) is a comprehensive watershed model designed to simulate water quantity and quality processes.It is used widely throughout the world.Calculating discharge from a stream reach by HSPF is based mainly on function tables (FTABLEs),which describe the relationship between surface area,stream stage,volume,and discharge.The traditional method of FTABLE generation (using general stream cross-sections and the Manning equation or other discharge relationships) can be time-consuming and inaccurate when there are limited calibration stations and survey data.Recent insights into generalized coupled stage/storage and stage/discharge relationships,however,offer the potential to improve both the speed and accuracy of compiling FTABLEs and thus HSPF models.This study tested the application of these insights in generating FTABLEs.The study domain included 18 gauging stations in a coastal plain environment on the Peace River watershed in West-Central Florida.In the calibration of this model,wetlands were treated as reaches in HSPF with storage-attenuation characteristics.Over the simulation period,the modeled daily flow and stage correlated well with observed data at all ganging stations along the Peace River.The Nash-Sutcliffe efficiency and correlation coefficient computed using observed and simulated daily flows were 0.90 and 0.91,respectively,at the Peace River outlet.Rigorous testing found that the new system for calibrating the FTABLEs improved the model predictive ability and efficiency.Uncertainty in un-calibrated station performance was also reduced.The model parameters obtained in this study could potentially serve as reference values for model application in similar climatic regions.They may also have particular relevance in disaster management,as the simulation period extended over the hurricane season of 2004,and the model domain was within a high hurricane impact zone.The possible effects of hurricanes on discharge are also briefly discussed.     

基于不同气候变化情景的东江流域水资源量预测研究

采用半分布式水文模型HSPF,结合1978-1998年东江流域实测气象数据和5个气候模式在3种RCP气候情景(RCP8.5,RCP4.5,RCP2.6)下基准期(1960-2000年)和未来时期(2020-2070年)降水、蒸发情景模拟结果,在对东江流域径流模拟检验基础上,对2020-2070年东江流域水资源量做了深入分析。结果表明,HSPF模型能很好模拟东江流域年、月径流以及洪水期径流变化,博罗站的NASH系数均超过0.81,PBIAS低于10%,RSR低于0.45;所选取气候模式能很好的反映研究流域气象数据在年内分布情况。对未来气候和东江流域水资源量模拟结果表明:1 2020-2070年不同气候变化情景下东江流域降水及蒸发量在RCP2.6和RCP4.5情景下均呈上升趋势,而在RCP8.5情景下,东江流域蒸发量则呈现下降趋势;2未来东江流域多年月均径流量呈增加趋势;3未来东江流域不同频率下的洪水和枯水流量均呈不同程度的增长。相对于基准期,未来时期的洪水天数呈增长趋势,洪水灾害有加剧态势。     

东江流域土地利用变化对径流的影响分析

将流域水文模型HSPF与元胞自动机-马尔科夫(CA-Markov)土地利用预测模型结合,定量评价了东江流域未来土地利用变化的径流响应;并且模拟分析了不同降雨情景下土地利用变化的水文响应。结果表明:HSPF模型可以较好的模拟东江流域的月径流过程,可用于东江流域长期水文变化的评价与研究;未来土地利用变化引起的总径流的改变较小但是地表径流的变化较显著;未来土地利用变化情景下高、低流量值都有所增长,随着城镇建设用地面积比例的进一步增加高流量值随之增长而低流量减少;随着降雨量的增加,径流对于未来土地利用变化的响应程度减弱,降雨量减少,未来土地利用变化的水文效应增强;总的来说,4种降雨情景下未来土地利用变化对总径流的影响都不大,但是对地表径流有较显著的影响。研究过程和结果可为东江流域水资源规划及相关管理决策提供参考。     

基于多种水文学方法的赣江下游生态流量估算

气候变化和人类活动改变了天然径流的时空分配过程,水文情势的改变成为水生态系统退化的主要原因之一。开展生态流量研究,可为赣江流域水资源的优化配置、可持续开发利用和水生态系统的恢复提供科学依据。运用RVA(range of variability approach)、90%保证率下月最小日平均流量法、最枯月平均流量多年平均值法、NGPRP法、Texas法、多年日流量排频法(90%)6种水文学方法对赣江流域60多年的逐日流量资料进行研究,分析了赣江流域的生态流量过程,利用Tennant法对比分析,最终选择结合汛期RVA和非汛期多年日流量排频法(90%)下的适宜生态流量为赣江下游各月的适宜生态流量值。其中4—6月为赣江的主汛期,所需生态流量值最大,分别为1 520、1 988、1 924 m~3/s。与外洲站实测流量对比发现,赣江下游枯水期河道生态流量难以得到保障,不达标比例高于13%,尤其以1月和11月最为严重。     

雅鲁藏布江拉萨河流域水文模型应用比较研究

雅鲁藏布江是我国水能资源最丰富的河流之一,拉萨河作为雅鲁藏布江支流中流域面积最大、最长的河流,更是西藏自治区水利开发的重点,但拉萨河流域水文模型应用研究甚少。本文介绍改进的TOPMODEL,并应用该模型和新安江模型对拉萨河流域进行水文模拟,结果表明：两模型都取得了较好的模拟效果,弥补了雅鲁藏布江拉萨河流域水文模型应用研究的不足,为开展缺资料地区的水文模型应用研究进行了一定的尝试。     

柳江流域大型底栖动物群落结构及其与水质因子的关系

以柳江流域23个点位为例,研究了不同水文季节(3月和6月)水质因子(DO、COD_Mn、NH₃-N、As、Hg、Cd、Pb)对底栖动物群落结构的影响,2次调查共鉴定出底栖动物4门7纲16目54科68属(种),种类相似系数为83.76%,物种丰富度表现为枯水期略高于丰水期,底栖动物优势种在枯、丰水期分别有4种和2种,具有明显的季节演替. DCA和TWINSPAN分析结果显示:柳江流域底栖动物群落结构在时空分布上存在一定差异,主要表现为枯、丰水期均有3个不同的底栖动物类群大致依次分布在该流域干流及支流的源头、中上游及下游,群落内指示物种呈现出由清洁种逐渐过渡到耐污种的变化. 指示物种分析结果(ISA)显示:在枯水期,共有8种底栖动物能作为柳江源头和大环江上游群落的指示种,分别为四节蜉属(Baetis sp.)、锯形蜉(Serratella sp.)、溪泥甲一属(Zaitzevia sp.)、短脉纹石娥属(Cheumatopsyche sp.)、蜗虫(Dugesia sp.)、朝大蚊属(Antocha)、摇蚊属(Chironomus sp.)和细蜉属(Caenis sp.),其他类群无显著指示种;在丰水期,共有5种底栖动物能作为群落划分的指示种,其中,方格短沟蜷(Semisulcospira cancellata)、钉螺(Oncomelania sp.)是柳江中上游的指示种,汉森安春蜓(Amphigomphus hansoni)、河蚬(Corbicula fluminea)、卷扁螺(Gyraulus compressus)是柳江下游的指示种. CCA分析结果显示:COD_Mn和DO是枯、丰水期均对柳江流域底栖动物群落分布有重要影响的水质驱动因子,而重金属因子(Cd、Pb、Hg)在枯水期对底栖动物分布影响较大, NH₃-N在丰水期对底栖动物分布影响较大.     

基于HSPF的绿色基础设施水文效应模拟—— 以大浪河流域为例

以广东省深圳市大浪河流域为研究对象, 利用HSPF模型模拟研究区不同绿色基础设施设定情景对降雨径流的水文效应。结果表明, 按照功效最大化、经济型、适中型原则设定的3种情景,产流率分别比背景情景低34.9%,14.2%和28.5%; 最大峰值分别比背景情景低40.5%, 19.8%和33.0%; 基流分别比背景情景高88.9%, 11.1%和44.4%。经济型情景的水文效果不佳, 适中型情景的水文效果处于功效最大化情景与经济型情景之间。     

基于栅格的分布式超渗产流水文模型构建及比较

利用具有物理机制的Green-Ampt下渗方法并考虑降雨间歇土壤含水量再分配计算栅格内产流;同时考虑河道排水网络的水量交换,采用逐栅格的Muskingum-Cunge演算法进行汇流,构建了基于栅格的分布式超渗产流水文模型(Grid-GA模型).同时还建立了基于子流域的Green-Ampt水文模型、以及增加超渗产流机制的新安江模型.将这3个模型以及新安江模型应用于半湿润的沂河高里流域,结果表明,4个水文模型均能很好地进行水文过程的模拟,证明所构建的模型结构合理.