感潮河道水环境容量理论及计算的若干问题

介绍了感潮河道水环境容量理论及计算的研究现状,分析了存在的主要问题,提出了开展闽江下游河道水环境容量研究的初步设想.     

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。     

太湖流域主要入湖河道污染物通量研究

利用经率定验证的太湖流域平原河网地区河道水量、水质计算模型以及太湖流域废水负荷模型,根据1995年(丰水年)、1988年(平水年)、1971年(枯水年)的水文资料,以及1995年太湖流域各主要河道纳污量资料,计算了各典型年不同季节入太湖河道的入湖水量和水质浓度,由此计算出太湖流域河网区各主要入湖河道污染物入湖量,并结合河网中水的流向,得出入湖河道污染物通量的综合影响结果：直湖港最大,主要输送无锡地区的污染物．     

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.     

“引江济太”工程背景下河网稀释净污需水计算及其应用

在分析河网水体稀释容量和自净容量的基础上，以太湖流域“引江济太”工程为契机，探讨河网水系污染物稀释扩散和截留净化规律，建立河网稀释净污需水量的计算模式，给出引水总量和流量确定的方法．以张家港市引长江水改善市区河网水环境工程为例，研究引长江水改善水环境的总体方案和实施的可行性，运用河网一维水量水质模型，分析计算各种引水方案，并进行引水效果预测评估，确定了张家港市区河网的引水量和引水方案，为“引江济太”工程的实施提供理论依据和技术支持．     

山西汾河水库水环境容量与需水量分析

可利用容量是环境科学研究中的一个重要问题,也是一个实际问题.本文根据水环境容量数学模型,结合汾河水库的实际水情,建立了汾河水库的水环境数学模型,并在2001年~2010年10年期间在4个检测地点取样分析和结合期间的水文检测数据的基础上对汾河水库的水环境容量进行了分析,目的是测算汾河水库及上游河道的水环境容量.结果表明:⑴水环境容量方面,汾河水库上游河道能容纳的Ⅴ类污水最大为河道流量的26%,汾河水库最大容纳Ⅴ类水为每日41×104m3;(2)汾河水库上游河道的水土流失和库区本身的因素导致了库容量的降低,加之水库干流水质的不断恶化,导致了水环境容量的减弱.因此,强化汾河水库上游流域的生态环境保护和扩大库区容量是解决当前汾河水库水环境容量问题的有效途径.     

两种水环境自净容量计算方法的比较

目的 根据陕西省水环境容量的现状,研究准确计算陕西省水环境自净容量的方法.方法 以陕西省为例,在不同设计流量下,通过计算自产水资源的自净容量及客水自净容量两种方法,计算水环境自净容量.结果 陕西省水环境容量(COD)采用自产水自净容量计算其结果比综合考虑自产水和容水自净容量大4倍以上.结论 经过比较计算,采用自产水资源作为基础,不考虑客水自净容量,计算水环境的稀释容量及自净容量的方法较为合理并符合实际情况,以此方法控制和分配水环境容量,可有效控制和改善当前河流下游污染严重的状况.     

太湖水网地区河网调蓄能力分析

平原地区一般河网密度高,河道比降小,水流流泄不畅,极易造成内涝灾害.但由于河流众多,水面面积大,河网的调蓄能力也相当可观.以太湖流域1991年特大洪涝灾害为例,采用河道非恒定流的计算方法,分析太湖河网的调蓄水量.经计算表明,太湖流域的河网调蓄水量约为太湖调蓄水量的50%,对缓解太湖洪涝灾害起着重大的作用     

渭河陕西段水环境容量研究

运用一维稳态水质模型和水环境容量模型,采用段首控制高功能区和段末控制低功能区相结合的方法计算渭河陕西段水环境容量。根据水质、水文监测资料和沿岸排污情况,计算了丰水年、平水年、枯水年各频率年COD的水环境容量。水环境容量计算结果与渭河现状排污量进行对比,得出渭河陕西段中下游现状排污量已远超出功能区段的水环境容量,结合排污资料对污染严重功能区COD进行削减以及对削减量进行分配。     

区域水环境－经济系统建模的原则和方法

讨论了区域水环境－经济系统建模的原则；提出了适用于非平稳社会经济系统的两步预测校正和系统动力学相结合的建模方法；推导了宏观估算平原河网地区水环境容量的简化方程组；给出了本文原则和方法在苏南太湖水系水环境经济系统协调发展宏观对策研究中的应用。     

太湖限制排污总量及其管理应用研究

污染物总量控制是指导流域污染源治理和改善湖泊水环境质量的重要措施,基于特定水文条件计算得到的总量控制成果,尽管应用偏安全,却无法反映自然水文过程的动态变化,也不适应污染源全面控制的需要,因此进行湖泊限制排污总量动态变化分析并提出环湖分区入湖水质浓度控制要求,既适应了湖泊自然变化特征,又可以满足流域污染源全面控制与入湖污染负荷定量化管理的实际需要。本文分析了湖泊纳污能力的动态变化特征,提出选择典型水文年和将湖泊与环湖河道作为一个整体进行模拟是进行湖泊限制排污总量核算的关键,并以枯水年作为代表水文年,采用二维数学模型进行了近期太湖纳污能力动态变化模拟及限制排污总量核算,并基于近期太湖限制排污总量研究成果,提出环太湖分区逐月入湖水质浓度的平均值在经过简单的技术修正后,可作为近期太湖各分区入湖河道的水质控制浓度要求,为太湖流域近期水环境定量化管理提供了技术支撑。     

利用同位素质量守恒原理估算太湖河网受水量

为配合太湖流域管理局开展的"太浦河调水改善下游及黄浦江水质试验"研究,利用水量平衡与同位素质量守恒原理构建了河网地区水量分配模型,以解决太湖通过太浦河泄水时河网区(两省一市)的受水量或受水比例问题.模型计算结果表明,利用落潮时的同位素丰度计算的两省一市的受水比例与实际监测成果较为接近.在优化站点、取样频次和取样时间后,该模型具有快捷、简便和经济的特点,可以用来近似估算河网区不同地点的受水量,但其精度有待进一步检验.     

太湖流域超标特大洪水风险预警系统建设及应用

为做好超标洪水调度、保障流域防洪安全,开发建设了由基于水文水动力学耦合的超警超保风险区域预警模型与基于水文学法的洪水淹涝风险快速评估模型共同组成的超标特大洪水风险预警系统,该系统在太湖流域预报调度一体化系统中通过智能交互方式进行模型与系统的紧密集成,实现了预报调度成果的可视化。基于水利一张图的超警超保与淹涝动态展示,实现了预报产品从点到面、从常规预报到影响预测的突破,以及洪水风险由静态评估向实时快速动态分析的转变。应用结果表明：系统在2020年太湖流域性大洪水中累计发布超警超保风险提示39期、洪水淹涝风险评估4期,预测结果与实际基本一致,为科学调度防御超标洪水提供了技术支撑,避免了江苏省苏州市3万多的人员转移,有力保障了太湖流域防洪安全。     

江苏省主要湖泊水功能区划与水质达标分析

按照水功能区划的原则和方法,在江苏省洪泽湖、太湖、骆马湖、白马湖、高邮湖、宝应湖、邵伯湖氵、鬲湖、长荡湖、石臼湖、固城湖11个主要湖泊水域上共划分了23个水功能区,其中有13个保护区、5个饮用水源区、4个渔业用水区、1个景观娱乐用水区,并对水功能区进行水质达标评价分析,提出对水功能区实施纳污总量控制、排污口的设置、水质监测及调整等具体管理措施.     

1954—2013年太湖水位特征要素变化及成因分析

采用1954—2013年的逐日水位资料,系统分析和比较了太湖年内最高水位、最低水位及年平均水位共3种水位特征要素的年际变化规律,结合太湖流域降水资料和工程引水资料,揭示了导致三者发生阶段性变化的控制性因素。结果表明:(a)1954—2013年,太湖年内最高水位总体上不具有显著的变化趋势,其年际变化主要受控于汛期降水的年际周期性振荡;太湖年内最低水位、年内平均水位均具有显著的上升趋势,尽管两者在2000年之前的年际变化主要受控于太湖流域降水丰枯振荡,但在2000年之后的“引江济太工程”等大规模引水活动已成为两者在流域降水整体偏枯情况下仍保持较高水平的主导性因素。(b)沿江引水使太湖的年内最低水位出现时间的季节性分布特征发生了明显变化。     

引江济太调水试验工程对黄浦江上游水环境的影响分析

太湖流域水质型缺水明显．初步分析引江济太调水试验工程对太湖流域和上海黄浦江水资源水环境的影响,认为实施引江济太调水试验工程,是流域经济社会可持续发展的总体要求,有利于流域水资源调度管理和配置,有利于黄浦江水源地的保护．     

太湖流域2016年、1991年大洪水对比分析

采用数理统计方法比较分析太湖流域2016 年、1991 年2 场大洪水对应的降水、水位、洪水蓄 泄及工程调控情况,结果表明:(a) 这2 个年份致洪降水发生日期和降水总量十分接近,但在时程 分布上差异明显,2016 年致洪性降水较1991 年对流域防洪更为不利;( b) 受降水影响,1991 年洪 水期太湖水位具有2 次明显上涨过程,而2016 年太湖水位系连续上涨;(c)在2016 年洪水期,作为 太湖水量主要来源的湖西、浙西入湖水量明显超过1991 年,且湖区降水量也明显大于1991 年,这 是导致太湖最高水位超过1991 年的重要原因;( d) 因治理太湖骨干工程的建成,2016 年流域洪灾 损失占GDP 的比重远低于1991 年。     

引江济太调水工程对太湖水动力的调控效果

为研究引江济太调水工程对太湖水动力调控所产生的效果,采用数学模型对其水动力进行模拟.利用环境流体动力学模型(EFDC模型),以湖体水龄(描述湖泊水体交换速率的参数)为研究对象,系统地研究引江济太调水工程对太湖水动力的调控情况.结果表明:(a)引江济太调水工程对太湖湖体水动力过程的作用效果很大程度上取决于风速、风向以及出入湖的流量;(b)太湖湖体水龄的分布具有很强的时空异质性,夏天的平均水龄约为130d,其他季节的平均水龄约为230d;(c)太湖地区夏天的主导风向——东南风能够促进东部湖区(无锡、苏州水源地所在地)和梅梁湾湖区(太湖重污染区)的水交换,改善水体运动条件;(d)望虞河入湖的最经济调水流量为100m3/s.