基于AQUATOX的景观水体水生态模拟及生态修复

针对城市景观水体富营养化问题,以华北某生态小城镇(HM镇)内的景观湖泊为研究对象,建立了基于利用AQUATOX的水生态模型,对景观湖泊富营养化与水生态系统的相互关系进行了研究.根据模拟结果确定了景观湖泊中需要改善和控制的水质指标与富营养化藻类,并对植物和动物修复的生态修复方案进行了对比分析.研究结果表明,AQUATOX可以模拟景观水体的水生态变化过程和水质状况,为景观水体的生态修复和水质管理提供依据.     

基于log2logistic 概率分布的近海水质组合预测方法研究

通过多种预测方法的综合运用,提出一种依据环境监测数据的近海水质组合预测方法,力求在降低计算难度的同时,提高预测精度.首先,依据入海水体的情况,采用BP神经网络法对近海水质进行因果型预测,预测平均误差为26.46%;其次,采用傅立叶8次级数对近海水质历史数据进行拟合,并将其延伸对近海水质进行类比型预测,平均误差为38.33%;最后,确定近海水质数据符合log-logistic的概率密度函数,提出将上述两种预测结果的概率密度作为其组合权重的近海水质组合预测方法,平均误差降低为21.20%.应用表明,该组合预测方法避免了机理性研究对众多基础数据的要求,原理简单、实用性强,能够为环境管理提供决策支持.     

城市供水系统优化运行模型的研究

鉴于城市供水系统中产水与配水的费用关系和系统优化理论，将整个城市供水系统中各水厂处理工艺优化运行与管网优化调度作为一个系统优化问题加以考虑，从取水到配水进行统筹优化，提出了同时包含产水和输配水的供水系统优化运行模型的概念并建立了相应的数学模型，经过试算发现，该模型在现有生产条件和生产习惯的前提下，可大幅度降低整个供水行业的生产费用，具有显著的社会和经济效益。     

基于分形理论的城市日用水量预测方法

针对城市日用水量呈现周期性和自相似性的特点，通过对分形理论的研究，提出了基于分形拼贴定理和分形插值函数迭代过程的城市日用水量预测方法．该方法根据分形拼贴定理，由基于仿射变换的分形插值方法求取一个与历史日用水量记录相近的迭代函数系，建立分形预测模型，对城市日用水量进行预测．首先根据日用水量具有以周为周期的特点，应用相似日拟合模型对日用水量进行预测，平均预测误差为2．06％；然后根据日用水量具有以月为周期的特点对日用水量进行预测，平均预测误差为2．94％．应用表明，该方法实用性强，能够为城市供水优化调度提供决策支持．     

城市供水管网物理模型构建方法

依据水力相似原理,提出了构建与实际压力供水管网等效的变态物理模型的理论方法．在物理模型与管网原型变态几何相似的前提下,结合欧拉变态相似准则和管段水头损失公式,得到压力供水管网与其变态模型的主要物理指标之间的关系．同时进行管段实验,考察了管段原型与变态模型的运行工况,理论与实验结果间的平均相对误差为9．8％．运用管网模拟软件EPANET建立了华北某区域实际管网的变态物理模型,结果表明,管网原型与物理模型的对应管道流速和对应节点水头的平均相对误差分别为3．05％及0．053％,证明了物理模型构建理论的正确性和可行性．     

自控阀在给水管网中布置方法的研究

提出了一个通过管网水力计算在管网中实现自控阀合理布置的方法。将自控阀的局部水头损失引入管网水力计算当中，计算自控阀在每个管段不同开启度条件下对管网压力变化的影响程度，提出管网影响度的概念。并以实例管网进行验证，得出了自控阀在管网中合理布置的一般原则。研究证明，该方法具有实用、简便、易于操作等特点，非常有利于在供水企业中的应用。     

溴离子对预氯化和常规水处理工艺中消毒副产物的影响

为了解低质量浓度溴离子对饮用水中消毒副产物的影响,以天津市某给水厂的水源水作为实验对象,模拟整个给水处理厂工艺流程,研究了溴离子质量浓度对预氯化和混凝沉淀、过滤、消毒等水处理工艺出水中受管制的三卤甲烷(THMs)和卤乙酸(HAAs)质量浓度变化的影响,并分析了溴离子质量浓度(50～200μg·L-1)对不同水处理工艺中溴在THMs和HAAs中分配的影响.结果表明:随着溴离子质量浓度的增加,各工艺出水中的溴代三卤甲烷和总THMs的质量浓度均有一定程度的上升,三氯甲烷质量浓度则有所下降;二溴乙酸、一溴乙酸的质量浓度也有不同程度的升高,一氯乙酸质量浓度基本保持不变,二氯乙酸(DCAA)、三氯乙酸(TCAA)质量浓度逐渐下降,且各工艺出水中的DCAA和TCAA质量浓度均远高于其余几种HAAs的质量浓度;各工艺出水中THMs和HAAs的溴结合因子均升高.但是在本文设定的溴离子质量浓度变化范围内,各工艺中溴在THMs和HAAs中分配的比例分别为72%～79%和21%～28%,表明溴离子在低质量浓度情况下,对溴在THMs和HAAs中分配影响不大,且仅预氯化和消毒改变了氯代和溴代消毒副产物的比例.     

神经网络法建立城市供水管网宏观模型的研究

根据城市供水管网宏观模型理论，采用神经网络法建立了神经网络管网宏观模型，并成功的运用于管网工作状态的动态模拟；在此基础上，综合运用多种计算机技术，编制了界面化、实用性很强的管网工作状态模拟软件。结果表明，该方法和编制的相应软件较以往方法更准确、更简单，便于洪水企业的推广应用。     

地统计学用于近海有机物浓度估值的研究

通过对地统计学的研究和地理信息系统（GIS）软件的应用，提出了一种基于环境监测数据的估计近海有机物浓度分布的新方法、首先，在GIS环境中建立监测站位和功能区两个专题图层；然后，对监测站位的COD数据进行地统计学分析，确定研究海域有机物分布的空间结构特征；以此为基础，采用普通克里格法对有机物浓度进行空间插值，并将结果显示在GIS软件中，从而得出整个研究海域的有机物分布情况．通过实例分析表明，该方法避免了复杂的模型计算，原理简单、实用性强，有利于在近海环境管理中的试用．     

三氯生的水质基准推导及其对渤海湾近岸海域的生态风险

三氯生(triclosan,TCS)是一种典型的药品与个人护理品(pharmaceuticals and personal care products,PPCPs)类物质,因其高效广谱性,常作为多种杀菌消毒剂的主要成分.TCS对于人体及部分水生生物在不同层次上的毒性已经得到证实,且由于其具有较强的亲脂性,很容易在生物体中蓄积,而通过食物链的富集放大作用,在食物链较高等级的生物体内有可能达到相当的浓度.目前还没有国家对水体中的TCS设置浓度阈值,近年来,我国TCS的使用量巨大,且有逐年上升的趋势,并且由于处理不彻底,最终有相当浓度的TCS进入水体环境之中,具有潜在的生态风险.因此,为了解TCS对水环境的生态学影响,本研究对渤海湾近岸海域17个典型位点的污染状况进行了监测,构建了TCS在不同水环境中的物种敏感性分布(species sensitivity distribution,SSD)模型,以此为基础推导了TCS的水质基准(water quality criteria,WQC),并用商值法评价了不同水质基准条件下,TCS对渤海湾近岸海域的生态风险.通过推导得到TCS的淡水急性、淡水慢性和海水慢性水质基准分别为216 ng/L、50 ng/L和384 ng/L;17个典型位点的TCS浓度范围为ND～81.2 ng/L,检出率超过80%;生态风险评价结果显示,风险商(risk quotient,RQ)的变化范围为0～1.62.以淡水急性、淡水慢性、海水慢性水质基准为基础进行计算,17处采样点中处于中高风险的比例分别为47.06%、82.35%、11.76%.