黄河内蒙古段水污染事故应急预警模型研究

黄河内蒙古段由于污染企业众多,面临突发水污染事故的风险.但由于河流地形复杂和可获取资料的有限性,水污染应急预警模型研究尚处于起步阶段.基于EFDC数学模型建立了内蒙古巴彦高勒至头道拐河段水污染应急预警模型,利用三湖河口水文站的实测水位数据验证了模型的可靠性,并分析了该河段的水流特性.不同季节典型时段的突发事故应急时间显示,春季由于春汛影响上游污染负荷到达河段中部的应急时间为10d,到达头道拐断面为30d;在夏季上游污染负荷到达河段中部需要15d,到达头道拐断面需要40d,而秋季应急时间介于春季和夏季之间.特定突发污染负荷条件下3种不同应急处理措施的模拟结果显示,最不利措施下,污染云团形状在5d、15d、25d的纵向影响范围分别为70km,150km,200km,应急处理措施对应的衰减系数对于污染云团的浓度峰值具有决定性作用.研究结果为黄河水污染事故的应急预警提供了科学依据.     

印尼百通热电站温排水数值模拟

沿海热电站在运行中,以冷却水为载体将大量的废热排放到海洋中,在改变附近海域流场的同时,还会在局部海域形成高温区,一方面导致取水口水温增高,降低冷却效率,另一方面也会对海洋生态环境造成不利影响.本文采用平面二维数学模型对印尼百通热电站附近海域的温度场进行模拟,对取水口附近的温升过程和等温线包络面积进行了分析,为印尼百通电站的环境影响及对策研究提供了参考依据.     

利用天然泥沙去除水体中重金属影响因素分析

重金属在水体中有很强的吸附性,可利用天然泥沙的吸附作用去除水体中重金属,但吸附剂、吸附质以及环境介质条件对吸附量和去除率(K)有很大影响.本文利用相关文献数据,进行标准化处理后,采用曲线拟合的方法,分别分析了污染物初始浓度、泥沙含量、泥沙粒级、pH值、温度、离子强度等影响因素对K的作用规律,结果显示:(1)初始浓度、泥沙颗粒粒径、离子强度值越大,K越低;(2)泥沙含量越高,K越高,并存在最佳泥沙含量值;(3)pH增大,K增大,曲线分快、平、快三阶段;(4)温度越高,K呈线性增长.在此基础上本文建立了影响因素与K间的综合模型,验证结果显示计算值与实测值间相对误差为0.21%—3.57%.该模型可为去除水环境中重金属的工程条件优化提供参考依据.     

淮南市水厂取水口水质指标预警研究

根据淮河淮南段河道水动力条件和污染物排放情况, 基于水环境模型模拟了淮南市取水口在不同季节水质指标的变化情况, 分析了出现污染事故时各水厂取水口的应急反应时间。结果表明, 在满足地表水三类水质标准条件下, 在枯水期和丰水期上游入口监测断面的水质指标要求分别为COD 27.5和21.0 mg/L, NH₃-N 0.65和0.97 mg/L, Ecoli 10490和10050个, TN 1.05和1.01 mg/L, TP 0.21和0.20 mg/L。上游入口污染负荷突然增加时污染物到达各取水口的应急反应时间不同, 其中最接近监测断面的李咀孜水厂在枯水期和丰水期分别为1.275和0.216天。研究成果可为淮南市水污染事故预警和应急反应提供决策支持。     

自然灾害胁迫下的少数民族地区可持续发展评估模型

由于恶劣的自然地理条件和薄弱的社会经济基础,少数民族地区频繁的自然灾害对社会经济和生态环境系统造成非常不利影响．本文简要介绍了少数民族地区的自然灾害特点,提出了自然灾害对社会经济和生态环境巨系统影响的评估指标体系,并给出了自然灾害胁迫下的少数民族地区可持续发展评估模型,为少数民族地区防灾减灾提供了依据．     

河流突发污染事故下游城市应急响应时间预测——以淮河淮南段为例

河流水环境突发污染事故对下游城市供水安全造成严重威胁,随着事故发生风险提升,沿河城市均需制定应急预案,而应急响应时间是预案制定的基础数据.本文以淮南市为例,建立淮河淮南段水动力与水质模型并进行突发污染事故模拟研究.根据不同季节的水文条件确定模型参数,定量模拟了突发水污染事故发生后各水厂取水口污染物浓度变化过程,并对各水厂取水口应急响应时间进行了预测.结果表明:各水厂取水口应对突发水污染事故的响应时间及事故影响时间受上游来流流量的影响较大,丰枯水期差异明显.在枯水期,各水厂对于污染事故的响应时间为2.52—6.83d,污染云团对各水厂取水口的影响时间分别接近或达到3d;在丰水期,各水厂对于污染事故的响应时间为0.55—1.36d,污染云团对各水厂取水口的影响持续时间平均只有0.56d.     

上海海域风浪谱分析与研究

根据上海海域四个测点的11300多且实测波面记录，经初谱估计和分析，筛选出拟合样本280多个，并求得各测站的标准化平均样本谱及4个测站的综合平均样本谱。结果表明上海海域的风浪谱都呈现双峰谱型，且其低频部分的能量比重约为15％－20％。因此，经过多种拟合计算分析后认为：该海域拟采用JONSWAP谱与三参数谱联合或者五参数谱与三参数谱联合进行拟合较为合适，同时提出了适用于上海海域的双峰谱型及其相应参数，可作为上海海域沿海建筑物的不规则波设计的备选谱型，对我国其他类似海域也有一定的参考价值。     

深圳湾水环境特性及其突发污染负荷响应研究

为深入研究深圳湾的水环境特性,提高污染事故的应急决策能力,基于EFDC模型建立了深圳湾水质模型;计算值和实测值具有较好的一致性,证明了该模型的有效性和可靠性;利用该模型模拟了深圳湾在潮周期内水环境指标的时空分布规律,结果显示水环境指标浓度和潮汐特性具有较强的相关性;提出了复杂流动情况下利用示踪剂长期变化趋势估算水力停留时间的方法,得到深圳湾整体水力停留时间为12.61d;讨论了特定情况下突发污染负荷的水环境响应特点,对3种不同应急处理措施的实施效果进行预测和评估,为深圳湾水环境保护提供了必要的依据.     

激波捕捉格式求解复杂床面浅水方程的源项处理

为了解决激波捕捉格式应用于浅水模拟所带来的源项,尤其是底坡项的处理这一难点问题,建立了一种边界条件给定简单的方法。采取构造单元内部流动变量分布的手段,避开了对底坡项的直接处理,综合了常用的Godunov型通量差分裂格式(flux difference splitting,FDS)和LeVeque波传播方法的思想。通过与"人工渗透法"相结合,该方法被应用于存在移动的干湿边界的情况。对两个有解析解和一个有实验观测数据的算例进行了模拟,模拟结果与解析解或观测数据吻合良好。该方法可有效处理复杂地形变化的二维浅水流动。     

激波捕捉格式求解复杂床面浅水方程的源项处理

为了解决激波捕捉格式应用于浅水模拟所带来的源项,尤其是底坡项的处理这一难点问题,建立了一种边界条件给定简单的方法。采取构造单元内部流动变量分布的手段,避开了对底坡项的直接处理,综合了常用的Godunov型通量差分裂格式(flux difference splitting,FDS)和LeVeque波传播方法的思想。通过与“人工渗透法”相结合,该方法被应用于存在移动的干湿边界的情况。对2个有解析解和1个有实验观测数据的算例进行了模拟,模拟结果与解析解或观测数据吻合良好。该方法可有效处理复杂地形变化的二维浅水流动。