南淝河环境容量与水质模拟研究

南淝河环境容量与水质模拟研究

纪岚[1]2004年在《南淝河环境容量与水质模拟研究》文中提出环境容量是表达环境自净能力的物理量。它反映了污染物在环境迁移转化中的基本规律和特定环境功能条件下环境污染物的承受能力。水环境容量是水质模拟和水污染防治规划的基本依据。 论文结合国家环保总局下达的课题合肥市地表水环境容量的核定,确定合肥市的主要河流南淝河的环境容量,并进行水质模拟。 本文分析了南淝河水环境的现状,根据南淝河的水文特征,选用一维稳态模型来模拟水质。根据水文和水质资料确定模型的参数。 以河段的功能分区情况为基础,利用已建立一维稳态的模型,选择段首控制法,对南淝河的主要污染物CODcr、TP和NH_3-N叁项指标在不同水情保证率下(90%、75%、50%)进行环境容量的计算,并结合实际排放情况计算出削减量和削减率。 以COD为例,根据污水中COD的处理在不同类型不同规模下的单位处理费用,结合污水回用工程,建立污水处理的费用函数,加上水质约束、生产量约束和变量约束,构成线性规划,用MATLAB程序求解各排污口的削减方式。 南淝河水环境容量的确定,可用于河流的水质模拟和预测,为实施南淝河污染物总量控制提供基础资料,为南淝河水污染控制的管理和决策提供科学依据。

纪岚, 李菁, 汪家权[2]2004年在《合肥市南淝河水环境容量研究》文中研究说明根据南淝河的水文资料,选用一维稳态模型来模拟水质。以河段的功能分区情况为基础,利用已建立一维稳态的模型,选择段首控制法,对南淝河主要污染物CODcr,TP,NH3-N叁项指标在不同水情保证率下进行环境容量的计算,并结合实际排放情况计算出削减量。南淝河水环境容量的确定,可用于河流的水质模拟和预测,为实施南淝河污染物总量控制提供基础资料,为南淝河水污染控制的管理和决策提供科学依据。

吕辉[3]2009年在《南淝河水污染控制的模糊规划的研究》文中研究表明水污染控制系统规划是现代水环境管理的基础。水质目标的划定、水体的污染轻重程度都带有模糊性。在“排放口最优化处理问题”中,经典的求解方法影响水质规划的灵活性和可靠性。因此在实际规划中,应对水质目标在满足水体功能要求的前提下赋予其弹性空间,经过模糊优化计算,所得的最优解既能满足环境要求,又能使污染物处理总费用进一步下降,而污水处理低成本运行对现阶段处于发展中城市的水环境保护来说,更具有重要的实际意义。本课题基于等标污染负荷法和集对分析对南淝河主要污染源以及水环境现状进行了评价。通过对南淝河主要污染源的评价,可知南淝河14个排放口和支流中排污最严重的是合钢二厂1#和王小郢排放口;COD_(cr)、TP、TN和NH_3-N是南淝河排污口的主要污染物,其中TP、TN和NH_3-N所占的污染负荷比较大。通过对南淝河水质现状的评价,结果显示,南淝河各断面污染严重,除西新庄断面属Ⅴ类水体外,其余13个断面均属劣Ⅴ类水体,没有达到水域规划的水质标准。在南淝河水体功能区划的基础上,确定了水质规划的近期(2010年)和中远(2015年)期目标,并选择COD_(cr)作为水质规划的污染控制因子。在规划水平年(2007年)的基础上,应用弹性系数法预测2010年和2015年排入南淝河污水和COD_(cr)的总量。以一维线性多河段河流水质模拟的排放口最优处理规划模型为基础,建立了一维多河段河流排放口最优处理的模糊线性规划模型,根据水文、水质资料计算或选取了模型参数。用MATLAB程序,在50%、75%和90%水情保证率下对南淝河进行了近期和中远期的模糊规划。规划结果表明最优污水处理总费用是随着断面水质(COD_(cr))约束条件的放宽而减小的,但费用的递减速率并不相同。最后对南淝河模糊规划模型进行灵敏度分析,结果显示该模型灵敏度低,运行可靠,精度较高。对合肥市南淝河进行近期(2010年)和中远期(2015年)的水污染控制的模糊规划,得出各排放口治污系数和污水处理费用的优化解,其结果可为南淝河水污染控制的管理和决策提供参考,同时水污染控制的模糊规划理论和方法应用在南淝河水质规划研究中也是一次有益尝试。

王睿[4]2009年在《巢湖流域水环境质量评价与水质预测模型研究》文中认为巢湖,位于安徽省中部,因形似鸟巢而得名,与洞庭湖、鄱阳湖、太湖、洪泽湖被誉为中国五大淡水湖。近年来湖泊周边污染加剧,水质严重下降,富营养化现象比较严重。本文根据巢湖2006~2007年的水质监测资料,利用模糊数学评价方法,建立巢湖水环境质量综合评价模型。评价结果表明巢湖湖体的主要污染物为氨氮和总磷,运用此方法得出的评价结果与实际监测结果基本一致。现阶段必须对流域内的污染进行有效控制,防止富营养化的加剧和恶化。在水质预测方面本文根据灰色数学理论,建立了灰色预测模型。选取南淝河入湖区2007年1至10月的监测数据,利用该模型对DO、chl_a、NH3-N、CODMn等水质指标在11月和12月期间的水质进行了模拟预测,并采用后验差法对模型进行精度分析。在论文中由于选取的水质监测数据还不够完整,直接影响预测结果;当水质指标的样本数据变化波动较大时,模型的精度和预测精度都较差。通过巢湖污染现状,对水质有一个总体把握,为巢湖环境规划、环境管理及决策者提供一个可靠的科学理论依据。用灰色预测模型预测水质的变化趋势,使人们充分认识到巢湖水质恶化问题的严峻性及开展其水环境的保护修复工作的必要性。

林芳秀[5]2012年在《南淝河董铺水库至当涂路桥段水质的数值模拟分析》文中提出南淝河是一条平时上游无来水的缺水河流,也是入巢湖的最大支流。随着合肥市经济的高速发展和人口的急剧增长及工业化迅速发展,南淝河已经受到严重污染,生态环境受到极大破坏。南淝河污染问题已严重制约着合肥市经济可持续性发展。研究南淝河水环境问题,对南淝河污染物扩散迁移的预测、污染综合治理和巢湖污染治理具有重要的意义。本文首先运用基于熵权的集对分析与叁角模糊数耦合模型,对南淝河水质进行了评价。然后探讨了RMA2模型与RMA4模型在南淝河调水数值模拟中主要参数的敏感性。最后采用以COD污染物作为污染物指标,设计了董铺水库不同调水方案,通过RMA4模型,数值模拟不同调水方案下改善南淝河水质的效果,并进行了方案比较,成果可为科学制定南淝河水环境保护措施提供借鉴。

秦晓栋, 刘晓薇, 王慧, 李如忠, 史江红[6]2018年在《基于MIKE11模型的南淝河及其支流内分泌干扰风险评价与调控》文中指出为寻求评价和调控城市河流内分泌干扰风险的有效方法,以城市河流典型代表―南淝河及其支流水系为例,运用MIKE11水动力学和对流扩散模块构建南淝河流域城市河流雌激素迁移转化模型.同时,利用该模型对南淝河水系雌激素类物质引起的内分泌干扰风险进行评价,并基于未来可达水污染控制目标提出风险控制措施.结果表明,在最优雌激素排放率情景下,约50%以上的河段具有潜在内分泌干扰风险;仅在最高排放率情景下,丰、平、枯水期分别有19%、53%和67%河段存在高风险,高风险河段集中在南淝河城区段及其支流二十埠河、板桥河和店埠河.3种削减内分泌干扰风险远近期可达情境方案分析表明:仅依靠单一的点源截污控制方案,即使在最优排放率情景下仍有近50%的河段具有潜在风险水平;通过点源截污和70%的面源排污控制相结合的调控措施,在最优排放率情景下能使所有河段处于无风险水平;在将点源和面源排污完全截留控制的远期目标下,可以基本实现预期情景下90%以上河段处于无内分泌干扰风险水平.

刘科峰[7]2014年在《合肥城区典型景观水体水环境变化特征及评价》文中认为为揭示合肥市城区主要景观水体水环境质量状况,在环城河水系选择6个典型景观水体作为研究对象,并于2012年9月~2013年7月,按每旬一次的频次采集水样。在对水样中TN、NH4-N、NO3-N、NO2-N、TP、PO4-P、COD、Chl-a浓度及pH值、电导率(EC)和水温(WT)等指标分析测试的基础上,解析各景观水体水环境时空变化特征,并对各景观水体水环境质量状况及富营养化程度进行评估,提出了景观水体富营养化防治的措施和建议。主要研究内容及成果如下:(1)水环境时空变化特征分析表明:除了包河公园、逍遥津公园水体氮磷污染相对较轻外,其它景观水体氮磷污染相对较为严重,有的氮磷浓度甚至远超过《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》中的V类水标准值;根据各景观水体TN/TP比值,初步判定雨花塘、黑池坝水体处于磷限制性状态,逍遥津公园则为氮限制性状态。(2)相关分析表明,TN与NH4-N、TP与PO4-P呈极显着正相关,相关系数高达0.864和0.989;聚类分析将污染相对较为严重的黑池坝和南淝河水体归为一类,其余4个封闭程度较高的水体归为另一类;由主成分分析可知,TN、NH4-N、NO2-N和COD主要受第一主成分支配,pH和NO3-N受第二主成分支配;方差分析(ANOVA)表明,作为流动水体的南淝河在很大一部分指标上与其它景观水体存在显着的差异性,而在封闭程度较高的景观水体之间,差异性较大的指标明显偏少。(3)采用基于熵权的六元联系数对景观水体水环境质量进行评价,结果表明,包河公园与逍遥津公园为Ⅳ类水体,雨花塘水体为Ⅴ类水质,银河公园、黑池坝和南淝河为劣Ⅴ类水体。(4)根据OECD富营养化单因子(Chl-a)评价标准,除银河公园水体属于严重富营养化外,其它各个水体均属富营养化水平;根据营养状态指数EI和综合营养状态指数TLI,同样得到各景观水体基本都处于富营养化状态,且水体富营养化严重程度排序大体相同,即银河公园>南淝河>黑池坝>逍遥津公园>雨花塘>包河公园。

许甘芸, 陈骏[8]2013年在《城市河流生态环境修复探讨——以合肥南淝河为例》文中指出本文在研究国内外现有的对城市河流生态景观研究的基础上,通过对南淝河生态环境的修复,将南淝河的生物、植物群落一起融入城市公共空间,形成人与水相和谐的生态环境,成为合肥市的生态景观廊道。

慈曾福, 吴宏满, 王育来, 杨长明[9]2018年在《南淝河表层沉积物有机磷含量及形态分布特征》文中认为[目的]明确南淝河不同采样点底泥中不同形态有机磷沿程分布特征。[方法]以典型城市重污染水体—南淝河城区段表层沉积物为研究对象,采用修正的Bowman-Cole方法考察了有机磷(OP)不同形态[包括活性有机磷(LOP)、中稳性有机磷(MSOP)、高稳性有机磷(HSOP)和中活性有机磷(MLOP)]的分布特征。[结果]在南淝河城区段表层沉积物中,MLOP与LOP含量较高,且MLOP为有机磷的主要形态。同时,沉积物中TOC含量影响了沉积物中有机磷形态特征,TOC含量较高,MLOP与LOP含量也随之增加。[结论]南淝河沉积物中,MLOP与LOP的含量较高,具有较大的潜在生态风险,且有机质对MLOP与LOP的影响较明显。

吴鹏豹[10]2016年在《城乡梯度带上河流沉积物钙富集特征及其对磷行为的影响》文中提出城市是人类活动最为密集的区域之一,空间上的扩张与人口的聚集导致了城市一系列的环境问题,比如营养元素的过量排放、重金属和各种有机污染等。城市的高强度人类活动也可能改变某些常量元素的分布,从而影响微量污染物的化学行为。钙是受城市化影响较为显着的常量元素之一,人为来源的钙在城市的富集可能对环境中其它元素的赋存形态、迁移、转化过程产生一定影响。关于自然因素导致的钙富集如何影响水体磷素的地球化学过程,已有较多的研究。然而,人为因素导致富集的钙在形态、理化性质等方面有别于自然条件下富集的钙,其以何种方式、在何种程度影响水体中磷的环境行为等关键问题,目前还鲜有报道。本文以城市化程度较高的秦淮河和南淝河为主要研究对象,在两条河流城乡梯度带上分别沿程采集33和20个表层沉积物(0-5 cm)样品,测定了上覆水的部分水质指标和沉积物基本理化性质。采用SEDEX磷分级方法,分析了沉积物易交换态磷(LP)、易还原态磷(FeP)、自生钙结合态磷(CaP)、碎屑钙磷(DeP)和有机磷(OP)组分。通过沉积物磷等温吸附实验,获取了沉积物磷吸附过程的关键参数。同时利用卫星影像,解译了研究区的土地利用类型,收集了秦淮河流域内表层(0-20 cm,693个)与深层(150-200 cm,174个)土壤CaO含量数据,旨在揭示城市化与表层土壤、河流沉积物钙富集的关系,阐明沉积物磷在城乡梯度带上的分布特征以及与人为源钙的作用机制,探究钙富集对沉积物磷源汇功能变化的影响。主要研究结果及结论如下:(1)受成土母质影响,秦淮河流域表层与深层土壤CaO含量均呈自西北向东南方向递减趋势,平均含量分别为0.88%和0.77%。通过对比表层与深层土壤CaO含量,结果显示城市化导致的钙富集主要集中在南京市主城区。城镇用地对表层土壤总钙的平均贡献率为5.4 g kg-1。在城乡梯度带上,南淝河与秦淮河沉积物CaO含量均随着沿岸城市化程度的增加而增加,其平均值分别为2.90%和2.63%。通过分析沿岸缓冲区内土地利用类型和沉积物CaO含量的关系,发现沿岸非居民区建设用地是南淝河沉积物钙富集的主导因素,而居民区用地是秦淮河沉积物钙富集的主要因素。利用秦淮河上、下游河段受城市化程度影响的差异性,计算出城市化对秦淮河下游河段沉积物总钙的平均贡献率为59%。(2)秦淮河沉积物总磷(TP)含量在城乡梯度带上随着沿岸城市化程度增加而增加,其平均值为1612.9 mg kg-1。南淝河受下游点源排放及支流汇入影响,沉积物TP在城乡梯度带上分布较为复杂,其平均含量高达3008.4 mg kg-1。各形态磷组成上,南淝河与秦淮河沉积物均以FeP占比最大,CaP次之,LP最小。在城乡梯度带上,秦淮河沉积物除DeP,其余各形态磷含量均随沿岸城市化程度增加而增加。南淝河沉积物LP和OP含量随着沿岸城市化程度增加而增加,FeP含量随城市化程度增加而减小,CaP与DeP含量与沿岸城市化程度变化无显着关系。(3)城乡梯度带上,南淝河沿岸居民区用地由于生活污水的排放,直接提高了沉积物OP和总氮(TN)含量。沿岸耕地由于向河流输送大量富铁铝氧化物颗粒,促进了沉积物磷向FeP的转化。沉积物CaP和DeP含量与南淝河沿岸缓冲区内的各用地类型并无显着相关关系。由于合肥市的大量磷输入,南淝河沿岸各用地类型对沉积物TP含量无显着影响。(4)秦淮河下游河段受城市化影响强烈,沉积物FeP占比有所下降,而总钙结合态磷(CaP+DeP)占比上升。同时,沉积物钙与LP、CaP、DeP和TP含量呈显着正相关关系,表明钙富集可促进秦淮河沉积物磷向钙结合态磷的转化。秦淮河此种人为成因钙与磷的可能作用机制为,在沉积物间隙水中磷酸根离子首先与含钙矿物释放的钙离子结合,形成弱稳定性磷酸钙盐(LP)。一定条件下,这些弱稳定性连酸钙盐部分转化为亚稳定性钙结合态磷(CaP)。在长时间尺度上,一部分亚稳定性钙结合态磷可进一步转化为稳定性磷(DeP)。(5)城乡梯度带上,南淝河与秦淮河沉积物磷源汇功能表现为,上游河段沉积物向水体释放磷,而下游沉积物则与水体磷基本保持平衡或向水体吸附磷。整体上,当南淝河与秦淮河上覆水溶解态活性磷(SRP)浓度低于0.50 mg L-1时,沉积物开始向水体释放磷。沉积物钙含量与其最大吸附量(Qm)、本底吸附磷(NAP)呈显着正相关,表明南淝河与秦淮河钙富集可一定程度增加沉积物吸附容量。此外,沉积物钙含量与沉积物零吸附平衡浓度(EPCo)也呈显着正相关,说明钙富集并不能有效降低南淝河与秦淮河沉积物磷的释放风险。然而,沉积物铁、铝氧化物(Fe2O3) Al2O3)含量与EPCo成显着负相关,表明它们可有效降低南淝河与秦淮河沉积物磷的释放风险。同时,当沉积物铁、磷质量比(Fe:P)大于50.4时,沉积物磷的释放风险迅速降低。

参考文献:

[1]. 南淝河环境容量与水质模拟研究[D]. 纪岚. 合肥工业大学. 2004

[2]. 合肥市南淝河水环境容量研究[J]. 纪岚, 李菁, 汪家权. 安徽大学学报(自然科学版). 2004

[3]. 南淝河水污染控制的模糊规划的研究[D]. 吕辉. 合肥工业大学. 2009

[4]. 巢湖流域水环境质量评价与水质预测模型研究[D]. 王睿. 合肥工业大学. 2009

[5]. 南淝河董铺水库至当涂路桥段水质的数值模拟分析[D]. 林芳秀. 合肥工业大学. 2012

[6]. 基于MIKE11模型的南淝河及其支流内分泌干扰风险评价与调控[J]. 秦晓栋, 刘晓薇, 王慧, 李如忠, 史江红. 环境科学学报. 2018

[7]. 合肥城区典型景观水体水环境变化特征及评价[D]. 刘科峰. 合肥工业大学. 2014

[8]. 城市河流生态环境修复探讨——以合肥南淝河为例[J]. 许甘芸, 陈骏. 科技信息. 2013

[9]. 南淝河表层沉积物有机磷含量及形态分布特征[J]. 慈曾福, 吴宏满, 王育来, 杨长明. 安徽农业科学. 2018

[10]. 城乡梯度带上河流沉积物钙富集特征及其对磷行为的影响[D]. 吴鹏豹. 南京大学. 2016

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