改善深圳河水质的补水方案及生态影响初步分析

深圳河旱季天然径流量小而污染负荷高,为了改善河流水质,在削减入河污染物的同时有必要采取补水措施。利用水质模型,计算了不同污水处理率下,分别以污水资源化再生水、珠江口海水和大鹏湾海水为补水水源时,深圳河达到基本不黑臭所需的补水量。讨论了补水方案对河流水质、盐度、水动力条件的改变及其对生态系统的影响。研究表明,引海水对河流生态系统的冲击不容忽视,而污水资源化是较优的补水方案。

基于水动力学数学模型的海湾填海岸线选择

海湾填海岸线的选择往往因顾及围垦面积、防洪、港口与航道以及生态诸方面对水动力学条件的不同要求而变得非常复杂。本文利用水动力学数学模型 ,以深圳湾为例研究了五种填海方案下的纳潮量、流场、潮位等海湾水动力条件的变化 ,讨论了流速、潮位变化对防洪、港口航道和红树林自然保护区的影响。在此基础上比较了岸线方案 ,指出了在考虑不同水动力评价指标时对应填海方案的优劣。分析表明 ,方案优劣次序因满足的对象不同而有所差异 ;为了最大程度地满足诸对象的要求 ,需要通过综合比较 。

人造板甲醛释放影响因素的环境箱试验与模型研究

采用环境箱试验与数学模型模拟人造板中甲醛的释放过程,探讨温度、湿度、封边处理、材质等因素对甲醛释放的影响.环境箱实验表明,随环境温度增加或湿度增加,甲醛初始释放量增高;人造板封边后甲醛释放率明显减小;3种材质的人造板甲醛释放速率依次为中密度板>刨花板>大芯板.经验衰减模型与物质传输模型的对比分析表明,物质传输模型比衰减模型更有利于解释环境箱试验结果。

室内环境中挥发性有机物释放过程的数学模型

根据组成结构,将室内环境中释放挥发性有机物(VOCs)的建筑装饰材料划分为单层干材料、单层湿材料、多层组合材料等类型,总结了这三种材料的VOCs释放特征、传输过程和数学模型研究现状,分析了模型的特点和适用范围,指出了模型研究发展的趋势,对应用中模型的选择提出了指导性建议。

基于泥沙数学模型的海湾填海岸线选择

泥沙运动特征的变化及其对港口航道的影响是大型海岸工程实施时需要考虑的主要问题。由于海岸生态系统往往对泥沙冲淤的变化非常敏感 ,生态评估也逐渐成为工程规划及方案可行性论证研究的重要内容。本文利用泥沙数学模型 ,以深圳湾为例研究了五种填海方案造成的海湾来沙量、含沙量和泥沙冲淤分布的变化 ,讨论了泥沙淤积速率的变化对港口航道和红树林生态系统的影响 ,并通过岸线方案的对比指出了在分别考虑各种泥沙评价指标时对应的五种填海方案的优劣。定量分析表明 ,不同评价指标对应的方案优劣次序有所差异 ,协调多种指标要求的综合优化岸线可以通过比较各种方案后给出。

感潮河流环境需水量预测及敏感性分析——以深圳河为例

以深圳河为研究区域,应用一维非恒定水质模型计算了感潮河流的环境需水量,并针对污染负荷、补水水质、潮汐和污水厂尾水处置等因素对环境需水量的影响进行敏感性分析.结果表明,随着污染负荷和补水本底污染物浓度的增加,环境需水量分别成近似线性和指数函数增加;大、小潮时深圳河的环境需水量差别不大,但涨、落潮的影响却不能忽略;将污水厂尾水输送到流域外排放或将尾水资源化后作为河道补水可以大大减少环境需水量.因此,掌握环境需水量的变化规律,对于感潮河流水环境综合治理中截污、补水、污水厂尾水处置等方案的决策具有重要的指导意义.

确定海湾填海优化岸线的综合方法

填海工程对区域生态环境有多方面的影响 ,需要在新岸线确定时采用综合模型来全面评价各种影响并协调多个目标的需要。本文以深圳湾为例 ,提出了一种确定海湾填海优化岸线的综合方法。通过分析填海工程的主要影响及控制指标 ,建立了它们之间的层次关系 ;利用各种数学模型 (如水动力学模型、泥沙模型和水质模型等 )定量描述了各种填海岸线方案对应的海湾潮流运动、泥沙冲淤以及污染物迁移规律 ;根据生态系统与潮流运动和泥沙冲淤的定性关系 ,间接评价了填海对生态的影响。在此基础上 ,采用层次分析法确定了各种主要影响及控制指标的权重 ,通过综合集成模型的预测结果评判了各种填海岸线的优劣 ,最后对权重和模型计算误差的影响进行了敏感性分析。

基于SWMM的低冲击开发模式水文效应模拟评估

以深圳市光明新区为研究区域,根据实地监测资料,建立暴雨雨水管理模型(SWMM),模拟城市化前后和加入LID设施(铺设透水砖和下凹式绿地)等不同情境的水文过程,评估城市化对流域水文过程的影响、不同LID措施对雨洪控制的作用及与传统排水管网截流规模的差别。结果显示,城市化后流域洪峰流量显著增大、洪峰时间提前、径流系数变大,铺设透水砖和采用下凹式绿地均可有效缓解雨水管网的排洪压力、削减洪峰流量、减小径流系数,二者组合实施可以更好地发挥控制流量的作用,增加雨洪资源的利用量。

基于SWMM模拟的快速城市化地区洪峰径流和非点源污染控制研究

为避免城市内涝、控制非点源污染,利用现场监测和模型模拟的方法研究快速城市化地区非点源污染的特征和控制。采用SWMM模型(Storm Water Management Model)模拟研究区的暴雨径流过程和非点源污染负荷,分析对比下垫面加入LID(low impact development)和BMPs(best management practices)措施的控制效果。结果表明,LID作为一种离散型城市降雨径流控制装置,可以有效地减小研究区的径流系数、洪峰流量和非点源污染物负荷。BMPs工程性措施(不透水调蓄池)对研究区的洪峰流量和非点源污染物负荷也有较好的控制效果,但是对径流总量没有影响。在研究区联合使用这两种措施,可以更大程度地减小洪峰流量和非点源污染物负荷,同时减小径流系数。

填海工程对潮间带湿地生境损失的影响评估

以深圳湾为研究区域 ,应用水动力学数学模型对不同填海工程方案可能造成的潮间带面积变化进行了预测 ,并以此为依据进一步提出了评估填海工程对潮间带湿地生境损失影响的方法 ,得到了深圳湾填海面积变化与潮间带面积变化的关系 .按照潮间带湿地生境损失补偿的难易程度 ,将不同填海方案造成的生境损失归纳为可接受的、需要补偿的和不可接受的三个等级 .因此 ,为协调填海规模与生境损失之间的关系 ,在可接受的影响范围 ,潮间带面积因不随填海面积明显变化而无需补偿 ;在潮间带面积随填海面积增加而略有减小的范围 ,需要对潮间带湿地损失的面积补偿并恢复其功能 ;在不可接受的影响范围 ,填海工程应该绝对禁止 .

产业结构调整对流域供需水平衡及水质改善的影响

基于系统动力学(SD)模型和水质(WQ)模型建立了描述深圳河流域社会、经济、水资源和水环境系统的耦合模型(SD-WQM).定量分析了三产比例调整、工业结构内部调整及产业技术提升对流域供需水平衡和水质改善的影响.结果表明,三产比例调整对流域水资源平衡有一定改善作用,但对流域水质变化不敏感;工业调整中劳动密集型产业的比重减少或技术提升、第三产业技术提升对流域的水资源平衡和水质改善作用明显.根据各措施的敏感性,设计了可以满足流域供需水平衡与水质要求的综合调整方案.

室内空气污染预测方法的实证研究

在大型(30m3)、小型(1m3)环境箱实验获得数据的基础上构建释放模型,并将模拟结果和现场监测得到的浓度水平进行对比,对开发的室内空气污染预测方法进行了实证研究.以一新装修房间为例,分别利用大型和小型环境箱实验,研究了复杂整装材料和简单层状材料的释放规律,建立了相应材料的污染物释放模型;依据单元内物质守恒理论和污染物充分混合的假设将释放模型组合,建立了室内空气污染预测方法,并预测了该房间甲醛和TVOC(total volatile organic compounds)浓度的变化过程.在考虑了0.03ACH(air change per hour)的换气率之后,模型预测与现场监测的污染物浓度变化趋势基本吻合,甲醛和TVOC污染预测误差(正则化标准差)分别为2.8%和1.6%.模型分析表明,各污染源对于甲醛污染的贡献,家具>涂料>地板;对于TVOC污染的贡献,涂料>地板>家具.结论表明,该预测方法可以真实反映现场污染物浓度变化趋势,可以用来分析各污染源对于整体污染的贡献、指导装修材料的选择和作为室内污染评估和控制的有效工具.

深圳石岩水库流域土地利用空间分异的水环境效应

以深圳石岩水库流域为研究对象,基于遥感土地覆被和水质实时监测数据,采用比较和数理统计方法探讨了城市化影响下水源地土地利用空间分异的地表水环境效应.结果表明,监测时段流域支流水质均为劣Ⅴ类,对水库供水安全产生较大威胁;建设用地产生的径流污染程度较高;在农业为主的流域,随降雨量增大,径流污染表现出冲刷增浓效应,而在城建流域则表现出稀释效应;COD和NH3-N在不同雨情之间的差异主要出现在城建区,而总氮(TN)和总磷(TP)在不同雨情之间的差异则主要出现在农业区.由于人口聚集、都市农业开发和城建用地扩张等城市化特征给自然流域的径流水质带来严重的影响.

常州不同城市用地类型地表污染物累积特征

针对面源污染物在城市复杂的不同下垫面具有不同累积特征的问题,以常州市中心城区为研究对象,采集居住用地、工业用地、交通用地、商业用地和文教用地等5种用地类别的64个样点地表累积物,测试累积物中总悬浮固体(SS)、氨氮以及全量和溶解态的COD,TP,TN含量,分析不同城市用地的污染物累积特征和居住用地、交通用地累积强度的季节变化差异,得到如下结果。1)交通用地各污染物的累积强度普遍高于其他功能用地,尤其是SS和全量COD,均值分别为59004.5和11179.7 mg/m2;商业用地上溶解态污染物均高于其他用地;文教用地、居住用地和工业用地上各污染物的累积强度较低。2)交通用地在2014年10月(秋季)和2015年3月(春季)的累积强度存在显著性季节差异,春季SS累积强度均值比秋季低约7.7%;全量TN和溶解态COD,TN,TP和氨氮的累积强度均值比秋季高约3.3%,49%,85%,61%和200%;居住用地的累积强度则没有季节差异。3)各类用地上颗粒态COD,TP和TN占全量的比例平均达86.5%,85.1%和71.1%,说明污染物主要吸附在颗粒态物质上,颗粒态污染物占大部分。因此,加大城市清扫力度有利于减少面源污染。4)商业用地单位颗粒物中COD和TN的含量均高于其他用地,均值分别为532.6和17.5 mg/g。交通用地COD,TP和TN的含量比最低,均值分别为212.2,0.86和2.9 mg/g。

基于水质模型的海湾填海岸线选择

在应用水动力学模型预测海湾余流分布的前提下 ,讨论了深圳湾北岸填海后污染物迁移规律的一些变化 ,并采用水质模型分析了海湾的水质变化 .根据浓度场的迭加原理 ,计算了各种岸线方案下海湾可利用的环境容量 .通过对不同环境要求的各种岸线方案之比较 。

深圳石岩水库流域降雨径流污染冲刷规律

以深圳市宝安区石岩水库流域为例，对流域内6条主要入库支流在不同雨强条件下的降雨径流和水质变化过程进行了连续同步监测，以COD和NH3-N为例，建立并验证了6个子流域非点源污染负荷累积模型和降雨径流污染物冲刷过程模型，分析和比较了各子流域非点源污染强度和污染物冲刷过程特征。监测与模型研究结果表明，7-8d的干旱时间能累积起流域内最大可能非点源污染负荷累积量的80％；由于各子流域城市化程度、垃圾管理与水土保持水平不同，流域内非点源污染程度、产生原因与冲刷过程在空间上差别很大。

全尺度室内环境模拟箱研制及性能测评

介绍了全尺度室内环境模拟箱,以及研究开发的与室内实际空间尺寸相仿的大容量环境模拟箱具备的对试验条件的调节功能。在标准试验条件(箱内温度23℃,相对湿度45%,换气量30 m3/h)下,箱内温度、相对湿度和换气量的波动误差分别为0.21℃、0.35%、0.15 m3/h。实验结果表明,环境模拟箱的气密性和混合性良好,本底浓度较低,能为室内空气污染研究提供环境条件稳定、背景干扰小的室内仿真环境。对大芯板甲醛释放测定的结果表明,环境模拟箱能够较准确地模拟室内污染物的释放过程和规律。

深圳河湾水系生态需水的污水资源化

以深圳河湾水系为例,探讨以污水资源化再生水满足城市水系生态需水的方法。该方法统一考虑河流的水量水质需求,计算不同截污率和补水水质条件下河流的生态需水量;根据生态用水的供需平衡情况,确定污水资源化规模与水质要求。在此基础上,设计污水资源化的处理工艺以及再生水厂等的分布;并通过数学模型预测补水方案对水环境改善的效果。本研究为面向城市水系生态补水的污水资源化工程规划提供了科学的方法。

不同季节中水回用于景观水体的藻类增长模拟

文章基于WASP的富营养化模型,模拟了在各季节中水回用于城市景观水体时,不同水质和换水周期条件下叶绿素a峰值和平衡浓度的变化情况。模拟结果表明:(1)在中水水质和换水周期一定时,水华风险在夏季最大,春秋季次之,冬季最小;(2)在夏季和春秋季节,叶绿素a平衡浓度随着换水周期的减小先升高后降低;并且当换水周期小于3天时,减少换水周期能显著降低叶绿素a平衡浓度和叶绿素a峰值。因此,为了控制藻类在整个增长周期内的水华风险,在夏季和春秋季节推荐分别使用较好水质和标准水质的中水进行补水,并将换水周期控制在3天以内;冬季水华风险较小,中水水质指标可适当放宽并延长换水周期。