基于SWMM-EFDC耦合模拟的新凤河流域水环境治理工程效应评估

科学评估水环境治理工程的环境效应,对于制定和优化河湖治理方案、推动科学治污具有重要意义。新凤河流域为北京城市副中心水安全重要保障区,水污染(黑臭)问题突出,为科学评估新凤河水环境综合治理工程效应,构建了基于暴雨洪水管理模型(SWMM)与环境流体动力学模型(EFDC)水陆一体化耦合模拟的工程环境效应评估技术方法,开展流域截污治污、湿地建设、引水补水和初期雨水调蓄工程的环境效应定量模拟评估。结果表明:影响治理工程效果的主要因子包括截污率、湿地处理标准、补水水质和初期雨水调蓄能力;综合工程及各单项工程对水质改善均有积极贡献,以水质污染物浓度平均降低率评价工程贡献结构为综合工程(69.8%)>截污(63.1%)>补水(51.7%)>湿地(50.5%)>调蓄(3.8%),以平均达标率评价工程贡献结构为综合工程(96.7%)>截污(85.2%)>湿地(32.6%)>补水(32.5%)>调蓄(0.9%),以负荷减排评价工程贡献结构为截污(512.4 t/a)>综合工程(319.3 t/a)>湿地(89.9 t/a)>调蓄(21.9 t/a)>补水(-62.6 t/a)。基于SWMM和EFDC构建的水陆一体化耦合模型在水环境治理工程效应评估中具有较好的适用性,对于城市河道的水污染控制具有一定的指导意义。

滦河流域水生态承载力评估研究

滦河流域是我国重要生态保障地区,亟需开展水生态承载力评估,识别承载力限制因素,以指导流域生态文明建设。针对滦河流域水资源矛盾突出、水生态系统服务功能退化等问题,采用WaREES框架从"水资源-水环境-水生态-水安全"4个维度构建承载力评估和指标贡献量化方法,对滦河流域进行水生态承载力评估研究。结果表明:滦河流域水生态承载力指数(HECCI)介于43.8~53.8之间,总体呈临界超载状态;水环境呈安全承载状态(均分为61.3),水安全和水生态均为临界超载状态,而水资源呈超载状态(均分为22.9);水资源禀赋弱和开发强度大是限制流域承载力的关键短板,水资源禀赋和水资源利用指数对流域HECCI的贡献率分别为6.4%和5.5%;水生生境质量、生物完整性和水文调节功能是水生态和水安全临界承载的主要控制因素。提出的水生态承载力评估技术方法具有科学性和实用性,对流域/区域水生态环境管理具有参考价值。

水生态承载力概念辨析与指标体系构建研究

水生态承载力是近年来所提出的新兴科学概念,对于衡量水生态系统与经济社会协同发展关系具有重要意义。为促进水生态承载力研究向系统化、标准化发展,文中通过文献调研回顾了水生态承载力发展进程,针对其概念不清与指标不一问题,基于水生态系统服务功能特性科学辨析并界定了水生态承载力概念内涵。在此基础上,采用"目标-准则-指标"层级框架,经代表性指标频度分析与专家经验判断构建了由水资源、水环境、水生态、水安全4大核心功能构成的水生态承载力推荐指标体系。最后,从基础理论、技术方法和应用实践方面提出水生态承载力研究需要解决的关键科学问题。该研究将为水生态承载力的科学评价、优化调控及其管理应用奠定基础。

围填海对芝罘湾潮流场和纳潮量的影响研究

本文基于MIKE21水动力数值模型,以1985年、1993年、2010年和2017年4个时期为代表年份,定量识别了芝罘湾围填海工程引起的潮流场及纳潮量的变化情况。结果表明:(1)流场:潮流以往复流运动为主,湾口流速最大可达32.99 cm/s,湾底流速较小,最大为9.49 cm/s,湾口流速远大于湾底流速。围填海工程使湾内流速发生了明显变化,湾内9个代表点位的流速均有所减小,湾口流速变化率较小,湾顶流速变化率较大,2017年湾底流速相比于1985年最高减小量达到39%。(2)纳潮量:芝罘湾在围填海前后4个时期的纳潮量分别为4.701×10^(7)m^(3)、4.469×10^(7)m^(3)、3.854×10^(7)m^(3)和3.690×10^(7)m^(3),对比发现,围填海工程的进行使湾内面积持续减小,纳潮量也持续减小,1985-2017年减小了21.51%,围填海工程弱化了芝罘湾的水动力条件。