花山流域河水同位素年内变化及采样方案优化

小流域河水同位素特征和采样方案研究对深入理解流域降水径流关系和构建同位素水文站网具有重要意义。针对江淮过渡带代表流域花山流域总控断面及其邻近嵌套子流域出口断面,开展了1个完整水文年的高频率采样,分析河水氢氧同位素年内变化特征,为制定小流域河水采样方案提供依据。结果表明:①花山流域两断面河水氢氧同位素的变化一致,但流域总控断面河水氢氧同位素要高于支流出口断面。②河水的氢氧同位素在年内从汛期开始呈现4个阶段的变化,即夏季波动下降期、秋季上升期、冬季平稳期和春季上升期。③河水同位素对暴雨过程有3种响应类型:暴雨中期陡降型、暴雨中期缓降型和暴雨后期缓降型。④推荐的河水常规采样方案为:夏季2 d采集1次,其他季节每15 d采集1次;推荐的降雨期间河水采样方案为:对夏、秋、春季出现中大雨以上的降雨,从降雨开始到降雨结束后的每隔4 h采集1次断面水样。研究成果可为中小流域站网河水同位素监测采样提供借鉴。

西安市某污水处理厂医药类污染物的分布与迁移转化规律

对西安市某污水处理厂A2/O工艺和中负荷工艺布点监测,以分析医药类污染物的分布与迁移转化规律。检测分析表明,污水厂进水中含有非那西丁、吉非罗齐、咖啡因、氨基比林、降固醇酸和双氯芬酸等6种医药类污染物,其浓度分别为14.98μg.L-1、0.64μg.L-1、19.36μg.L-1、2.15μg.L-1、0.95μg.L-1和1.35μg.L-1。研究发现,两种工艺下双氯芬酸和吉非罗齐的去除率在80%左右,非那西丁、咖啡因、氨基比林和降固醇酸去除率均大于94%;非那西丁和吉非罗齐的一级处理效果不明显。A2/O曝气池对降固醇酸和氨基比林的去除效果好于中负荷曝气池。两种工艺污泥对6种医药污染物均有一定程度的吸附作用,其中咖啡因的污泥吸附效果最好,污泥浓度达到1.42μg.g-1(A2/O),1.24μg.g-1(中负荷);A2/O工艺的污泥吸附能力是中负荷污泥的2～4倍。

水文模型在设计洪水计算中的应用

文中基于三水源新安江产流模型与地貌单位线汇流的水文模型提出了设计暴雨推求设计洪水的方法,并以四川省乐山市的马边水文站和巴中市的碧溪水文站为典型研究对象,计算了四川省无资料地区8个重现期下的洪峰流量,最后利用流量资料法推求设计洪水验证了水文模型法在无资料流域地区计算洪峰流量的可行性。

八种国内翻斗式雨量计翻斗计量误差测评分析

为研究翻斗式雨量计的计量性能,选取国内主流的8种雨量计,包括单层翻斗、双层翻斗两种类型,设计了雨量计动态率定装置,利用缜密的试验方案,测评分析了8种产品在不同雨强下的计量误差分布和重复性特性。结果表明,只有JDZ05、JD05、JDZ10这三种单层翻斗式雨量计能满足《翻斗式雨量传感器(GB/T21978.22014)》中计量误差对准确度的要求,而且仅有JDZ10满足重复性要求;为提高时段降雨量的观测精度,在翻斗式雨量计的生产和出厂率定过程中,更需要关注小雨强的计量误差和重复性;为实现对降雨强度、总量和过程的同时准确观测,建议采用组合雨量计(0.1mm+0.5mm(或1mm)分辨率)的方式进行联合观测降雨。研究成果可为翻斗式雨量计的改进及水文站点降水观测提供指导。

气候变化下雅鲁藏布江拉孜以上流域径流过程模拟与预测

西部高寒河源区因冰川积雪冻土等特殊的地理环境,其径流过程的模拟与预测一直是水文学研究的难点和热点问题之一,全球气候变暖为这一地区的水文模拟提出了新的挑战。以雅鲁藏布江拉孜以上流域为研究区域,基于可考虑冰川积雪融水的SWAT分布式水文模型对拉孜站径流过程进行模拟,评估SWAT模型在高寒河源区的适用性。基于未来气候变化情景,统计分析了未来研究区降水、气温的变化趋势,预估了气候变化对区域径流过程的影响。结果表明:SWAT模型在拉孜以上流域径流过程模拟中具有较好的适用性,模型在率定期和验证期月尺度NS系数分别达到了0.78和0.84;未来研究区降水、气温均呈现出增加趋势,且随着排放情景的上升,气温、降水增加幅度有变大趋势;未来研究区不同时段径流量也呈现出不同的增加趋势,在2020～2049年的RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,相较于基准期径流分别增加了约11.8%、14.0%、16.5%,为下游水资源可持续开发利用带来了更大的挑战。

风场对雨量计收集降水影响的流体动力学研究

为研究风场对雨量计收集降水精确性的影响,对单个雨量计以及Alter和Tretyakov防风圈的风场特性进行数值模拟。结果表明:单个雨量计中心线上速度最大增比达19%,出现在器口上8 cm左右;加入Alter和Tretyakov防风圈可有效减少雨量计器口上方的风速大小和梯度:Alter防风圈使中心线上最大速度减小11%,并在主流方向90°位置产生两个强烈涡旋区域,破坏到达雨量计收集区域的流场强度和均匀性,使其流向较为紊乱,可能对降雪的收集产生不利影响;Tretyakov防风圈使雨量计中心线上最大速度减小7%,并由于叶片特殊勾角结构,使到达雨量计降水收集区域的流向更一致,更有利于对降雪的收集。Alter防风圈对风速大小和梯度的减弱程度优于Tretyakov防风圈,但低风速下Tretyakov防风圈在雨量计器口上方的涡核心区域范围小于Alter防风圈,更有利于降水收集。Tretyakov防风圈的直径比Alter防风圈小约0.3 m,如对Tretyakov防风圈进行改进,可增加其直径以及叶片个数来规避高风速下Tretyakov防风圈叶片产生的涡核心区域对雨量计收集区域的影响。对Alter防风圈改进,可参考Tretyakov防风圈,增加叶片倾斜角,以提高降水收集率。

三种JDZ型翻斗式雨量计性能比对实验研究

在我国,JDZ系列翻斗式雨量计已广泛用于降雨量的观测。为了掌握JDZ系列雨量计测量降雨的精度和可靠性,以三种JDZ型翻斗式雨量计(JDZ02、JDZ05和JDZ10)为研究对象,基于一套智能化的雨量计率定系统开展室内性能比对实验。结果表明:(1)以小雨强0.4mm·min^-1作为零误差参考雨强,JDZ02在小于2mm·min^-1时的误差在-4%以内,JDZ05在小于4mm·min^-1时的误差在-4%以内,JDZ10在小于6mm·min^-1时的误差在-4%以内。(2)在雨强-总误差的拟合关系中,二次多项式拟合的效果最好,线性拟合的效果次之,幂函数拟合的效果最差,故建议采用雨强-误差的二次多项式关系订正JDZ系列雨量计监测的降雨数据。(3)左右翻斗水量过程线可以精细刻画翻斗内水量动态变化,判断出翻斗式雨量计的翻斗左右平衡性能,并可计算出翻斗式雨量计动态率定过程中的误差变化。

再生水开发利用影响因素及作用机制研究--基于胡焕庸线的空间定量分析

针对我国再生水开发利用现状,开展驱动-约束影响因素分析,解析影响因素间的关联关系与层次结构,在此基础上,考虑影响因素的空间异质性,以胡焕庸线为分界线,对东西两侧地区分别建立再生水开发利用驱动-约束非递归结构作用机制框架,采用结构方程模型(structural equation modeling,SEM)刻画影响因素间的传导路径,量化影响因素贡献率。结果表明:胡焕庸线东侧地区再生水开发利用驱动推进作用大于约束限制作用,具备高水平开发潜质;西侧地区约束限制作用大于驱动推进作用,再生水开发利用推动能力不足。再生水配套管网等工程条件不完善为东侧地区主导制约因子,影响程度贡献率为11.8%,地区经济条件与污水处理技术水平为次要制约因子;区域水资源环境胁迫、再生水工程设施建设不完善、地区经济发展水平偏低为西侧地区主导制约因子,贡献率为15.9%~18.1%,污水处理技术水平为次要制约因子。

翻斗式雨量计翻斗旋转时间特性分析

在翻斗式雨量计的研究中,由于翻斗旋转速度较快,造成翻斗旋转时间的测量一直以来都是一个难点。利用图像处理中的帧间差分法,结合Matlab软件编程,提出了一种新的翻斗旋转时间测量方法。在此基础上,将该方法应用于4种常用的翻斗式雨量计,在不同的雨强尺度下分别进行试验研究,分析翻斗旋转的时间特性。结果表明:(1)试验中使用的4种单层翻斗式雨量计的翻斗旋转时间在小雨强下不稳定,波动较大;在大雨强下较为稳定,波动较小。(2)JDZ02和CQS·JD02的翻斗旋转时间随雨强的增大而减小,呈较好的线性关系,R^2分别为0.99和0.86;JDZ05和CQS·JD05的线性关系不明显,R^2均小于0.6。(3)引入数字图像处理中的帧间差分法可以有效获取翻斗旋转的时间特性,并加深对翻斗雨量计的认识。

某污水处理厂倒置A^2/O工艺中制药类污染物的去除规律分析

针对西安市某污水处理厂的倒置A2/O工艺,通过对主要构筑物的布点检测,分析了污水中4种制药类污染物非那西汀、咖啡因、吉非罗齐和胆固醇的浓度变化及其去除规律.结果表明,污水厂进水中非那西汀、咖啡因、吉非罗齐和胆固醇的浓度分别为8.22、127.31、12.93和5.61μg·L-1,整个污水处理工艺中,非那西汀、吉非罗齐和胆固醇主要是被格栅、曝气沉砂池和初沉池去除,咖啡因则以生物降解为主.A2/O生物反应池中,吉非罗齐和胆固醇以厌氧生物降解为主,非那西汀和咖啡因则以好氧生物降解为主.脱水污泥中非那西汀、咖啡因、吉非罗齐和胆固醇的含量分别为0.09、2.62、12.24和0.91μg·g-1,污泥对吉非罗齐的吸附效果最为显著.污水厂出水中制药类污染物的浓度为0.17～1.98μg·L-1,出水中咖啡因的浓度偏高因而需要做进一步的三级处理.