两坝间河道高含沙水流驱动的下游船闸阀门井水位异常特征分析

葛洲坝船闸充水阀门井与输水廊道进水口水体相连,1993年洪季期间曾发生过阀门井水位异常升高,影响船闸设备设施安全等问题。为分析葛洲坝一号船闸充水阀门井水位异常升高的根本原因,基于Mike三维水沙数值模型,模拟分析了不同流量和含沙量级别下的河道水流和含沙量垂向分布结构特征,进而计算阀门井水位异常升高值与河道水流和含沙量的关系,反演1993年洪季葛洲坝一号船闸两个阀门井出现的水位异常现象。研究结果表明,葛洲坝一号船闸阀门井水位异常超过阈值0.5 m的流量和含沙量条件分别约为(30 000 m^(3)/s, 2.85 kg/m^(3)),(40 000 m^(3)/s, 1.42 kg/m^(3)),(50 000 m^(3)/s, 1.23 kg/m^(3))。受三峡水库及上游梯级水库蓄水拦沙、退耕还林政策等因素的影响,未来葛洲坝船闸出现高含沙水流导致阀门井水位异常升高>0.5 m的可能性极小,但在三峡水库排沙泄洪期间仍应引起重视。研究成果可为葛洲坝一号船闸安全营运和科学管理提供参考依据。

高潜水位采煤沉陷区微塑料赋存特征及风险评估

为探明高潜水位采煤沉陷区微塑料污染赋存特征及其环境风险,选取安徽省淮南市春申湖、舜耕湿地公园两个典型采煤沉陷区为研究区域,采集了表层水体,底泥及周边农田土壤样品,采用体视显微镜、扫描电镜、红外光谱对微塑料尺寸、形状、颜色及丰度等赋存特征进行表征.结果表明:采集的样本中多为纤维微塑料和薄膜微塑料,类型主要以聚乙烯,聚丙烯为主,颜色以黄色和透明为主,粒径大多小于500μm.采煤沉陷区的地表水丰度范围为0.77~7.1pcs/L,沉积物微塑料的丰度范围为540~2800pcs/kg,周边农田土壤微塑料的丰度范围为380~2380pcs/kg.采用污染负荷指数(PLI)模型进行评估,地表水和农田土壤的风险评估都为于Ⅰ级,属于轻微污染,而沉积物中的微塑料风险评估为Ⅱ级,属于中度污染.

黄河下游高效输沙指标及输沙水量研究

研究提出黄河下游高效输沙的定义和内涵,依据小浪底水库运用方式和黄河不同时段河道水量的功能定位,将汛期的洪水水量定义为狭义输沙水量,汛期的平水期和非汛期水量的主要功能为满足生态、灌溉、发电等需求,不作为输沙水量。建立了单位输沙水量与排沙比及流量含沙量之间的定量关系,提出了高效输沙流量和含沙量指标的定量计算方法,在现状下游河道过流能力条件下,计算了满足高效输沙要求的流量与含沙量搭配指标。提出了维持下游河道全年一定冲淤水平的利津断面狭义输沙水量计算方法,当进入下游年沙量为3亿t时,维持下游河道全年冲淤平衡的利津断面洪水输沙水量为56.2亿~69.6亿m^(3)。

罗非鱼混养对广西三江传统稻渔综合种养系统环境及其菌群多样性的影响

研究罗非鱼混养对广西三江传统稻渔综合种养系统环境的影响,可为科学推广稻田金边鲤-罗非鱼混养模式提供基础。2021年5-10月设置3个试验组和1个对照组研究不同密度混养对种养系统环境及菌群多样性的影响,其中试验组内进行罗非鱼和金边鲤的混养,对照组为鲤单养组。结果表明,金边鲤的生长未受到罗非鱼混养的影响;高通量测序结果显示水体中的主要菌群为变形菌门(Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria),其次为拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝菌门(Cyanobacteria),主要功能为化能异养和有氧化能异养;底泥中的主要菌群为变形菌门和绿弯菌门(Chloroflexi),其次为酸杆菌门(Acidobacteria)、广古菌门(Euryarchaeota)和蓝菌门,主要功能类群为甲烷生成和化能异养。罗非鱼高密度混养组稻田底泥中的总氮和硝酸盐氮含量有所下降,水体中Polynucleobacter等水质良好的指示物种相对丰度增加,罗非鱼混养对稻渔综合种养系统环境及其菌群产生了有益的影响。

MSBR+高效沉淀池组合工艺在高排放标准下污水厂的应用

广西某污水处理厂设计能力为5×10^(4)m^(3)/d,采用10格MSBR+高效沉淀池处理工艺,出水作为环境综合整治后河道的生态补水。通过对处理水量达设计规模后的运行工况变化较大情况下的运行效果总结分析,并对超负荷运行、污泥浓度控制、出水带泥等问题提出了调控建议;实际运行数据表明,该组合工艺出水NH_(3)-N、TN、TP、SS平均消减效率分别达到99.6%、76%、97%、98.9%,主要指标甚至满足《地表水环境质量标准(GB3838-2002)》Ⅳ类水标准,具有污水处理效果稳定,耐冲击负荷强等特点,在南方丰水、雨污合流城市高排放标准污水处理方面有着较高的推广应用价值。

高洪水期运行水位对三峡水库泥沙淤积的影响

三峡水库泥沙问题直接关系到水库库容的长效保持。选取典型高洪水期,基于数值模型探究入库水沙量级、水沙异步及运行水位对三峡库区沙峰输移和淤积排沙的影响。结果表明:入库洪峰的增大抑制了涪陵沙峰比的衰减,并导致更多泥沙输运至坝前,使得坝前沙峰降幅受运行水位的抬升更为显著;变动回水区较常年回水区更易受到入库水沙异步影响,且随着来沙系数的增大,由低水位抬升时淤积占比更高;水库排沙比受入库水沙异步影响有限,且随着入库洪峰、沙峰的增大,排沙比增加的同时对运行水位抬升导致的衰减更为敏感。研究成果初步揭示了入库水沙异步及运行水位对库区沙峰运动与淤积的影响,可为三峡水库汛期优化沙峰排沙调度提供参考。

水处理中高密度沉淀池工艺的应用研究

针对当前很多企业的传统废水处理工艺已无法满足现代化废水处理要求和排放标准的情况,高密度沉淀池工艺自动化程度较高,且能有效处理废水悬浮物以及钙镁离子,在工业废水处理、生活废水处理等方面得到广泛应用。本次研究以某化工企业为研究对象,对高密度沉淀池工艺的应用进行研究,并分析应用效果,以期能够促进废水处理行业的发展。

小浪底水库高水位异重流出库条件及排沙影响因素分析

小浪底水库运用以来,在保障下游防洪减淤及生活、生产、灌溉和生态用水安全等方面发挥了巨大的社会效益和经济效益。基于实测资料,分析了小浪底水库运用以来高水位异重流出库条件及排沙影响因素。结果表明,小浪底水库高水位(235 m以上)运用期间异重流运行至坝前需满足两个条件:(1)入库洪水过程不小于3 d、细泥沙含量高于40%。(2)入库流量Q入≥4 000 m^(3)/s且入库含沙量S入>13.0 kg/m^(3),或者1 700 m^(3)/s<入库流量Q入<4 000 m^(3)/s且入库含沙量S入>86-0.018 Q入。水库排沙比η和蓄水体积与出库流量的比值(■)以及进出库流量的比值(■)成反比关系。最大连续3 d入库输沙率越大,水流动力越强,排沙效果越好。

不同地区稻虾综合种养系统的微生物群落结构分析

为研究不同地区稻虾综合种养系统的环境及克氏原螯虾肠道的细菌群落结构差异,为改进不同地区稻虾综合养殖策略提供依据,采用Illumina Miseq高通量测序技术,研究了武汉、永州和韶关地区稻田养殖克氏原螯虾的水体、底泥及虾肠道细菌群落结构,并对水体、肠道菌群与环境因子之间的关系进行了分析。结果显示,武汉地区稻虾综合种养系统的水体、底泥及克氏原螯虾肠道细菌群落的多样性均大于永州地区和韶关地区。武汉地区的稻虾综合种养系统的水体及底泥的细菌群落结构与永州地区和韶关地区均相似,其中水体的优势菌门均为放线菌门、蓝细菌门、变形菌门和拟杆菌门;底泥的优势菌门均为变形菌门。武汉地区的克氏原螯虾肠道的优势菌门为变形菌门、厚壁菌门和拟杆菌门;优势菌属为柠檬酸杆菌属(Citrobacter,10.85%)、气单胞菌属(Aeromonas,9.88%)和[Anaerorhabdus]_furcosa_group (8.43%)等。永州地区的克氏原螯虾肠道的优势菌门为厚壁菌门和放线菌门;优势菌属为ZOR0006 (9.78%)、拟杆菌属(Bacteroides,5.41%)和[Anaerorhabdus]_furcosa_group (3.98%)。韶关地区的克氏原螯虾肠道的优势菌门为厚壁菌门和变形菌门;优势菌属为柠檬酸杆菌属(Citrobacter,9.31%)、拟杆菌属(4.29%)和[Anaerorhabdus]_furcosa_group (4.58%)等。环境因子关联分析结果显示,总悬浮颗粒(TSS)和总磷(TP)对水体细菌群落结构具有显著影响,磷酸盐(PO3-4-P)和化学需氧量(CODcr)对肠道微生物结构具有显著影响。研究表明,不同地区水体、底泥及克氏原螯虾肠道微生物存在一定差异,其中水体与底泥的微生物结构更相似。武汉地区稻虾综合种养系统中水体的微生物多样性最高,对于稳定养殖系统有利。不同地区养殖系统微生物的优势菌门种类没有变化,但是会改变优势菌门和优势菌属的相对丰度。养殖环境中的营养盐含量会对微生物群落结构产生一定程度的影响。

老城区污水管道沉积物清淤高压水射流技术研究

以我国南方某县城区实际污水管道为研究对象,测定城区中居民小区与菜市场区域污水管道内沉积现状及沉积物的性质,通过各种清淤方法的对比,选择高压水射流法进行清淤工作,使用新型充气式污水管道封堵装置、清洗-吸泥一体化车辆以及KEG帝王喷头,进行喷头出口压力与喷头移动速度的正交试验,对比清淤效果、油耗、水耗、清淤时间及总成本,筛选高效低成本最佳清淤参数。结果表明:居民小区污水管道淤积程度为50%左右,菜市场污水管道淤积程度为40%~50%,居民小区管道内淤泥的流动性比菜市场好,选用较低喷头出口压力能满足清淤工作;适用于居民小区污水管道的最佳清淤参数为喷头出口压力9 MPa和喷头移动速度0.3 m/s,适用于菜市场污水管道的最佳清淤参数为喷头出口压力12 MPa和喷头移动速度0.3 m/s。

化隆-循化盆地含水层沉积物地球化学特征及其对地下水氟富集的影响

在干旱-半干旱地区天然成因的高氟地下水严重影响饮用水安全。前人对高氟地下水的化学特征和形成过程已开展了大量研究,但是对高氟含水层沉积物特征及其地下水氟富集的影响机理尚不明确。本文以化隆-循化盆地黄河河谷高氟区含水层地下水和沉积物为研究对象,分析了地下水化学特征、含水层沉积物的元素组成和可溶组分、含水层沉积物总氟和可溶态氟含量,探究了沉积物地球化学特征对地下水氟富集的影响。结果表明,地下水F^(-)-浓度为0.51~3.78 mg/L(平均值:1.38 mg/L),且随着井深的增加有增大的趋势。高氟地下水主要以Na^(+)为主,且F^(-)-浓度与Na^(+)浓度呈显著的正相关关系。沉积物中总氟含量为460~1030 mg/kg,可溶态氟的含量为0.53~19.9 mg/kg。萤石未达到饱和状态的地下水中,F^(-)-与Ca^(2+)的正相关关系表明萤石等矿物持续溶解向地下水中提供F^(-)-,而地下水中F^(-)-与Si和Al的正相关关系表明含氟硅酸盐风化也促进了地下水氟的富集。沉积物可溶态提取液和地下水pH值、HCO_(3)^(-)以及Na^(+)/Ca^(2+)均与F^(-)-浓度呈正相关关系,表明解吸以及离子交换是高氟地下水形成的重要水文地球化学过程。沉积物中可溶态氟与总铁、总锰的正相关关系表明,F^(-)-的解吸来源于铁、锰氧化物矿物表面的吸附态氟。此外,地下水盐度对地下水氟的富集有着积极的影响。研究成果对揭示高氟地下水的形成机理具有重要意义。

工作压力对迷宫流道灌水器泥沙分布的影响

降低工作压力已被广泛认为是最有效的减少滴灌系统维护和运行成本的方法之一。然而,使用高含沙水、回用水和微咸水等劣质水会增加灌水器堵塞的风险,因此探索了低压灌溉的可能性。使用高含沙水作为滴灌水源,分析了4个压力水平(50、80、100和130 kPa)对迷宫流道灌水器防堵塞性能的影响,并测量了灌水器中保留淤积泥沙和排放淤积泥沙的粒径分布。结果表明,工作压力对灌水器的防堵塞性能有显著影响。当工作压力低于80 kPa时,滴灌头中的淤泥积累速度更快(最终累计量达52.31 mg),灌水器的堵塞过程加速,防堵塞性能显著降低,灌水器在运行10.92~12.78 d后出现整体堵塞。工作压力大于80 kPa时,滴头抗堵塞能力逐渐降低,系统在运行17.87~27.96 d后,灌水器出现突发性堵塞。灌水结束后,灌水器中淤积泥沙V10(6.61~8.29μm)和V25(13.54~20.93μm)的含量呈下降趋势,平均粒径增加了12.41%~23.77%,且受工作压力影响较小;而增加工作压力有利于减少灌水器内V50(31.64~56.31μm)的泥沙占比(下降约13.12%),粗颗粒泥沙V75(51.82~78.25μm)、V90(80.76~118.13μm)在4种工作压力下均不易排出流道,且在较小的工作压力下容易粘结成为更大的颗粒增加灌水器堵塞风险。工作压力对灌水器排出粗颗粒泥沙的影响较大,对微小泥沙的排出影响较小。因此,在高含沙量的滴灌系统中,迷宫流道灌水器在低压灌溉时的工作压力应控制在80 kPa以上。

高含沙动水地形测量系统在水槽冲淤试验中的应用

针对目前市面上现有地形仪在高含沙动水条件下测量精度不高的问题,自主研制高含沙动水地形测量系统,并应用于宁波石化经济技术开发区尾水深海排放管水槽冲淤试验。结果表明:在高含沙动水、大量泡沫漂浮水面、长历时不排水测量等复杂条件下,系统重复测量精度优于0.10 mm,稳定性好,抗干扰性强,为水沙物理模型试验的地形测量提供一种高效、高精度、稳定的测量手段。

Bardenpho+高效沉淀池+V型滤池工艺用于污水厂改扩建

针对某污水处理厂二期扩建工程存在的进水浓度高、碳氮比低、处理难度大、排放要求高等问题,设计开发了三级格栅+曝气沉砂+初沉池+Bardenpho+高效沉淀池+V型滤池+紫外线与次氯酸钠联合消毒的处理工艺,并对Bardenpho工艺进行优化:设置预缺氧区,并采取多点进水、多点内回流、多点碳源投加和缺氧/好氧可调等措施。实践证明,采取多点进水、多点内回流、多点碳源投加方式较传统工艺总氮总的去除率提高约18.6%左右;项目自2021年1月正式投运以来,COD、BOD_(5)、SS、NH_(3)-N、TN、TP平均去除率分别为96.3%、99.2%、96.6%、98.6%、87.0%、98.4%,出水水质能够稳定达到设计要求;运行期直接成本约0.658元/m^(3),其中电费0.258元/m^(3),药剂费0.298元/m^(3),维修费0.061元/m^(3),其它0.041元/m^(3),可为同类水质的污水处理厂提供参考。

基于高通量测序对呼伦贝尔陶顺阿尔山细菌群落多样性的研究

对内蒙古呼伦贝尔陶顺阿尔山水体与沉积物的细菌群落结构和多样性,进行16S rRNA基因(V3~V5区)高通量测序。运用Illumina MiSeq高通量测序平台,共获得594 226条优化序列。结果显示,水体中最主要的细菌类群为变形菌门(Proteobacteria),而沉积物样品中的主要优势类群为盐厌氧菌门(Haloanaerobium);细菌在属分类水平上,水体中优势菌群为嗜盐单胞菌属(Halomonas)、冷弯菌属(Psychroflexus)、盐厌氧菌属(Haloanaerobium);沉积物样品中优势菌群为盐厌氧菌属、盐单胞菌属、未分类菌(no-rank-f-unclassified),其中存在大量的未知物种。陶顺阿尔山水体与沉积物中存在着丰富的微生物群落,且差异性大,未知菌种居多。本研究首次阐明了陶顺阿尔山细菌群落的多样性,为今后开发和利用陶顺阿尔山的功能菌群提供参考。

Dynamics simulation of bottom high-sediment sea water movement under waves

The movement of bottom high-sediment sea water under water waves,especially that of the high-sediment water layer close to the sea bottom,is important to the resuspension and settlement of sediment.Supposing that the high-sediment sea water is a Newtonian fluid,based on Navier-Stokes(N-S)theory,the movement of the interfaces of air-water and water-sediment water was tracked by the volume of fluid(VOF)method.The velocity field of sediment water was simulated by considering the effect of water waves.The results show that the movement of sediment water is very different from that of sea water,which provides a solid basis for understanding the resuspension and settlement of sediment and the formation of bottom stripe,and the VOF method can trace the movement of the two interfaces simultaneously;the movement of the air-water interface has a strong effect on that of the water-sediment water interface,while the effect of the water-sediment water interface movement on the air-water interface is not obvious.

高密度沉淀池工艺在水处理领域中的应用

在水体治理要求不断提升的背景下,国家对污水处理厂的排放标准逐步提高。大部分污水处理厂工艺亟需进行提标改造。高密度沉淀池具有占地面积小、出水水质高、药剂投加量低、集成化与自动化程度高等特点,越来越多的应用于生活污水、工业废水、市政供水和暴雨水处理中。本文阐述了高密度沉淀池的工艺原理,介绍了高密度沉淀池在水处理领域的应用现状,讨论了影响高密度沉淀池在运行过程中的主要因素,并对未来的发展提出建议。

高浓度溶氧水处理技术在某小型水库水质提升工程中的应用

《四川省沱江流域水环境保护条例》实施以来,为改善沱江流域水环境质量,四川省某市积极开展饮用水源地水质提升工程,全力保障饮用水安全。四川省某小(一)型水库内源污染严重,水体中COD、TN、TP等指标超标,呈富营养化状态,水质较差,为劣Ⅴ类,亟需治理。通过实施高效深层水体复氧工程对该水库进行内源污染治理,向水体中充入高浓度溶氧水,提高水库底泥溶解氧含量,促进水生生物和好氧菌复苏,恢复食物链平衡,进一步促进对营养物质的吸收、降解,增强了水体的自净能力,水质得到明显改善。工程完工后的水质监测数据表明,目标水库高锰酸盐指数、COD、BOD、NH_(3)-N、TP及TN含量平均去除率分别为38%、35%、40%、20%、72%和9%,水库水质已稳定达到GB 3838-2002《地表水环境质量标准》中Ⅲ类水质标准的要求。

高效沉淀池在熄焦废水处理中的应用

介绍了一种处理熄焦废水的新型沉淀池。其特点是高径比大,占地面积小,表面负荷高,污泥悬浮层厚。利用污泥回流原理,实现以泥代药,充分发挥药剂的混凝作用,减少加药量,稳定处理过程,提高出水水质。

达标排放废水深度处理工艺的应用分析

介绍废水处理装置的达标排放废水通过高密度沉淀池+多介质过滤器+超滤+反渗透的组合工艺进行深度处理回用,其中一部分作为循环水补充水,另一部分替代了生产厂区绿化、消防和生产用水。每年可实现重复利用水资源约110×10~4 m~3,在降低企业原水取用量的同时,达到了减排的目的。