黄河流域煤矿矿井水综合利用问题分析及管控建议

黄河流域煤炭资源丰富,但水资源匮乏,如何在确保生态环境安全的前提下,最大程度实现煤矿矿井水的综合利用,成为该地区迫切需要解决的热点问题.黄河流域煤矿矿井水的涌水量分布不均,呈南多北少的特征,且水质具有高矿化度、碱性或弱碱性以及高氟化物的特点.结合当前煤矿矿井水主要的综合利用途径,在总结国内外煤矿矿井水排放管控要求的基础上,识别当前制约我国煤矿矿井水综合利用的原因包括外排受较多制约,缺少供水需求,缺少对水质标准、技术规范和政策监管的改善,处理过程中缺乏技术规范化指导以及缺乏鼓励矿井水综合利用的措施等.针对以上问题,从实事求是地制订煤矿矿井水外排的管理要求、科学制订基于不同利用途径的煤矿矿井水综合利用水质标准、加强煤矿矿井水处理技术的推荐和引导以及建立多部门协作机制等方面,提出提高黄河流域煤矿矿井水综合利用率的建议,以期为合理利用水资源、确保生态环境安全、促进黄河流域高质量发展提供支撑.

基于Copula函数的水量水质联合分布函数

由于河流的水量水质是相互联系、相互影响的,如果只进行单一变量的分析,难以全面反映事件的真实特征。本文以淮河蚌埠闸为例,利用Copula函数构造了水量水质的二维和三维(分为对称型和非对称型)联合分布函数,对蚌埠闸的水量水质联合分布频率进行了分析。结果表明,蚌埠闸的Copula函数水量水质联合分布的经验累积频率和理论累积频率的一致性很高,拟合精度很好。说明应用Copula联结函数来构建水量水质联合分布是可行的,可为水量水质综合管理的风险分析提供有效的途径。

基于数值模拟的区域水量水质联合调度研究

针对太湖流域存在的主要水问题,在引江济太原型试验引分水控制模式分析的基础上,建立了区域水量水质模拟与调度的耦合模型。针对模型优化的复杂性,对水量水质数值模拟的格式算法、优化调度的目标函数及约束条件、模拟与优化模型的协调衔接等关键环节,提出了合理可行的处理方法。应用研究中,针对引江济太原型试验中暴露的引水分配不合理问题,研究了特定时段内望虞河引水的合理调度,并重点分析不同工况下调水对太湖水生态环境的影响。计算结果表明,所建立的模型是可行的,对区域水量水质联合模拟与调度有一定的借鉴价值。

水量水质联合调控思路与研究进展

本文首先分析了水量水质联合调控在当前水管理中的需求,结合水量水质联合调控的研究现状和进展,归纳了水量水质联合调控所遵循的一般步骤,并对涉及到的关键技术进行介绍,最后对该领域今后的重点工作予以展望。

太浦闸水量水质联合调度对金泽水库水质影响

金泽水库是上海市黄浦江供水系统的重要组成部分,提高金泽水库水源地水质对保障上海居民饮用水安全具有重要意义。由于金泽水库的清水来源主要是东太湖,故研究了位于东太湖与太浦河之间的太浦闸调度方式对金泽水库水质的影响。分析了太浦河沿线水量水质监测资料,发现金泽水源地流量、水质与太浦闸下泄水量具有明显响应关系,加大太浦闸下泄水量可以减少太浦河两岸支流水量汇入,增加金泽水库水源地太湖清水所占比例,降低水源地关键污染物浓度。在此基础上,考虑金泽水源地水质需求,进一步设计了太浦闸水量水质联合调度方案。通过典型年数值模拟后发现,太浦闸采取水量水质联合调度方式不仅可以改善金泽水源地的水位条件,而且可有效改善该水源地水质,显著降低关键水质指标超过Ⅲ类标准的天数,从而提高金泽水源地取水安全保障程度。

水量水质联合调控模型及其应用

针对水资源调控研究多以自然水循环为主体易忽略水质潜在功效,构建了在时空上合理调配的水量水质联合调控模型。以水功能区目标水质为调控中心,从二元水循环角度考虑了人为干预下水体时空演变规律,提出将水环境承载能力视为一种资源和水量统一协调,利用GAMS软件进行水量水质联合调控的多目标动态耦合求解。以松花江流域为例,合理确定节点、分区纳污能力、核算时段入河污染物控制量和削减量,实现了水功能区水质规划目标,验证了模型的实用性。

黄河典型河段水量水质一体化调配模型

以黄河兰州至河口镇河段为研究对象,采用分解、协调、耦合和控制技术,通过数据实时传递与反馈实现水量水质的同步耦合,以河段取水量、断面下泄流量和水功能区水质指标为辨识参数实现调配目标的在线辨识与过程控制,建立具有循环迭代、在线反馈和滚动修正功能的水量水质一体化调配模型。以1956—2000年天然径流为输入,以2020水平年黄河上游需水和排污为例,通过优化提出河段水量水质一体化调配方案。结果表明,通过对取水量及其过程、污染物入河量与过程的协调控制,2020年水平河口镇以上河段地表耗水量125.2亿m3,低于黄河分水指标,COD和氨氮入河量控减率分别为50.6%和65.7%,水功能区水质达标率100%。模型可实现河段水量水质一体化调配。

基于水量水质双控制的流域水资源分配模型

随着流域水资源分配实践的不断深化,水资源分配的概念、内涵、原理和方法逐步丰富完善。针对中国南方丰水典型地区——东江流域出现的发展性缺水、季节性缺水和水质性缺水并存的问题,以枯水期为重点,以取水量和污染物排放量为对象,提出了一种基于水量水质双控制的流域水资源分配模型框架,并研究探讨了其相应原则、指标和方法,旨在为南方丰水地区水资源科学管理和合理调配提供理论和借鉴作用。

灌溉水质水量对番茄影响的主成分分析

为探讨不同灌溉水质和水量对设施大棚番茄品质及产量的影响,采用主成分分析法对污水、再生水和清水3种不同水质和灌溉水量处理的番茄各项品质指标及产量进行综合评价。结果表明,所选取的4个主成分的累积贡献率达到89.70%。不同灌溉水质水量处理情况下,番茄果实中所含的维生素C、硝酸盐、可溶性蛋白差异显著,可溶性糖、产量、灌溉水利用效率差异不显著。试验所采用的3种水质和水量条件下:数据经隶属函数处理的综合评价排名结果表明,水质为再生水、灌溉定额为360 mm的灌溉条件最佳;2种数据平均排名结果表明,水质为再生水、灌溉定额为320 mm和360 mm的处理较佳。

我国水质水量联合调度研究现状和发展趋势

水质和水量的联合调控是未来水资源调度和水污染控制的主要决策技术之一。文章从水资源调度入手,介绍了水质水量联合调度的概念和重要性,简析了国内外水质水量联合调度的研究现状、发展趋势以及"十一五"国内相关工作的最新进展。并对我国水质水量联合调度研究工作进行了展望。

基于水功能区的水量调控模型研究

以水量水质的联合调控为目标,分析水功能区与水量调控模拟计算单元之间的水量转换关系,改进了基于规则的水资源配置模型,提出水功能区与水资源分区计算单元之间的水量排放计算关系,模拟计算出水功能区在不同用水条件下的水量过程。结合水功能区水质目标的要求,进一步分析不同水量调控方案下的水功能区纳污能力,为实现水量水质联合模拟和调控奠定计算基础。将模型应用于嫩江流域,结果表明该模型具有灵活性和普遍适用性。

河流排污权多目标优化分配模型研究

分析了目前排污权分配研究现状及存在问题,提出由河流环境保护部门确定河流总体排污权,依次向水功能区、排污者进行分配的两级分配模式,从生态环境保护和水资源可持续利用角度出发,以经济最优和水质最优为目标,以污染物浓度控制和总量控制为约束,同时考虑分配的公平性,排污者生产连续性等,建立河流排污权多目标优化分配模型。将此模型应用于举水河排污权分配并与不同方法之结果进行对比分析,证明本文提出的方法可给出的排序权总量较小,污染物综合处理费较少的方案,且水环境节余容量较多。

水污染物排放总量控制方法研究——以无锡城北地区为例

水环境已经成为整个苏南地区经济发展的制约因素之一,为实现经济效益与环境效益协调发展,对水污染物排放实行总量控制至关重要。在对无锡城北地区水污染物负荷、水环境现状及水环境功能充分调查的基础上,结合该区域的水文特征和排水规划,统计分析出区域内水污染物的排放总量,根据污水集中处理方案,计算出区域水污染物的削减量,然后运用河网水质模型,预测水污染物削减后河流水质改善状况,以改善后水环境质量为本底值,以下游水环境保护目标的环境功能为控制要求,反推该区域在污水实行集中处理后所能接纳的水污染物排放总量。通过科学计算得知区域水环境纳污能力为19.8t/d,由此确定的经济规模有限,必将制约地方经济的发展,提出了扩大水环境纳污能力的有效途径,并提出了建设无锡地区污水入江通道的设想。

灌区退水模拟与调控方法研究进展

灌区退水是灌区水文循环的重要组成部分,不合理的退水不但会降低水资源的利用效率,而且会增加环境污染的风险,对水资源的可持续利用构成威胁。而灌区退水的模拟与调控是实现灌区退水资源"量、质、效"综合控制的手段。在系统总结灌区退水可能组成与影响因素的基础上,剖析了灌区退水对生态环境的不利影响,归纳了退水量化的计算方法,并重点论述了多种水文模型在灌区退水模拟中应用的可行性以及退水调控的研究现状,以期为深化灌区退水机理的科学认识及采取有效调控手段提供参考。最后针对目前研究中存在的问题和薄弱环节,提出未来的重点研究方向,主要包括:(1)变化环境下退水规律的进一步揭示;(2)适用于灌区退水模拟的水文模型开发是未来急需解决的技术难题;(3)水量-水质联合调控是未来灌区退水的重点研究方向。

水资源水质水量联合调控研究进展

水资源短缺和水质恶化等问题是当前制约我国社会经济发展的重要因素之一,可通过水质水量联合调控方式解决我国当前水资源问题。从水质水量联合配置模型的构建、发展、耦合模拟和应用等方面,总结了国外水资源水质水量联合调控的研究成果,分析了国内水质水量联合调控的研究现状,指出了现有研究的不足,并展望了未来发展方向。

天然河流一维水质模型的研究与改进

分析和研究了在河流污染浓度控制中广泛应用的一维水质模型结构和应用条件．根据总量控制的需要，以河流中瞬时面源排放的一维水质模型为出发点，采用叠加原理和积分法重新推导了连续稳定面源排放的一维水质模型结构，通过实际应用，检验了模型的精确性和实用性，分析比较了总量控制一维水质模型与浓度控制一维水质模型的结构、应用条件。

太浦河工程水量水质联合调度对金泽水库及松浦大桥取水口水质影响研究

金泽水源地及黄浦江松浦大桥备用取水口是黄浦江供水系统的重要组成部分,改善金泽、松浦大桥断面水质对保障上海市西南五区供水安全具有重要意义。研究了近年太浦河工程实况调度,设计了太浦闸流量分级调度方案、太浦闸水质超标分级调度方案并进行优选,在此基础上拟定了1个常规流量分级调度方案、2个水量水质联合调度方案,并采用对重点研究范围内河网水系、水利工程及污染源进行细化更新后的太湖流域模型进行水量水质模拟分析。结果表明,太浦闸采用水量水质联合调度可改善金泽水源地水位条件及水质指标,减少关键水质指标(NH3-N)超过0.8 mg/L及连续超0.8 mg/L天数,而对松浦大桥备用取水口水质指标改善效果有限。

配置双进双出磨煤机的超临界600MW机组主蒸汽温度控制

针对华能沁北发电有限公司(沁北电厂)3号、4号超临界600 MW机组投产后一直存在主蒸汽温度超温且在机组变负荷过程中主蒸汽温度无法自动控制等问题,对主蒸汽温度及分离器入口温度控制、水煤比控制等进行了调整优化。优化后,使得在机组动态/稳态工况下的主蒸汽温度及压力、机组负荷等主要运行参数均能够控制在合理的范围内,提高了机组自动控制水平。

基于“水质-水量”联合恢复的水资源系统保护研究——以江西新余孔目江流域为例

以江西省新余市孔目江流域为例,在系统分析其水资源现状、面临的问题及其驱动因子的基础上,提出了基于"水质-水量"联合保护与恢复的水资源系统保护思路和模式,即通过实施水量调控工程、水质保育提高工程和流域复合生态系统恢复与重建工程,使流域内的森林、湿地和农田生态系统协同演变,增强孔目江流域的水源涵养和水体净化功能,从而实现保育和提高水质、保持和增加水量的目的。

水量水质联合配置方案评价指标体系研究

在阐述水量水质联合配置方案评价内涵基础上,给出了水量水质联合配置方案评价操作流程。利用层次分析法构建以经济社会、生态环境、水资源系统为评价准则,以流域缺水率、新增投资额、水功能区个数达标率、生态用水比例、人均水资源量、水资源开发利用程度和万元GDP耗水量为具体指标的方案评价体系。以分区协调性指标和方案公平性指标为核心,在合理确定指标权重的基础上,选取浑太河流域进行评价体系的可行性验证,结果表明,构建的水量水质联合配置方案评价指标体系切实可行。