河流突发水污染事件峰值模拟及预警研究

为了最大程度地降低突发水污染事件带来的损失,采用MIKE11水动力—水质耦合模型,对太子河流域本溪段突发水污染事件进行模拟。模型验证的结果表明,构建的水动力—水质耦合模型满足精度要求。模拟4种情景的含挥发酚废水超标排放,结果表明:在相同条件下,污染物峰值浓度与排放强度、瞬时排放量呈正相关;排放地点距离监测断面越近,污染物峰值浓度越高;排放强度不会影响污染物到达监测断面及峰值浓度的时间。不同挥发酚超标排放的模拟结果可以为相关河流突发水污染事件提供预测预警,还可以为应急处置提供参考。

数字孪生丹江口工程突发水污染事故模型研发与应用

针对丹江口水库水域面积广、库岸线长、污染来源分散且类型多的特点,基于有限体积方法自主研发丹江口水库二维水动力水质机理模型,基于拉格朗日粒子追踪方法自主研发丹江口水库二维“油粒子”随机模型。通过机理模型和随机模型相结合,实现丹江口水库任意位置、不同污染类型和排放方式情景的突发水污染场景的快速构建,模拟库区水流运动及污染物输移扩散过程,实时输出污染团前锋运动轨迹、距陶岔里程及预计到达时间等。基于“云境”数字孪生模拟仿真平台实现计算结果的可视化展示,并在丹江口水库多次水污染事故应急处置工作中成功应用,为南水北调中线水源工程应对突发水污染事故和保障水质安全提供有力技术支撑。

突发水污染事件风险分析——以引江济淮工程(河南段)为例

从交通事故风险、污水排入风险以及其他风险等方面识别引江济淮工程(河南段)突发水污染事件的风险源,建立适应性的风险评价指标体系、指标等级划分标准和风险等级评价模型,综合评估7个评价河段突发水污染事件风险等级。结果表明:2个评价河段的风险等级为重大(Ⅱ级),5个评价河段的风险等级为较大(Ⅲ级)。从降低风险源危险性、提高风险控制有效性等方面提出突发水污染事件风险管控对策措施。本研究为降低引江济淮工程(河南段)突发水污染事件的发生概率和危害程度提供了支撑,对发挥工程综合效益、保障受水区供水安全、维护良好的水生态环境具有重要意义。

突发水污染下调水工程可持续供应链协同管理模式构建

调水工程可持续供应链复杂的内部特征和外部环境加大了其突发水污染的治理难度,合理的协同管理模式可以提高突发水污染事件的处置成效。根据协同理论与行动者网络理论,分析突发水污染下调水工程可持续供应链协同管理的参与主体构成、多维利益诉求,确定了“协同管理”强制通行点,探析了参与主体和运行环境的利益协同体系结构,并基于问题呈现、利益协同、招募等转译过程,构建了多主体参与、多维利益协同的突发水污染下调水工程可持续供应链协同管理模式。通过该协同管理模式,可激活突发水污染下公众、企业等主体的协同管理价值认同,发挥各主体的协同价值,增强调水工程突发水污染事件的协同管理能力,促进调水工程可持续效益的稳定发挥。

银川市重点入黄排水沟突发水污染事件应急防控探究

灵武东沟属于银川市重点入黄排水沟,流域范围较广,涉及的环境风险源虽不复杂但较为典型。本文以灵武东沟为例,结合典型突发环境事件情景,构建银川市重点入黄排水沟突发水污染事件应急防控方案。其间,要做好信息收集与研判,加强预防与预警,开展污染源排查,落实应急防控措施,实施应急监测,强化应急物资保障和调度。入黄排水沟突发水污染事件应急防控体系的构建是对“南阳实践”经验转化的一次积极探索,为类似入黄排水沟的流域水环境风险防控体系建设提供有效借鉴。

水处理技术在突发事件中的应用研究

水资源是人类生存和发展的基础,但突发水污染事件可能对水质产生严重影响,从而威胁生态环境和人类健康,因此,有效的水处理技术在应对突发水污染事件中显得至关重要。本文旨在为水污染事件的紧急处理提供科学支持,以确保水资源的可持续利用并保护环境的可持续性。

光学法水质在线监测系统在突发污染事件中的应用潜力评估

在突发性水污染事件中,水质实时监测能力至关重要,它可以帮助及早发现污染源、评估污染程度以及采取相应的应对措施。光学法水质在线分析技术近几年发展迅速,通过在杭州市余杭塘河岸边建设光学法水质在线监测站,从仪表测量准确度、野外长期运行情况和实验室模拟突发性水污染事件中的仪表表现,对光学法水质在线分析仪表进行考察和评估。结果表明:通过联用多种光谱技术,可以基本实现现实应用场景下河道水质的准确测量;光学法水质仪表已达到长期野外稳定连续运行要求;水质监测结果的突变与降雨存在一定的相关性,仪表能够及时捕捉河道水质变化;光学法水质仪表能够实时反映水中污染变化情况,具有在突发性水污染事件中应用的潜力和重要性。在实际复杂的应用环境下,光学法水质在线仪表的提前预警能力和可靠性有待进一步验证和提高。光学法水质在线分析仪表相比化学法水质在线仪表具备实时响应性、测量准度高、仪表可校正和仪表可扩展性等优点,是未来水质分析的重点发展方向之一。

水库突发水污染事件风险评价及应急调度方案研究

根据突发水污染事件特征及影响因素,建立水库突发水污染事件风险评价指标体系,并采用层次分析法进行指标权重计算和确定.依据水库突发水污染事件风险计算值,对突发水污染事件进行事故等级分类,提取对其影响较大的二级指标,并结合水动力模型模拟结果指导水库突发水污染事件下应急调度方案的制定.上述风险评价体系和应急调度方案制定以假设丹江口水库发生突发水污染事件为例进行了实例应用,并提出了满足不同供水要求的陶岔持续小流量引水和陶岔部分时段停止供水两种应急调度方案.

Hadoop平台下突发水污染应急预案并行化处置

针对突发水污染事件呈现的大数据特征,以及应急管理对应急高效率的需求,基于Hadoop平台按照CBR(Case Based Reasoning CBR)推理过程设计了突发水污染事件应急预案的并行化处置方案,利用MapReduce框架实现了预案特征数据入库和预案特征匹配检索的功能,并通过建立一级特征索引加快应急预案的检索速度,最终将应急预案特征数据及原始数据存储在HDFS(Hadoop Distributed File System,HDFS)分布式文件系统中.通过对陕西省渭河突发水污染事件应急管理过程进行模拟应用,结果表明,该方案可有效提升突发事件应急预案的生成效率,便于管理者和决策者快速应对突发事件,降低了突发事件的危害程度.

国内外针对突发性水污染事故的立法经验比较

面对突发性水污染事故多发、危害严重的现状,总结了美国、日本等国家关于突发性水污染事故应急管理立法的成功经验和国内相关立法工作中存在的宪法和环境保护综合法界定不清、应急法律不成体系等问题,同时针对国内相关立法工作的不足提出了加强中国突发性水污染事故应急立法的建议。

城市水源地突发性水污染事故思考

在介绍水源地突发性水污染事故的概念、类型和包括突发性、不确定性、多样性、扩散性、危害性和艰巨性等基本特点的基础上,从水源地应急监测系统、资料匮乏、后续处置、结构单一和协调机制等方面分析了水源地的安全性,构建了包括应急处理系统、法律法规体系、预警系统、动态监测、联动机制和应急预案等方面的水源地突发性水污染应急对策系统。

基于博弈论的突发性水污染事件治污决策模型

针对当前严重的水污染问题,采用博弈论对突发性水污染事件治污决策进行了研究,为事件应急管理提供理论支撑与决策支持。基于经典博弈论构建了信息不对称下突发性水污染事件中管理部门与企业之间的信号博弈模型,对信号发送方企业的类型空间、信号空间和信号接收方管理部门的行动空间进行假设,求得了模型的精炼贝叶斯均衡解,并对不同参数取值下的均衡解进行了分析。基于有限理性建立了企业群治污决策进化博弈模型,通过求解模型复制动态方程得到了不同参数取值下的进化稳定策略,并对模型进化趋势进行了分析。结果表明:对突发性水污染事件进行治污决策时,通过公开企业信息与信誉,提高对企业是否采取治污策略的奖惩力度,采用现代先进信息技术降低企业治污与管理部门检查的成本等方式有助于企业采取治污策略。

南水北调中线干线水质安全应急调控与处置关键技术研究

为应对南水北调中线干线工程可能存在的突发水污染事故,加强突发水污染事故的应急防治和管理,建立"数值模拟—评价诊断—溯源预测—应急调控—污染处置"5大环节于一体的突发水污染应急调控与处置技术体系,包括闸泵群控制下水量水质模拟技术、水质安全评价诊断技术、突发水污染溯源预测技术、水污染应急调控技术和水污染应急处置技术等关键技术。研究成果应用于示范工程和系统平台,适用性强,可保障南水北调中线干线输水水量水质安全,实现"一渠清水北送"的目标。

突发水污染事件中遥感瓦片大数据存储系统

突发水污染事件频发,利用GIS平台、遥感技术及水质模型对突发水污染事件进行模拟研究逐渐成为一种发展趋势.针对目前海量、异构、动态遥感数据难以快速处置和高效存储的问题,基于HBase设计和实现了突发水污染事件的遥感瓦片大数据存储系统.该系统以数字地球平台为支撑,结合遥感瓦片金字塔模型和Map Reduce框架,考虑实时、动态观察事件发展态势引起的瓦片数据频繁加载特点,对遥感瓦片数据的线性四叉树编码索引进行了改进,将其同水污染数据一并存储到HBase数据库中,并通过增加缓存区来提升遥感瓦片数据的访问效率.将此系统应用于渭河陕西段突发水污染事件中,实验结果表明:改进后的索引可在200个毫秒时间内提取到水污染区域的遥感数据,引入的缓存机制使得水污染区域遥感数据的加载时间节省了近2/3.因此,该存储系统访问效率高,能够满足突发水污染事件快速应急模拟的需求.

基于ALARP原则的突发性水污染事件风险评价研究

为校正突发性水污染事件风险评价中因多因素和不确定性带来的风险评价误差,本研究提出基于ALARP(As Low As Reasonably Practicable)原则的突发性水污染事件风险评价方法,即以基于ALARP原则的"F-D"图为基础,通过对计算危险源分级指标和分析事故发生概率,确定其在图中所处的区域,从而确定风险性质。并且以此为指导提出相应的风险管理建议。本研究将孟津化肥厂作为案例,成功地应用该方法对其进行了突发性水污染事件的风险评价。本研究成果可为突发性水污染事件的风险评价及风险管理提供较为实用的方法和依据。

水源地突发性水污染影响与预警站选址

采用Delft3D软件建立长江南通河段的二维水动力水质模型,通过河段洪季和枯季的实测水位、流速、流向对模型进行验证,根据模型计算结果,在长青沙和狼山水源地上下游分别确定了2组水质预警监测站位置,在水源地上下游突发污染物质泄露事故时,能够为取水口提供2 h以上预警响应时间。

中国突发水污染事件时空分布特征

收集我国2006～2016年间874起突发水污染事件数据,采用统计分析的方法,探讨中国近11年来突发水污染事件时空分布特征.结果表明:2006年事件频数最高(108次),2007年水污染事故数骤减(62次),此后至2016年,突发水污染事件频数大体上和GDP呈正相关上升趋势;事故频发期为3～9月,即春季和夏季为污染事件的高发季节;突发水污染事件空间分布分异较明显,华东、西南和华南三大地区事件频数占全国总频数的69.2%,事故发生地主要集中在重庆、广东、浙江和福建等省市;长江流域、珠江流域和浙闽片河流污染事件数量较为密集,占总数的74.4%;从2006、2011到2016年,环境污染事件的频发区域有着从北向南扩散转移的趋势,长江三角洲、珠江三角洲和鄂渝地区事件频数较高;省级行政区的突发水污染事件的发生次数与人口、交通事故数、工业企业数和工业废水排放量等因子呈显著正相关关系,与单位工业企业数产出下的环保机构数、环保系统人员数和人大政协环境提案数呈负相关关系.

基于水库调度的河流突发水污染应急处置

天然河流水污染事件频发,如何运用水库应急调度降低污染损失具有重要意义。以突发水污染事件应急处置为目标,分别构建了水污染溯源、浓度预测和水库应急调度模型,并通过数值模拟的方式对水库调度方案进行优选,最终建立了一套完善的水库应急调度技术体系。将技术运用于贺江2013年水污染事件应急处置分析,结果表明,模型重构的监测断面污染物浓度过程与实测过程较为接近,优选的水库调度方案及其处置效果也与实际情况基本吻合。结果说明本文建立的水库应急调度关键技术体系可运用于指导河流突发水污染事件应急处置。

东庄水库突发水污染事故下有机物的时空分布研究

东庄水库作为关中渭北地区水资源配置网络中的关键工程,库区两岸分布有许多工业企业,一旦发生突发水污染事故将会严重危及水库水质安全。针对东庄水库可能发生的突发水污染事故,基于MIKE 11水动力-ECO lab模块,对东庄水库突发水污染事故爆发后COD_(Mn)有机物扩散情况进行数值模拟,结果表明:上游来水量对污染物的时空分布规律作用明显,污染物排放流量及排放时间对污染带影响不显著,通过改变上游来水量可控制污染带的影响时间及影响距离。该结果可为东庄水库突发水污染事故应急调控策略及方案的制定提供参考。

基于水功能区控制单元的流域突发性水污染事件风险评价区划及其应用

以水功能区控制单元为基础,结合子流域划分工作单元。采用压力-状态-响应(PSR)环境分析模型构建环境风险源危险性指标体系,进行流域环境风险源识别及其危险性等级评价。增加"环境风险源下游特征"指标以考虑风险源流经下游重要性不同的水功能区(工作单元)对其本身危险性等级的影响。结合指标数据、标准和权重,采用模糊综合评价法计算风险源的危险性(以及工作单元的脆弱性等级)。参考河流一维污染物衰减模型,建立工作单元危险性等级评价方法。工作单元危险性等级由两部分叠加构成,即本单元风险源的危险性等级和上游风险源通过河流对下游工作单元危险性的影响。结合工作单元的危险性和脆弱性等级,通过风险矩阵评价工作单元的风险等级。在此基础上,在同一水功能区控制单元,合并风险相同的工作单元,实现流域风险评价区划。将上述方法应用在滦河流域中上游。研究表明,滦河流域中上游共55个风险区,其中高风险区I有3个,较高风险区II有15个,较低风险区Ⅲ有14个,低风险区IV有23个,说明滦河流域中上游整体风险性偏低;并对不同等级风险区提出相应的管理方案。