城市湖泊污染控制工程研究——以梅溪湖为例

在城市快速开发建设进程中,城市湖泊水环境面临着严峻考验。文章以梅溪湖为例,分析梅溪湖规划建设的成功经验,并针对晴天污水直排、初期雨水污染、管网病害等突出问题,采用排口智能化改造、管道病害修复、管网改造完善等工程措施,在控制入湖污染的同时兼顾景观功能。该工程的实施对完善城市排水体系、防治污染风险、改善湖泊水质具有重要意义,为城市湖泊污染控制提供有益借鉴。

基于热污染率的湖水源热泵温排水影响评价方法

湖水源热泵因其节能及运行稳定等优点而被广泛应用,但是湖水源热泵温排水的排放可能会引发水体热污染问题。通过建立湖水热平衡模型,分析了湖水源热泵温排水的热影响,并根据中国现有的地表水环境质量标准,以湖水温度变化为切入点,将水体热污染定量化,定义了水体热污染率,提出了湖水源热泵温排水影响的评价方法。将该评价方法在南京工程大学天印湖水源热泵系统中进行应用,测试了湖水源热泵系统及湖水的相关参数,得出了最热周和最冷周湖水在竖直方向和水平方向的温度梯度,计算出水体最热周最大和平均水体热污染率分别为0.69和0.48;最冷周最大和平均水体热污染率分别为0.42和0.38,与冬季相比,夏季更容易造成水体热污染。实践表明,该方法可以定量评价湖水源热泵温排水影响,可为类似湖水源热泵的设计应用提供参考。

江湖连通方案的最佳引水流量研究——以湖北磁湖为例

江湖连通工程能够在短期内达到改善湖泊水质的目的,在国内外得到了广泛应用.但是,在保证改善效果的前提下,如何尽量节约投资和运行费用、确定合理的引水流量尚未得到充分的研究.以水环境质量改善后降低的污水处理费用作为工程经济效益指标,提出了成本和效益评估方法用以评估计算引水流量与工程经济效益、工程运行成本、净效益的定量关系,最后分析得到合理的引水流量范围和最佳引水流量,并利用基于DEM的二维水量水质数学模型来模拟分析水质改善效果.该方法应用于湖北黄石磁湖,在其水体连通方案的基础上,模拟8种不同引水流量工况,分析引水流量与净效益的关系曲线,计算得到最佳引水流量.结果表明:随着引水流量的增加,净效益先增大后减小,每次引水的净效益最大值为4.05万元,相对应的最佳引水流量为10.62 m3/s.本研究为磁湖及其它类似水域的水污染治理和成本控制提供了科学的参考依据.

太湖流域江苏地区代表性水产养殖排污系数测算研究

为合理评价水产养殖对环境的影响,选取太湖流域典型地区12个养殖池塘和养殖围网,包括淡水池塘养殖中华绒螯蟹、草鱼和翘嘴红鲌,网围养殖中华绒螯蟹、鲢鳙等5种养殖模式和养殖品种,采用现场监测及物料平衡相结合的方法对水产养殖中总氮、总磷、铜和锌等污染物的排污系数进行系统定量研究。结果表明,物料平衡法计算下的排污系数因养殖品种和养殖模式的不同存在较大差异,即使同一养殖模式下的同一主要养殖品种,因配养情况的不同得出的排污系数也相差很大。围网养殖中华绒螯蟹,套养其他鱼类的比例在30%~60%时,总氮、总磷、铜、锌的排污系数均值分别为16.80、2.80、0.002 0、0.026 1 kg·t^(-1);如不套养或少量套养(套养比例<10%),总氮、总磷、铜、锌的排污系数均值分别为90.03、41.39、0.036 5、0.219 8 kg·t^(-1);网围养殖鲢鳙的排污系数为负值。对池塘养殖模式,采用现场实测和物料衡算两种方法同时进行测算,物料衡算法计算下的排污系数远大于现场实测法。研究结果结合渔业统计数据,可核算区域水产养殖污染负荷。在水产养殖过程中,要充分利用鱼、螺、草、藻的物质循环关系,建立一种良好的生态养殖模式,达到经济效益和环境保护双赢的目的。

SWAT模型在洱海流域面源污染评价中的应用

重点污染区域和污染因子的识别是面源污染控制的基础.通过将物理过程模拟及排污系数法计算进行整合,建立了SWAT模型,以描述农业生产活动与污染入湖量之间的关联关系,并以云南洱海流域总氮污染为例,使用验证后的SWAT模型模拟计算不同空间单元和不同农业生产活动对入湖TN的污染贡献系数,定量分析流域内各区域的农业面源污染源结构,识别洱海流域重点农业污染源和农业污染村镇.结果表明,奶牛养殖、生猪养殖和大蒜种植是目前洱海流域内入湖TN污染的最重要农业污染源,占流域总污染负荷的66.12%.对入湖TN污染贡献最大的6个村镇为江尾、右所、三营、玉湖、凤仪和喜洲,占流域总污染负荷的63.41%.

太湖流域农村生活污水产排污系数测算

选取太湖流域典型地区9户农户(高、中、低收入水平各3户)作为研究对象,采用现场监测及入户调查的方法对农户生活污水各类污染物产排污系数进行系统定量研究。结果表明,收入水平对农户总生活污水中TN、NH4+-N、TP产污系数无显著影响,但对污水量、COD产污系数及总生活污水中各类污染物排污系数影响显著,均表现为高收入农户>中收入农户>低收入农户。厕所污水对污水污染总负荷贡献率极高,COD占67%以上,TN、NH4+-N、TP占84%以上,因此,厕所污水的利用与处理率是影响污染物排污系数的主导因素,而农业收入水平及化粪池类型则对这2种因素影响显著。

太湖上游流域经济发展对废水排放及入湖总磷的影响

为探索太湖流域水环境质量随经济发展的变化趋势，利用环境库兹涅茨曲线模型模拟1978—2012年太湖上游流域人均GDP与废水排放量、入湖总磷负荷的关系．结果表明：以1978年为计算基期，太湖上游流域人均GDP年均增速为10．3％～11．8％；1990—2012年，太湖上游流域年均工业废水排放量和废水排放总量分别为64799×10^4、93707×10^4t，与人均GDP均呈倒U型关系，从2006—2007年、2008—2009年呈下降趋势；人湖总磷负荷与太湖上游流域废水排放总量呈显著正相关，且与人均GDP呈倒U型关系，从2007—2008年呈下降趋势，在1990s以前为850～1200t／a，1990s以后为1300—2000t／a．该研究为从经济学角度评估太湖上游流域废水排放、入湖总磷负荷及其变化趋势提供科学依据．

太湖流域农村生活源产排污系数测算的相关方法及问题分析

以第1次全国污染源普查为背景,针对太湖流域农村生活源产排污系数测算过程中监测点的设置、监测采样和数据分析等问题进行重点分析。基于自然环境分区与经济收入水平分级和突出重点、合理布局的原则设置太湖上游监测点,划分6个类型区共计15个监测点,分有下水和无下水农户2种情况进行监测点建设;具体分析了农村生活污水和生活垃圾的采样步骤,并设计了生活污水、垃圾现场采样记录表,以利于数据记录和分析处理的标准化;依据Grubbs准则和Dixon准则进行监测数据结果的数理统计,选取Grubbs准则进行监测数据最大值或最小值的异常值检验。

乌梁素海流域污染现状分析及防治对策

基于已有研究结果和实际调查资料,采用排污系数法,对乌梁素海流域COD、TN、TP污染负荷进行估算。结果表明,2008年乌梁素海流域COD、TN、TP污染负荷总量分别达39.3、6.95、0.91万t/a,其中畜牧养殖业和农田面源是主要的贡献源,其污染负荷分别占COD负荷总量的23.5%和31.1%、TN负荷总量的40.3%和25.2%、TP负荷总量的61.1%和13.5%。乌梁素海富营养化控制的关键是降低农牧业污染排放,而处于转型期流域的工业污染也不容忽视,并针对这3类污染源提出防治对策。

排污交易控制太湖磷污染应用研究

分析了太湖主要污染物之一磷的来源,在此基础上提出了针对不同污染源类型采用排污交易控制太湖磷污染的方法、技术路线,初步评估了排污交易控制太湖磷污染的效益,论证了排污交易控制磷污染的可行性.

太湖典型地区工矿企业废水中主要污染物排放特征研究——以江苏溧阳市为例

在调查了江苏省溧阳市化工、纺织等18家典型工矿企业废水中TN、TP、 CODMn等主要污染物质排放强度及特征基础上,估算了溧阳市工业行业的万元产值排污系数及TN、TP、CODMn的年排放量. 2000年度溧阳市全市工业行业年排放TN 479.9t, TP 40.8t, CODMn的1529.7t,约占太湖外源性污染负荷的2%-3%. 造纸、印染、化工、纺织等行业的万元产值排污系数较其它行业为高.被调查企业排污口废水中TN、TP、CODMn等污染物排放强度具有夜间高于白天等日变化特征.

太湖流域河网地区湖泊氮磷污染负荷研究——以江苏常熟南湖荡为例

以江苏常熟市南湖荡为例,对当地主要的农业面源、水产养殖面源、畜禽养殖面源、居民生活面源的污染物排放量及南湖荡水体的TN、TP允许纳污量进行估算,并对南湖荡水体的富营养化现状进行评价。结果表明:南湖荡的TN、TP排放量分别为113.8 t/a和18.3 t/a,水体的TN、TP允许纳污量分别为134.4 t/a和6.4 t/a。TN排放量已经十分接近水体TN允许纳污量的上限值,TP排放量已经远远超出水体TP允许纳污量。因此,南湖荡水质已经处在从Ⅲ类水向Ⅳ类水过渡阶段。依据计算得到的富营养化参数,可认为南湖荡处于中度富营养化状态。研究结果可为南湖荡的污染控制和管理提供依据,研究思路和方法可为同类湖泊治理与保护工作提供参考。

滇池流域典型城郊降雨径流污染特征与排放过程

选择滇池流域典型城郊代表性的两个功能区——居民生活区和居民生活-集市混合区进行降雨径流监测,分析降雨径流污染特征及排放过程。结果表明,降雨地表径流中总氮浓度在2.18～29.40mg·L-1,总磷浓度在0.18～3.90mg·L-1,氨态氮浓度在0.87～18.48mg·L-1,硝态氮浓度在0.02～3.64mg·L-1,CODCr浓度在22.51～362.92mg·L-1,TSS浓度在7.00～882.00mg·L-1之间。降雨地表径流污染物浓度高于地表水Ⅴ类水环境质量标准。降雨径流中氮的主要污染物是氨态氮、颗粒态氮和溶解有机态氮,磷的主要污染物以颗粒态磷和PO34--P为主。降雨径流污染物浓度随降雨时间发生变化,开始产生径流时污染物浓度较高,之后随着雨强的平衡而趋于下降。降雨径流各污染物浓度是居民生活-集市混合区大于居民生活区,居民生活区径流大于屋面径流;次降雨径流污染物平均浓度(EMC)为居民生活-集市混合区普遍高于居民生活区。居民生活-集市混合区降雨径流EMC变化表现出更大的随机性。

江苏太湖地区水污染物及其向水体的排放量

1997年各污染源累计向江苏太湖地区水体排放 TN 6 4 82 4 t,各污染源中 TN所占份额的高低顺序为 :农田 2 4 %、工业 2 2 %、人粪尿 18%、畜禽粪尿 16 %、生活污水 14%、精养鱼塘6 % .种植业、畜牧业、渔业累计占 4 6 % ,农业生产对水体的氮素污染较重 .CODCr排放量的高低顺序为生活污水 89385t、人粪尿 74 551t、畜禽粪尿 16 82 0 t、精养鱼塘 2 758.5t;TP为畜禽粪尿 72 4 1t、生活污水 2 2 39t、人粪尿 196 9t、精养鱼塘 4 0 7.3t.等标污染负荷分析结果表明 :畜禽粪尿、生活污水、人粪尿、精养鱼塘四种污染源对水体的污染均表现为 TP最重、TN次之、CODCr最轻 .

太湖流域江苏片区工业源污染负荷研究

利用第一次全国污染物普查数据对太湖流域江苏片区工业源的原始产生量、出厂排放量按行业类别及排放去向进行了统计分析,由于仅COD、氨氮2项指标被纳入普查工业源重点因子,为全面分析工业源污染负荷量,选取常州、苏州、无锡、镇江地区共计1424家典型企业对TN、TP因子进行了补充监测,同时,对各县市共214家污水处理厂排口浓度进行了详细调查,在此基础上,对工业源直排入河量及污水处理厂处理后入河量进行了测算。结果表明:太湖流域江苏片区工业源原始产生废水19.59亿t、COD 118.7万t、氨氮3.47万t,经过企业内部处理后出厂排放废水量约11亿t,其中35%的废水接入了污水处理厂;太湖流域江苏片区最终入河的工业源污染物量分别为COD 10.6万t/a、氨氮4 665t/a、总磷934t/a、总氮1.84万t/a。

千岛湖现状污染负荷分析与限制排污总量研究

根据千岛湖水质现状和水功能区划,确定2015年和2020年千岛湖水质保护目标的污染物浓度,核算现状污染负荷量。将现状CODMn、NH3-N和TP污染负荷量作为千岛湖CODMn、NH3-N和TP的纳污能力,即千岛湖湖区CODMn、NH3-N和TP指标纳污能力分别为16 420 t/a、2 225 t/a和434 t/a。采用狄龙模型核算千岛湖TN指标的纳污能力,2015年千岛湖TN质量浓度目标值为0.88 mg/L,对应湖区限排总量为3 468 t/a;2020年将千岛湖TN质量浓度目标值进一步提高至0.8mg/L,此时对应湖区TN限排总量为3 176 t/a。

全国重要江河湖泊水功能区限制排污总量控制方案

对全国4 493个重要江河湖泊水功能区纳污能力进行了核定,结合水功能区水质状况、纳污能力和现状污染物入河量,提出了限制排污总量确定的原则,制定了水平年2020年和2030年的限制排污总量控制成果:2020年,COD 585.20万t/a,氨氮52.57万t/a;2030年,COD 542.97万t/a,氨氮46.54万t/a。对各省级行政区限制排污总量成果进行分析,结果表明,大多数省级行政区各水平年限制排污总量呈逐步递减趋势,与规划水平年水功能区水质达标率逐步增加的目标要求总体协调。根据限制排污总量方案,提出了加强水功能区限制排污总量管理的对策、措施和建议:加快开展水资源监控能力建设;切实加强水功能区监督管理;严格控制入河湖排污总量;不断加大水资源保护投入力度;完善政策法规和管理制度体系;强化宣传教育和公众参与。

湖水源热泵温排水影响研究

针对南京工程学院的天印湖水源热泵系统,建立了三维传热模型。通过FLUENT软件的用户自定义函数,使用计算机C语言程序编写适用于该模型的UDF(use-defined function),把它导入FLUENT来模拟湖水源热泵温排水对湖水温度场的影响,同时从理论上计算了湖水源热泵系统的COP(coefficient of performance)。通过实验验证了该模型的正确性。针对模拟和实验分析的结果,对湖水源热泵埋管的布置提出了合理的建议。

太湖流域水污染对太湖水质的影响分析

从太湖地区(苏州、无锡、常州、杭州、嘉兴和湖州)的污染物排放量、水质监测结果,以及工农业发展、人口变化、人民生活水平的提高、东太湖萎缩、底泥中营养物的变化和湖泊生态系统失衡的特点入手,分析了太湖流域水污染现状。结果表明,工业废水排放量高于城镇生活废水排放量;太湖湖体、环湖河流水质与省、市边界断面主要超标项目分别为:总磷、总氮和氨氮:水体水质演变是由工农业迅速发展、人口过度增加、污染防治措施相对滞后,以及太湖水生态系统失衡等原因造成的。

太湖流域水生态文明建设实践与探索

太湖流域水生态状况不容乐观,虽然水利部门为改善流域水生态进行了诸多不懈努力,但仍面临着违法排污破坏水生态、水功能区水质达标率偏低等问题。介绍了近年太湖流域开展的水生态文明实践活动,针对问题提出了下一步的工作建议,让良好的水生态服务、保障流域经济社会的发展。