基于SWMM-CA耦合模型的镇江市内涝数值模拟

受快速城市化和极端暴雨的影响,镇江市主城区内涝频发,不仅对防洪安全构成威胁,且制约了经济社会的可持续发展。以焦东片区为研究区,基于SWMM和元胞自动机构建耦合模型SWMM-CA,通过实测降雨、流量、内涝资料对SWMM-CA模型进行率定与验证,评估了模型的适用性和可靠性。结果表明:SWMM-CA模型能较准确地模拟研究区内涝情况,率定期与验证期纳什系数均大于0.7,洪峰流量误差在17%以内。SWMM-CA模型在复杂城区内涝模拟方面具有良好的适用性和较高的模拟精度,可为城市内涝防控提供技术支撑。

镇江市金山湖水质强化净化与生态修复关键技术

项目主要完成了以下内容:(1)研发了生态漂浮床技术、仿生植物技术以及固定化微生物技术等,获得生态浮床植株种植密度、植物不同收割频次下,生态浮床对水质的净化效能;获得仿生植物对水体微生境的影响及其对主要污染物的降解效能。(2)筛选了纯化金山湖沉积物中3种氮循环功能微生物(氨氧化细菌、硝化细菌、好氧反硝化细菌),获得了包埋法制成固定化小球的最佳反应条件等关键参数。

基于粒子群算法的SWMM参数多目标率定研究

率定SWMM参数对于提高城市降雨径流过程模拟的准确性至关重要。文章构建了一个理想模型与一个实际模型用于比较粒子群算法与不同目标函数的组合对SWMM参数率定的影响。结果表明:对于理想模型,多目标函数率定的SWMM模型对总流量和流量峰值的模拟精度高于单目标函数率定的SWMM模型;对于实际模型,多目标函数率定的SWMM模型仍能得到可接受的模拟结果。相较于单目标函数,粒子群算法和多目标函数的组合更适用于SWMM模型参数率定。研究成果可为提高城市内涝模拟精度提供技术支撑。

金山湖水体重金属污染物现状调查及其评价

对镇江市金山湖18个采样点的水体As、Pb、Cu、Zn、Cr以及Cd元素含量进行为期1年的监测,并通过单因子以及内罗梅综合指数,对金山湖水体重金属风险进行综合评价。结果表明:(1)金山湖18个采样点水体As、Pb、Cu、Zn、Cr以及Cd元素含量平均值分别为6.02、2.15、3.45、6.42、1.57和1.05μg/L。6种重金属平均值均小于地表水环境质量标准的三类标准。此外,金山湖水体中As元素含量小于太湖水体,但高于其他湖泊;Pb、Zn元素含量小于文献报道的其他湖泊水体。Cu与Cd元素则介于文献报道的其他湖泊水体重金属含量的之间。方差分析结果表明,Cu和Cd元素含量在4个季节具有显著的差异(P <0.01),而其余重金属元素含量在4个季节无显著差异,表明季节对金山湖水体Cu和Cd元素影响较大,而其他元素含量受季节影响较小。(2)对金山湖水体重金属进行单因子评价结果表明,金山湖水体18个采样点As、Pb、Cu、Zn、Cr以及Cd元素的单因子指数值均在0.7以下,表明水体尚未受到以上6种金属元素的影响,总体均表现为清洁状态。(3)内梅罗综合指数值表现为As> Pb> Cr> Cd> Zn> Cu。从空间角度来看,18个采样点的内梅罗综合指数值均小于0.7,表明金山湖水质较为优良,基本不受重金属污染的影响,这与单因子评价结果一致。以上调查及评价结果可为金山湖水体重金属的防治提供基础资料和数据支撑。

基于伽马函数与核熵成分分析的短历时强对流型暴雨设计方法

利用双参数伽马函数与核熵成分分析,建立短历时强对流型暴雨设计方法,并以镇江市为例,在识别与分析研究区1981—2016年汛期短历时强对流型暴雨的基础上,推求30年一遇的短历时强对流型设计暴雨过程。结果表明:根据总雨量与最大10 min雨强比值的不同,镇江市短历时强对流型实测暴雨事件可分为3种类型;短历时强对流型与芝加哥雨型推求得到的设计暴雨过程具有较高的一致性,验证了短历时强对流型暴雨设计方法的可行性;强对流型设计暴雨的雨强和雨量均比芝加哥雨型小,表明在暴雨以对流型为主的地区,选用此方法设计暴雨标准确定排水系统的工程规模更为科学。研究成果可为完善镇江市防涝防洪系统提供参考。

骆马湖诺氟沙星、氧氟沙星归趋及风险评估

以骆马湖为研究对象,针对诺氟沙星(NOR)和氧氟沙星(OFL)开展野外原观,探查NOR和OFL的水土分配特征与归趋行为,并评估其可能的湖泊水生态风险和人体健康风险.结果表明,骆马湖NOR和OFL分配系数K_(p)的范围分别为77.55^943.16 L·kg^(-1)和382.35~3787.88 L·kg^(-1).NOR和OFL环境归趋存在显著差异:NOR在湖滨带呈现从沉积物向上覆水迁移的趋势,其余点位均处于相间平衡状态,而OFL总体表现出沉积物内源释放的行为特征;两者的逸度分数a和lg K_(p)均为显著线性正相关,其中NOR的a随lg K_(p)的增长响应更为明显.骆马湖NOR和OFL对藻类的生态风险分别处于中、低风险水平(上覆水相含量),和高、中风险水平(沉积物相含量),但对水蚤和鱼类均不造成生态风险;两种抗生素对人体健康影响基本处于低风险状态.