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[硕士论文] 丁伟
水利工程 扬州大学 2018(学位年度)
摘要:河流作为人类社会赖以生存的载体,在地球的能量和物质的传输过程中发挥着十分重要的作用,健康的河流系统是正常发挥其生态功能与社会服务功能的基础。然而,随着社会的迅速发展和城市规模的不断扩大,人类对河流的干扰越来越剧烈,河流系统稳定性逐渐下降,河流健康状况不容乐观。因此,如何科学准确地表征和评价河流健康状况成为当前人们关注的热点问题。中国东部滨海平原城市带是中国经济最发达、人口最稠密、城市化水平最高的地区,对其开展河流健康度评价研究具有重要的意义。
  本文在国内外已有河流健康评价研究的基础上,剖析滨海平原城市河流的特征,明确滨海平原城市河流健康概念,分析滨海平原城市河流健康内涵及其影响因素,选取可达到的最佳状态作为滨海平原城市河流健康度评价研究的基准状态。
  探讨滨海平原城市河流健康度评价研究的评价尺度、评价方法和评价原则,并将滨海平原城市河流健康度划分为“理想状态”、“健康”、“亚健康”、“不健康”、“病态”五个等级,分析每个等级的含义。根据滨海平原城市河流特征及评价指标选取原则,按照目标层、属性层、准则层、指标层,选取了与滨海平原城市河流紧密联系且针对性较强的21评价指标,构建滨海平原城市河流健康度评价指标体系,划分等级标准。
  在分析各种河流健康度评价方法优缺点的基础上,结合滨海平原城市河流特征以及指标数据的可操作性,选取了层次分析法和物元分析法作为本次研究的数学模型。首先采用层次分析法计算各评价指标的权重,然后运用物元分析法对其河流健康度进行评价。
  选取盐城市射阳河、斗龙港、黄沙港三条市级河流作为研究对象,采用层次分析法计算三条河流各评价指标的权重,运用物元分析法对三条河流健康度进行评价。评价结果表明盐城市射阳河、斗龙港、黄沙港河流健康均正在向亚健康等级转化。根据评价结果,分析河流管理中可能存在的问题,结合滨海平原城市河流特征,提出河流健康改善措施和建议。
[硕士论文] 张艳霞
环境工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:定量研究气候变化和人类活动对径流变化的影响及其归因分析对于锡林河流域水资源的可持续管理具有重要意义,研究结果可为流域水资源配置提供参考依据。本文基于锡林河流域1968-2015年水文和气象数据序列,采用Mann-Kendall趋势检验和其他线性趋势检验方法进行趋势分析,应用Mann-Kendall突变检验和双累积曲线法进行突变分析,继而利用双累积曲线法、累积量斜率变化率比较法及弹性分析法定量研究气候变化和人类活动对径流量影响的贡献率。结论如下:
  (1)趋势分析的结果表明:1968-2015年间,锡林河流域年均气温呈增加趋势,20世纪90年代升温最快;年均潜在蒸发量呈显著上升趋势;汛期降水量占全年76%,降水变化不显著;年径流量呈显著下降趋势,2000年后极为明显;春、夏季径流量分别占全年径流量的53.25%、32.39%,径流量年内分布呈“双峰型”,峰值分布于4月和8月,径流补给分别为春季融雪补给和夏季降水补给。总体而言,锡林河流域年均气温及潜在蒸发量呈一致性的增加趋势,而年降水量及径流量则呈减少趋势。
  (2)突变分析的结果表明:气温在1988年发生突变,且1990年后增加趋势更为显著;潜在蒸发量在1998年发生突变,突变年后变化速率明显增大;径流量呈显著减少趋势,分别在1984年和2000年发生突变,基于此,将1968-1984年作为基准期、1985-2000年和2001-2015年则作为突变期。
  (3)径流量对气候变化与人类活动定量响应研究表明:基于经验模型双累积曲线法与累积量变化率比较法计算求得的降水变化对径流影响结论一致,弹性系数法采用Ol?dekop、Budyko、Turc-Pike等5种方法,计算结果相近,在突变期1985-2000年和2001-2015年,人类活动对径流影响的贡献率分别为62%和42%。三种方法得出一致结论:1985-2000年间人类活动对径流量的影响略大于2001-2015年时段,2000年后人类活动的影响呈现小幅降低趋势,另外,弹性系数法和累积量变化率比较法得出一致结论:2001-2015年时段气候变化和人类活动对径流影响的比重相近。
  (4)归因分析的研究表明:相较于基准期1968-1984年,1985-2000年期间径流增加了22.84%,降水增加了2.58%,潜在蒸发量减少了0.01%,对径流量影响不大;尽管人口增速减缓,但超载放牧现象严重,且水利工程等削弱了下垫面拦蓄作用,在一定程度上影响了径流规律。2001-2015年径流量相较基准期下降42.4%,突变点明显,该阶段气候变化和人类活动对径流影响比重相近,21世纪以来气温上升明显,降水量减少了6.37%,潜在蒸发量增加了5.88%,加之二三产业的迅速发展,导致地表水及地下水的大量开采及消耗,人类活动和气候变化共同作用下导致径流量减少。
[硕士论文] 欧阳炜
水土保持与荒漠化防治 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:消落带指受控水库因周期性水位涨落而使岸周土地淹没或露出成陆的区域,在最高水位线与最低水位线之间形成的区域。丹江口水库作为南水北调中线工程水源地,保障水源区的水质水量、经济社会可持续发展尤为重要,而库岸消落带植物是拦截、阻控污染物进入受纳水体的最后一道生态屏障,对净化地表径流携带的泥沙及污染物具有十分重要生态作用。
  本文以丹江口库区消落带为研究对象,结合野外调查情况,选取消落带优势物种狗牙根和空心莲子草为试验材料,设置空白裸地、狗牙根植被过滤带和空心莲子草过滤带3种处理。通过室内水池模拟丹江口水文节律的变化,设置每4d涨(落)1次,每次涨落15cm,从而在土槽上形成4个不同水位区域,将这4个区域依次命名为A、B、C、D。通过放水冲刷实验探究不同植被过滤带对径流中的泥沙、总氮、铵态氮、总磷、溶解性磷的净化效果,以及植被-水文作用对植被过滤带土壤中全氮、铵态氮、硝态氮、总磷、速效磷的变化规律。主要结论如下:
  (1)植被过滤带能有效的延缓初始径流的产生以及降低坡面径流的峰值,增加坡面流的入渗。与空白裸地比较,植被过滤带平均每分钟增加了2.3L的坡面水的入渗,植物贡献率达40%左右,3种处理的径流截留量、截留率与冲刷时间呈显著的幂指数函数关系(y=axb,x为时间,y为径流截留量或截留率,a、b为常数)。
  (2)植被过滤带能有效截留径流中的泥沙、氮素和磷素。放水初期,2种植被过滤带对泥沙拦截率达到85%以上,整个放水冲刷过程,2种植物处理下的径流中泥沙截留率与放水时间呈显著的线性负相关;狗牙根过滤带对全氮、铵态氮、全磷和溶解性磷平衡时净化率分别为23%、11%、10%和12%,空心莲子草过滤带对全氮、铵态氮、全磷和溶解性磷平衡时净化率分别为20%、14%、15%和18%。
  (3)2种植物的生长受水文的干扰严重,水淹对狗牙根生长具有抑制作用,适当的水淹对空心莲子草生长具有促进作用。整个水位变化周期后,狗牙根处理A、B、C、D区域的存活率分别0.0、0.25、0.75、0.85,B、C区域狗牙根有不同程度的返青现象;4个区域空心莲子草的株高、总生长率与水位变化时间呈显著的线性正相关。
  (4)植被-水文作用主要影响土壤中速效氮和速效磷的变化,对土壤中的全氮、全磷含量的影响较小,消落带植被过滤带截留径流中污染物后,水位在12-16d后上涨更有效阻控氮磷污染进入水体,达到更加科学的利用消落带植物缓控农业面源污染的目的。2种植物处理,C区域水淹前(12d)土壤中的硝态氮、铵态氮、全磷基本达到平衡状态,说明植物通过12d的吸收转化后可以有效的减少土壤中的硝态氮、铵态氮、全磷进入水体;D区域水淹前(16d)土壤中全氮基本达到平衡状态,说明植物通过16d的吸收转化后可以有效减少土壤中全氮进入水体。
  (5)植被过滤带的存在增强土壤对氮、磷的吸附固定作用,水位变化严重影响土壤中氮磷的释放量。2种植物处理各个区域土壤截留全氮、全磷显著高于空白裸地处理,2种植物处理间土壤截留全氮、全磷量无显著差异。2种植物处理与空白裸地处理比较,狗牙根处理A、B、C、D区域土壤全氮的释放量依次是空白裸地处理的0.25、1.00、1.47、1.93倍,空心莲子草处理A、B、C、D区域土壤全氮的释放量依次是空白裸地处理的3.94、3.08、1.64、1.77倍。
  (6)3种处理土壤中全氮、全磷的截留量与释放量呈显著线性正相关,表明土壤截留径流中氮、磷量越多,土壤的释放量越大。3种处理土壤截留径流中全氮量整体高于水文变化下土壤释放全氮量。空白裸地处理和空心莲子草处理各个区域土壤全磷释放量均高于土壤截留径流全磷量,狗牙根处理各个区域土壤全磷释放量均低于土壤截留径流全磷量。
[硕士论文] 张亚
渔业资源 华中农业大学 2018(学位年度)
摘要:河流生态系统具有多种生态服务功能,由于受到人类活动的影响,其健康状况受到了严重威胁。近年来,维持和恢复一个健康的河流生态系统已成为河流管理的重要目标。鱼类和大型底栖动物是河流生态系统的重要组成类群,可有效指示水质和水生态系统的健康状况。为提高流域管理水平,2016年10~11月对滦河干流及其主要支流进行了系统调查,研究了鱼类和大型底栖动物的群落结构特征(物种组成、优势种及空间分布),并基于鱼类和大型底栖动物的群落组成分别构建了F-IBI和B-IBI,对滦河流域的水质状况进行了生物评价,同时运用河流健康评价指数法评价了滦河流域水生态系统的健康状态。主要研究结果如下:
  1.本研究共采集鱼类49种,隶属于9目15科41属,包括外来种尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)。其中鲤科鱼类物种数占优势,为23种(46.9%),其次为鰕虎鱼科和鳅科,分别为7种(14.3%)和6种(12.2%)。群落优势种为鲫(Carassius auratus)、棒花鱼(Abbottina rivularis)、麦穗鱼(Pseudorasbora parva),相对多度分别为16.4%、9.9%和8.6%。基于鱼类群落的聚类分析(CA)和非度量多维标度分析(NMS)结果表明,滦河流域采样点在空间上可划分为3组:第1组为滦河干流中下游及支流汇入干流河段的样点,第2组为冀东独流入海河流的样点,第3组为滦河干支流中上游河段的样点。对鱼类生物参数比较发现,滦河干流、支流汇入干流河段以及独流入海河流样点的鱼类丰富度和多样性均高于滦河干支流的上游河段样点。单因素方差分析(one way ANOVA)结果表明,第1组采样点的WT与第2组和第3组间存在显著差异(P<0.05),第2组采样点的DO、Cond、栖境复杂性、速度-深度结合、堤岸稳定性和河水水量状况与第1组和第3组间存在显著差异(P<0.05),第1组采样点的底质、河道变化和河水水量状况与第2组存在显著差异(P<0.05),人类活动强度在第2组和第3组之间存在显著差异(P<0.05),但其余环境因子在不同分组之间不存在显著差异(P>0.05)。典范对应分析(CCA)结果表明,WT、pH、Tur、TDS、底质和堤岸稳定性是影响滦河流域鱼类群落结构的主要环境因子。
  2.本研究共鉴定出大型底栖动物206种,隶属于70科144属。其中水生昆虫155种(75.2%),寡毛类5种(2.4%),软体动物28种(13.6%),其他大型底栖动物18种(8.7%)。群落优势种为纹石蚕(Hydropsyche sp.)和东方蜉(Ephemera orientalis),相对多度分别为12.6%和10.8%。基于大型底栖动物群落的CA和NMS分析结果表明,滦河流域采样点在空间上可划分为3组:第1组为滦河干流中下游及支流汇入干流河段的样点,第2组为滦河支流上游河段的样点,第3组为滦河干流中上游河段的样点。对大型底栖动物生物参数比较研究发现,滦河干流、支流下游河段样点的大型底栖动物丰富度和多样性均高于滦河支流上游河段样点。One way ANOVA分析结果表明,pH、底质、河道变化、水质状况和河岸土地利用类型等环境因子在第2组和第3组之间存在显著差异(P<0.05),其余环境因子在不同分组之间不存在显著差异(P>0.05)。CCA分析结果表明,栖境复杂性、河水水量状况和河岸土地利用类型是影响滦河流域大型底栖动物群落结构的主要环境因子。
  3.为了构建符合滦河流域特征的生物完整性评价体系,分别选择鱼类和大型底栖动物作为指示生物开展河流健康生物评价研究。通过水质理化参数和栖息地综合得分确定参照点与受损点,依据候选指标分布范围检验、敏感性分析和相关性检验,筛选出鱼类总个体数、总分类单元数、上层鱼类个体相对丰度、耐受性鱼类个体相对丰度、底栖食性鱼类个体相对丰度、产黏性卵鱼类个体相对丰度、产沉性卵鱼类个体相对丰度、广布种个体相对丰度和Shannon-Wiener多样性指数等9个核心指标构建滦河流域F-IBI,大型底栖动物总分类单元数、双翅目分类单元数、EPT个体相对丰度、FBI指数、BMWP指数、ASPT指数和滤食者个体相对丰度等7个核心指标构建滦河流域B-IBI。F-IBI评价结果表明,滦河流域37.9%的样点处于健康和亚健康状态,62.1%的样点处于不健康状况。B-IBI评价结果表明,滦河流域45.3%的样点处于健康和亚健康状态,54.7%的样点处于不健康状态。
  4.基于层次分析法(AHP)构建了涵盖河流水文、河流形态、河岸带状况、水质理化参数和河流水生生物5个方面21项指标的河流健康评价指标体系,并对滦河流域水生态系统健康进行评价。研究结果表明,滦河流域水生态系统总体上处于“一般”到“亚健康”水平。
[硕士论文] 王晗
地质工程 山东科技大学 2018(学位年度)
摘要:本文在论述研究区区域背景的前提下,通过对日照地区水文和地质历史资料,尤其是水质测试结果及本次采集沿海地区雨水样的测试数据的整合分析,分别利用氢氧稳定同位素、碳同位素测年和水化学分析等方法,对日照地区水环境同位素特征、浅层地下水水化学特征及其成因进行研究探讨。
  大气降水、地表水及地下水“三大水体”间的水力联系可以通过水体同位素的特征来反映,是水化学研究的基础。D、18O分析结果显示:日照地区地表水及地下水均与大气降水有密切的亲缘性,其主要补给来源是大气降水的垂直入渗补给(包括降雨和降雪);地表水与地下水之间存在水力联系,枯水期水力联系较丰水期更为强烈。14C测年的分析结果显示:傅疃河南岸地下水主要为来自上游的径流补给,补给路径较长,其它地区地表水和地下水年龄均小于200年,表明多为现代降水补给,且循环快速。
  日照地区浅层地下水化学特征的分析结果显示:在空间尺度上表现为以中部低山为分水岭东西两侧水化学性质出现差异,东部沿海浅层地下水呈现―高氯低矿化‖的特征,与内陆地区同等矿化度水平下Cl-含量低的特点截然不同。提出并证明这是在海风作用下,海水汽被带到内陆,遇低山受阻沉降形成局部降雨,从而补给浅层地下水的缘故。
  在时间尺度上表现为“两变一不变”的特征。―两变‖是指自1990年以来,随着日照地区工农业的发展,全市浅层地下水的类型发生了巨大变化,即NO3-、SO42-两大组分相对含量逐渐快速增加,在水化学类型中参与命名,并且有的已经占绝对优势,如出现NO3-Ca·Na型水、NO3·SO4型水或更复杂类型的水。研究表明NO3-含量增加是农业生产过量使用氮肥的结果,SO42-含量增加是燃煤的SO2氧化后形成的硫酸盐沉降的结果。“一不变”是指在此过程中,Cl-含量一直保持较高水平,即便在地下水的矿化程度较低、其TDS低于0.3g/L的时候也是这样。研究结果进一步揭示了近年来日照沿海地区地下水水质已受到污染,需引起重视。
[硕士论文] 李瑶
环境工程 四川农业大学 2018(学位年度)
摘要:本文在总结了当前国内外矿坑涌水量、地下水溶质运移方法的基础上,以四川甘孜藏族自治州某锂辉石矿区为研究对象,通过建立涌水量预测方程、地下水稳定流模型及溶质运移模型,预测了在不同水文地质参数下的矿坑涌水量和污染物运移情况,模拟预测结果表明:
  (1)通过单一变量法确定渗透系数和含水层厚度分别对矿坑涌水量的影响为:矿坑涌水量随着渗透系数的增大而线性增大,且渗透系数对洞采阶段的影响大于露采阶段;露采阶段涌水量随含水层厚度的增大而先增大后减小,洞采阶段涌水量随含水层厚度的增大而增大。
  (2)利用MATLAB模拟了渗透系数、含水层厚度和弥散系数三个因素对污染物在地下水中运移的影响:废石场的防渗能力对地下水中污染物的扩散浓度具有直接影响,防渗层的渗透系数大于0.66m/d时,当地地下水中污染物的最大扩散浓度达到稳定饱和状态,此时最大扩散浓度约等于污染物初始浓度。当防渗系数在0.16m/d~0.66m/d时,当地地下水中污染物最大扩散浓度随着防渗系数的增大而增大。污染物最大扩散浓度与含水层厚度、弥散系数呈反相关关系,且弥散系数在0.2~0.4m2/d,以及0.6~0.8m2/d时,污染物最大扩散浓度变化不明显,而当弥散系数在0.4~0.6m2/d、0.8~1m2/d时,对于污染物最大扩散浓度有显著影响。通过模拟得到的结果确定这三种因素与扩散浓度的回归方程,从而得到这三个因素对扩散浓度影响大小为:含水层厚度>弥散系数>渗透系数。
  (3)废石场在非正常工况下运行(未设置防渗层),污染物随水流方向向下游运移,随着时间的推移,在废石场及库区下游方向,Be、Cd、Ni三种污染物将分别造成最大0.7182km2、0.675km2、0.6066km2区域的地下水中该污染物浓度超过GB14848-93中Ⅲ类水质标准的限制要求。
[硕士论文] 赵晨宇
环境工程 兰州交通大学 2018(学位年度)
摘要:河流生态评价对于河流的治理与管理尤为重要,通过对河流生态环境的评价,可以为河流治理以及修复效果提供参考。本文以泾河平凉城区段河道生态综合治理工程为研究对象,利用平凉水文站和崆峒水库水文站的水文资料,并结合实测数据(GPS定位、河道断面水质、河道芦苇生物量等)、影像数据(卫星影像图)和调查数据(社会调查问卷)等,分析了“泾河平凉城区段河道生态综合整治”后的综合效益。主要研究结果有:
  (1)截至2016年底,泾河平凉城区段修建9座蓄水溢流堰形成的水域面积共计14.5838hm2,极大地改善了泾河河道水生态环境,使河道比降减缓、流速降低、连通度增加,所形成的大片河滩湿地,使河道内生物多样性明显增加。在修建溢流堰之前8个河段的平均比降为7.37‰,在修建溢流堰之后8个河段的平均比降为6.42‰,减小了0.95‰,变化率为12.9%,抬高了侵蚀基准,达到保护河床的目的。
  (2)泾河平凉城区段河道生态综合治理工程实施后,溢流堰前的蓄水面积明显增大,水质也优于治理之前,且河道分叉现象明显减少,连通度增加,植被覆盖度增加,2014年4月河道人工植被种植面积为90.63亩,截至2016年11月植被种植面积达1608.98亩。植被面积的增加,在一定程度上提高了城市生态环境质量。
  (3)从崆峒水库大坝至大岔河河口段,2012~2016年河道共种植植被1608.98亩。按照芦苇生长期(5~9月)计算,2015年和2016年芦苇生长期耗水分别为4.82×105m3、4.91×105m3,约占全年径流量的0.43%、0.44%,说明人工植被的生态需水量对河道径流的影响不大,不影响泾河对平凉市工、农业的供水功能。
  (4)2015年和2016年河道芦苇总生物量分别为4.14×105kg、6.23×105kg。芦苇生物量变异以中等变异为主,半变异函数模型为块金模型,变异范围较大,变异原因主要由随机因素引起,主要包括径流量、降水、温度、灌水、工程建设等因素。此外,一年生芦苇的生长情况受环境因素的影响要大于两年生芦苇。
  (5)泾河平凉城区段径流量年内分配不均,年平均径流量1.15×108m3,其中7~9月径流量约占全年径流总量的43.12%。径流年际变化幅度较大,1974~1981年、2011~2014年为两个显著的丰水期,1982~1994年出现小幅度的丰枯交替,1995~2010年为显著的枯水期。影响研究区径流量的主要因子是崆峒水库站径流量,两者相关关系达0.917。此外,人类活动的介入也对径流量的变化有所影响。
  (6)用主成分分析法分析了2016/8/10和2016/11/23的水质数据,确定了2016/8/10水质最差的断面为双桥路溢流堰堰头段和大岔河河口段,2016/11/23水质最差的断面为大岔河河口段和双桥路溢流堰堰头段。研究认为双桥路溢流堰堰后消力池水质优于双桥路溢流堰堰头水质,八里桥芦苇地出口处的水质优于进口处的水质,河道修建溢流堰工程和河滩种植芦苇对河流水质具有明显的净化作用。
  (7)居民对泾河平凉城区段河道生态综合治理工程实施的满意度较高。从综合评价值来看,得分为4.0986,总体达到“极满意”的标准;在河道平整度、防洪安全度以及水面增加率和植被增加率等方面满意度较高,但是其中也有不太满意的方面,比如水量水质等,这其中有些是社会因素造成的,也有需要继续投入加强的方面。
[硕士论文] 徐小峰
环境工程 苏州科技学院;苏州科技大学 2018(学位年度)
摘要:作为苏浙皖三省交界处的江南城市,溧阳市自成立县级市以来,经济得到迅速发展,城市化进程快速推进。但与此同时,溧阳市水环境不断恶化,断面水质超标现象严重,人与自然的和谐发展被打破,经济可持续发展面临严重威胁。城市化过程中,城市土地利用的剧烈变化以及城市下垫面的结构突变,直接影响城市水环境的质量状况。在此背景下,分析研究土地利用变化的强度大小,了解水环境演变的优劣情况就尤为重要。通过探究土地利用变化与水环境演变之间的耦合关系,可以为日后城市的经济社会可持续发展及水环境的保护提供一定依据。
  本文以溧阳市丹金溧漕河流域为例,以1989年、2003年、2012年和2016年的DEM高程数据、TM遥感影像、2012年~2016年溧阳丹金溧漕河四个常规例行监测断面的水质监测数据、现场调研资料等为研究基础,灵活运用ArcGIS、ENVI、SPSS、Canoco、Google Earth及WINQSB等多种工具,综合利用地理学、环境学、统计学和生态学等研究方法,对溧阳市丹金溧漕河流域内的土地利用变化、水环境演变以及两者之间的耦合关系进行了较为深入的分析研究。
  (1)通过DEM高程数据及遥感影像,对流域范围进行界定,同时利用ArcGIS生成水系图,并结合Google Earth同步比对及遥感目视解译等手段对其进行校正。利用Horton法进行水系分级后对水系特征及水系结构参数进行计算分析,结果表明水系结构随城市化的进行,总体呈恶化态势,河网密度、水面率、河网发育系数等水系结构参数都处于下降态势。针对河流水质情况,利用单指标评价法对2012年~2016年的丹金溧漕河四断面水质进行评价,发现超标情况比较严重的指标有氨氮、总氮、总磷等;利用内梅罗综合污染指数法对水质进行综合评价,发现整体水质仍不容乐观,水质波动明显,但近几年水质变化趋势有所好转。
  (2)利用ENVI和ArcGIS,从TM遥感影像中提取土地利用信息。根据提取信息,分析结果表明,耕地、水体、林地等土地利用类型面积占比都处于持续下降趋势,至2016年相较1989年,分别下降了6.98%、6.79%和1.17%;建设用地面积持续上升,2016年已达5426.42公顷,上升趋势明显。通过利用土地利用信息熵及土地利用均衡度的评价方法,发现研究区域内土地利用均衡度从1989年的0.8649下降至0.8606,土地利用结构恶化,不利于城市的可持续发展。
  (3)通过界定500米、1000米、1500米和2000米等不同范围的断面缓冲区,对不同缓冲区范围内的土地利用特征及变化进行分析,以此为研究切入点,对土地利用变化与水环境演变进行耦合分析。利用RDA冗余排序分析,建设用地在城区外与溶解氧呈负相关、与石油类呈正相关,在2000米缓冲区范围内,建设用地与高锰酸盐指数及化学需氧量呈正相关,另外在城区内,建设用地与高锰酸盐指数、氨氮、化学需氧量、总氮等水质指标的相关性上升,呈正相关;耕地在城区外主要与溶解氧呈负相关,与氨氮、总氮、总磷呈正相关,而在城区1000米缓冲范围内耕地对高锰酸盐指数及化学需氧量等水质指标的影响加强;水体与化学需氧量呈正相关关系,在1000米缓冲区范围内水体与总磷呈负相关,水体中磷元素的稀释降解作用加强;林地与各水质指标皆呈负相关关系,林地面积越大,水质越好,但由于林地面积有限,相关性不明显。土地利用变化导致的水系结构改变对水质同样具有一定的影响,利用Pearson相关性检验对各水系结构特征变化与水质之间的相关性进行检验,结果表明溶解氧及石油类与水系结构相关性较为显著。
  (4)利用目标规划模型,基于经济发展、规划限制、土地利用污染贡献值最小化及土地利用均衡度最大化等多个目标,对流域内土地利用格局进行优化调整。在提出土地利用优化方案后,结合污染源的初步解析,针对性提出相应的面源治理及点源治理措施。
[硕士论文] 赵传军
岩土工程 河北农业大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,地下储油罐、输油管道及油田操作区的跑冒滴漏等现象时常发生,石汽油侵入土壤或地下水中,对地下水土环境造成巨大潜在威胁。应用和发展岩土学科理论知识,解决现实中的水土环境问题,已成为研究的重要关注点。以往关于溶质运移的研究多为水溶性单相,未考虑石油等有机污染物的多相流问题,加之对于水位波动下土层构成的多样性,使得石油类污染物在土层中的演化分布更为复杂。本文通过现实表征—物理模型—数值模拟的分析方法,以苯系物(BTEX)中苯和甲苯为例,解析其气相、液相和NAPL相(非水相液体,Non-aqueous Phase Liquid)在水位波动下的赋存演化特点;通过模拟不同水位波动形式,构建单岩结构土层和双岩结构土层下室内土柱试验,分析苯和甲苯在包气带和含水层观测点位的浓度变化,总结其在不同情境下的运移特点;利用TOUGH(非饱和地下水和热量运移模拟软件,Transport ofUnsaturated Groundwater and Heat)中TMVOC模块软件,设置不同波动和岩性条件模型,实现对苯系物污染行为及演化的分析和比较,从而有效指导类似工程应用。通过研究分析,主要形成了以下结果。
  在不同岩性结构(单岩砂土结构和双岩砂土-粉土结构)、不同波动条件(水位稳定和水位波动)下,苯运移过程中及波动后期,三相的质量含量大小关系为NAPL相>气相>液相。
  因双岩土柱中粉土夹层的存在,土壤的粘粒含量增加、孔隙变小,波动初期气相、液相和NAPL相苯均分布在夹层上部,液相苯在水位升降作用下,被携带穿透夹层集聚在夹层下界面。
  苯和甲苯在整个波动周期内的运移规律较为一致,但受污染组分性质、粘滞性、溶解性以及挥发性等因素差异性的影响,苯和甲苯在双岩土层包气带中出现浓度峰值的阶段不同,且水位下降时苯透过夹层的含量大于甲苯。
  水位波动导致垂向包气带和含水层的空间位置不断变化,波动后期形成了两种苯系物聚集带,分别为夹层上下界面处和水位面附近;在波动过程中产生苯系物急剧变化的阶段大多为水位在观测点附近或以下升降时。
  应用TMVOC数值软件,模拟水位波动下苯系物分异演化过程,与室内实验对比表明:气相、液相和NAPL相在波动全过程中随水位变化的规律具有较为一致,且三者之间存在补充和相互转化的现象。总体来讲,单岩结构中水位下降时三相均随水做垂向运移,NAPL相和气相部分溶于水中;位于夹层界面处或不存在水位变化时,三相间演化、分异作用减弱。
[硕士论文] 贾佳佳
水利工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:核电作为一种优质高效、低碳环保的能源,不仅能够改善空气质量、保护环境,而且对于促进区域经济发展有着重要作用。我国已将安全发展核电,并深入开展内陆核电研究论证和前期准备工作写入“十三五”规划,因此核能将成为我国未来能源发展的大方向。然而历史教训告诉我们,严重核电事故的发生会对区域地表水资源造成重大污染,此外,我国目前预选的内陆核电厂址都处于流量较大、扩散条件较好的河流边缘地区。因此一旦发生严重核事故,区域地表水资源的安全势必会遭受极大的危害。综上所述,研究放射性核素在时间和空间上对地表水的影响程度,对核电的安全发展具有重要意义。
  本文选择湖南省桃花江内陆核电厂作为研究背景,基于二维浅水方程和对流扩散理论,利用有限体积法对桃花江内陆核电突发严重核事故情况下放射性核素在区域地表水体的运移分布规律进行了模拟研究。主要研究内容如下:
  (1)研究发生严重核电事故时,放射性核素进入区域地表水体的方式,确定本文研究的放射性核素种类以及核素以不同方式进入地表水的浓度。
  (2)资水干流(厂址下游至洞庭湖入湖口段)水动力数值模拟分析。根据工程背景资料等确定模拟范围、地形条件、模型参数,并利用水动力与水质模拟软件MIKE21建立厂址下游资水干流二维水动力模型,模拟计算得出桃江水文站和益阳水文站两处的流量和水位过程线,并结合实测资料验证了模型的可靠性,为构建二维水动力-水质模型提供了基本的依据。
  (3)放射性核素在区域地表水运移的时空分布规律研究。本文假定在桃花江核电站突发严重核事故情况下,设计了直接入水源项及大气干、湿沉积等四种工况,以131I、134Cs、136Cs、137Cs、89Sr、90Sr为典型核素,模拟计算放射性核素在区域地表水体中的运移规律。并基于以上研究成果,提出合适的水资源保护应急措施。
[硕士论文] 王凤雪
水利工程 山东大学 2018(学位年度)
摘要:河流就是城市的一面镜子,是城市建设的窗口。伴随着人口的增长和城市经济的日益发展,人为的过度开发和利用,缺乏环保观念,导致河道严重污染,破坏了河流的生态环境。河流的生态恶化问题已成为全世界关注的共同话题,所以正确的评价河流的生态健康与治理尤其重要。
  本论文总结了国内外河流生态治理的现状,通过大量的调查并充分征求各方的意见,多方位搜集了淄河临淄段的原始资料。根据淄河的特点,针对淄河临淄段的河流实际情况,分层选取了河岸带状况、水生态环境、社会经济、河道形态结构四方面中的13个具体评价指标,建立淄河临淄段生态健康评价体系,由于评价河流健康系统具有模糊性,故采用可变评价模型对淄河临淄段生态系统进行健康评价。得出淄河临淄段生态系统正处于不健康状态,需要及时保护和生态治理的结论。
  在满足淄河河道安全行洪的前提下,对河道进行清淤扩挖、加固堤防、截污蓄清、生态修复绿化等生态治理手段;采取工程与非工程措施,改善河流的水生态环境和人民的生活环境质量。使得河道四周的生态系统良性循环和发展,反映出本土特色、历史、文化、风俗的独特河道。
[硕士论文] 杨阳
环境工程 内蒙古大学 2018(学位年度)
摘要:土默川平原地下水资源丰富,但目前面临着一些问题,例如:部分地区超采形成的降落漏斗;地下咸水灌溉导致的土壤盐渍化;大量含氟和砷的地下水被饮用造成的地方病等;工业设施及垃圾填埋场污染物泄漏对地下水造成污染等,严重影响该区人民的生产生活和健康,因此,对于土默川地区地下水环境演化的研究非常重要。
  本文在基于地下水流动系统理论的基础上,利用GMS(Groundwater Model System)地下水数值模拟软件对土默川平原东部地区地下水流场进行模拟,并对和林格尔县垃圾填埋场渗滤液泄漏可能对地下水环境造成的影响进行分析。
  在前期工作中,大量收集了土默川平原地质和水文地质资料,了解地形地貌、地层岩性、边界条件、含水层结构特征、地下水位、源汇项和补径排特征等,在此基础上,利用GMS软件中MODFLOW模块建立水文地质概念模型和数值模型,模拟该地区地下水流动的真实情况。采用流场检验和水均衡检验的方法对模型进行调参校正和检验,提高模型精度。利用MT3D模块对研究区内和林格尔县垃圾填埋场渗滤液在地下水中的运移进行模拟,了解垃圾渗滤液对地下水环境的影响并提出应对措施。
  本文的主要研究结论有:
  1.通过模拟2015年—2025年10年间地下水流场的变化发现,在东部、东南部和南部地区地下水位变化幅度普遍在1-3m之间;在西部和北部地区地下水位变化幅度在3-5m之间,研究区内地下水位总体变化较小。
  2.在10年模拟期中,研究区内地下水的总补给量为7.491×109m3,总排泄量为7.003×109m3,总体上呈现为正均衡状态,均衡差值为4.837×108m3,均衡差不大,说明研究区地下水补排关系比较均衡。
  3.从对垃圾场渗滤液的模拟运移研究结果来看,污染物主要随时间推移向下游扩散,且在模拟期结束之后,第一层氯化物向下游扩散了8290m,填埋场中心污染物最高浓度为4010mg·L-1,下游方向超标距离为4134m;第二层氯化物向下游扩散了5503m,污染物最高浓度为2124 mg·L-1,下游方向超标距离为2901m;第三层氯化物浓度在模拟期内始终为0,说明污染物没有向下运移到第三层。针对上述模拟结果,建议加强对研究区内垃圾填埋场和其他生产企业的管理和监督,采取相应措施,从源头抓起,防止渗滤液的泄漏;还可以通过建立地下水实时监测系统,实时监控填埋场周围地下水水质特征,一旦发生泄漏,能够第一时间发现并采取相应措施,减少环境风险。
[硕士论文] 周云鹏
自然地理学 浙江师范大学 2018(学位年度)
摘要:东阳江是钱塘江的重要支流,是进行区域地质地貌发育、气候与环境变化研究的重要载体。本研究对东阳江流域进行系统柱样和表层沉积物采集,对样品进行系统的环境磁学、粒度和地球化学测量,在年代学基础上,探讨磁学参数、粒度参数、重金属含量和污染的时空分布特征,并分析磁性特征变化的影响因素,为区域重金属污染治理与控制提供科学参考。主要结论如下:
  东阳江典型沉积柱样HZ、SLT的210pb测年结果表明其主要为近百年来沉积。沉积物磁性特征由亚铁磁性矿物主导,同时存在不完整反铁磁性矿物的贡献,磁性矿物晶粒较粗,SP颗粒含量很低。从沿程变化看,东阳江自上游向下游磁性矿物含量总体呈下降趋势,磁性矿物颗粒呈变细趋势,显示了河流沉积物磁性特征的差异性和共性。
  不同河段沉积物物质组成呈现不同特征,HZ剖面以粉砂质砂为主,SLT和JSC剖面则以砂质粉砂为主,表层沉积物物质组成主要包括砂质粉砂,粘土质粉砂和粉砂质砂。从垂向变化看,HZ、SLT和JSC剖面粒度指示了不同的水动力条件,这可能与柱样采集位置、柱样长度、覆水状况和人类活动等因素有关。从沿程变化看,自上游向下游沉积物颗粒逐渐变细,这也与HZ、SLT和JSC剖面横向对比反映的粒度空间变化特征一致。
  从剖面垂向变化看,近百年来重金属Cu的影响范围大、持续时间长,HZ剖面的Pb和JSC剖面的Ni垂直分异也较大,这可能与柱样附近的人类生产生活方式有关。从沿程变化看,Cu、Pb、Zn含量变化较大,且Zn、Cu、Ni、Cr可能具有相同的来源。重金属污染评价结果表明,沉积物中各重金属元素均呈现不同程度累积和富集态势,其中尤以Cu污染最为严重。典型剖面SLT中下部重金属污染较为严重,而边滩表层沉积物重金属污染程度则在义-东城区段最高,其次为婺城区段,金东区段和东阳乡镇段则较低。Pb、Zn、Cu、Ni、Cr元素的沿程变化趋势相似,均在义,东城区段呈现高值,其次为婺城区段,金东区段和东阳乡镇段则较低,而Mn元素则呈现与上述元素相反的变化趋势。
  研究表明,单畴(SD)磁性矿物在细颗粒沉积物中富集,而粗粒级沉积物中的磁性矿物颗粒则相对较粗;东阳江天然物源较稳定,表明其不是东阳江沉积物磁性特征变化的主要原因,磁性特征的变化更多受到人类活动等因素影响;研究显示细晶粒亚铁磁性矿物对重金属的具有显著吸附作用,而在HZ、JSC柱样附近和东阳乡镇段重金属物质对沉积物磁性的影响则往往被其它因素掩盖;近百年来,JSC柱样上覆水深不断增加,而HZ和SLT柱样上覆水深则表现为波动变化的特征,但总体均形成于浅水氧化环境。
[硕士论文] 汪佳慧
农业资源利用 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:氮、磷是维持生态系统稳定和人类健康的必需元素。为了满足日益增长的人口对食物和能源的需要,全球人为输入的氮、磷量显著增加。过量的氮、磷输入,不仅造成了资源的浪费,而且引发了许多地区水域富营养化、土壤酸化、饮用水风险、生物多样性损失、气候变化等一系列生态环境问题。因此,实现氮、磷资源的高效管理、减少环境损失势在必行。本文以中国东部浙江省永安溪流域为研究对象,利用物质流分析方法,系统识别1980-2010年流域养分输入、流动、损失、积累的动态特征,明确各种人类活动对氮、磷流失量变化的贡献,解析遗留养分库的大小、位置和来源,提出流域氮、磷资源高效管理建议和对策。主要研究结果如下:
  (1)1980-2010年,流域人为氮和磷输入净增加32%和34%,主要的人为氮、磷输入发生在种植业子系统。农业(种植业和畜牧业)系统的氮、磷利用率均呈现下降趋势,氮素和磷素利用效率分别由1980年的54%和44%逐步下降至2010年的40%和29%。城乡居民生活子系统的氮素和磷素分回用率分别由40%和59%下降至26%和45%,意味着大量含氮、磷废物没有得到及时还田,而是流入自然水域和非耕地土壤。
  (2)对数平均迪氏指数分解法(LMDI)估算结果显示,导致历年磷流失进入自然水域负荷显著增加的主要驱动因子为畜禽数量和单位耕地流失系数,贡献率分别为41%和26%。对氮而言,单位耕地面积氮养分径流系数、农村人均粪便直排率和农村人口数最为关键,贡献率分别为33%、21%和19%。
  (3)在过去的31年间,人为磷输入大部分被储存在耕地土壤、非耕地土壤和自然水域(特别是沉积物),形成的遗留磷总量分别达到了27080ton P、14127ton P和10772ton P。尽管相当一部分氮会通过反硝化和氨挥发等而从流域中去除,但耕地土壤-地下水、非耕地土壤-地下水和自然水域仍出现了氮的净积累,形成的遗留氮总量也分别达到了114516ton N、261530ton N和27437ton N。整个永安溪流域1980-2010年期间遗留养分总量高达51979ton P和403482ton N。
  (4)为了实现氮、磷资源高效利用、减少环境损失,应通过相应的技术手段,提高耕地土壤遗留氮、磷有效性,促进作物的二次利用;加强畜禽养殖场的循环管理,提倡种养结合模式,提高畜禽粪便的还田率;加强生活废弃物的分类和资源化处理,促进生物质废弃物的循环利用;注重城镇和农村污水高效处理。
[硕士论文] 田凯达
环境工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:城市河流是城市生态环境的重要组成,其水环境质量与人类社会生活息息相关。人类活动影响及不合理的城市建设改变了城市河流的水文及水环境基本特征,使城市面临水质污染、洪涝灾害频发、水资源枯竭等问题。严峻的水污染形势制约了城市的发展,影响了人类生活,对城市河流水环境修复开展研究已刻不容缓。本文在对城市河流水文水环境耦合作用研究基础上,提出应用于水环境改善的水文情势调控模式,以合肥市十五里河为例,运用数值模拟方法定量评估不同水文情势条件下的水环境改善效果。文章主要工作及研究结论如下:
  (1)分析城市河流水文及水环境基本特征,探究城市河流水文水环境耦合作用机理,提出包含总量调控、时间过程调控、空间布局调控在内的城市河流水文情势调控模式,定性分析各模式下的河流水环境改善作用。
  (2)基于模糊综合评判法及综合污染指数法对研究区水质现状进行综合评价,探究其时空变化规律:目标河流污染严重且以氮磷污染为主,其污染程度总体呈沿程递增趋势,在流域出口附近全年近90%时段为劣Ⅴ类水。上游及中游部分河段受人类活动影响较大,水质出现明显恶化,且其降雨面源污染较为严重,汛期水质明显劣于非汛期;中下游地区特别是国考断面污染严重,在汛期大部分时段及非汛期其水质均超出规定限值。
  (3)应用MIKE11模拟软件构建目标河流一维水动力水质模型,以下游国考断面水质改善情况作为量化依据,定量计算典型水文调控模式的水环境修复效果。结果表明,考虑截污、中水回用及初期雨水截流措施的多元组合治理方案可使国考断面实现水质达标,氨氮及总磷(TP)年均浓度能够削减至1.54mg·L-1和0.26mg·L-1,达标天数占比达到96.1%和99.7%。模拟综合治理后最不利运行条件下,国考断面仍有90%左右时段满足Ⅴ类水质要求,其影响程度尚可接受。
[硕士论文] 马广军
水利工程;水文学及水资源 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2018(学位年度)
摘要:为定量分析滹沱河流域(山西段)内植被、河流、湿地、城市各生态系统的生态用水情况,定量评价人口增长、经济发展、水资源短缺和环境污染等因素对流域水环境的综合影响,基于2006-2015年水文、气象、DEM数据,对各生态系统的生态用水进行评估,结果表明,流域生态用水总量为6.7×108m3,其中植被、河流、湿地、城市生态系统生态用水分别为1.49×108m3、3.68×108m3、1.45×108m3、0.08×108m3。确定流域最小生态用水量和最佳生态用水量分别为2.34×108m3和7.32×108m3,生态用水比例的阈值区间为18%~56%。建立了符合流域生态环境需水量模型,将流域生态需水量分为河道内和河道外两部分分别进行计算,得出河道内生态需水量包括河流生态基流需水量0.686×108m3、蒸发需水量1.23×108m3、入渗生态需水0.103×108m3、维持河流水沙平衡需水量1.607×108m3;河道外生态需水主要是河道外湿地需水量1.45×108m3和河道外取水量4.091×108m3,流域生态需水量为8.03×108m3,占水资源总量的61.9%。本文进一步构建了流域水环境承载力指标评价体系,选取社会经济、水质量和水资源量作为指标体系的准则层,生态需水量作为水资源质量层重要指标予以考虑,其权重系数为0.019,10年间均处于较高水平,说明需水压力逐渐增加,并运用AHP法和向量模法分别计算出2006~2015年流域水环境承载力并分析各层各指标的动态变化情况,结果表明流域水环境承载力先缓慢上升又急剧下降,流域污水治理措施效果不显著。随着经济社会的发展,水资源用水压力逐渐显现出来。
[硕士论文] 周凌燕
环境科学 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:本研究以水资源时空分布不均的安徽省为例,在分析评价区域的自然概况和水资源特征的基础上,以安徽省多年统计年鉴为数据来源,应用虚拟水理论计算安徽省各类水足迹,了解其结构组成,从本质上揭示人类消费模式对水资源产生的影响。结合水足迹核算结果,应用压力-状态-响应模型和灰靶模型建立了研究区域的水资源可持续利用评价耦合模型,用于掌握安徽省水资源可持续利用水平的时间变化规律和空间分异状况,并提出针对性的对策建议。研究内容及主要结论如下:
  (1)应用虚拟水理论计算安徽省各类水足迹,对安徽省2016年各城市和2007年至2016年安徽省总体的水足迹及其结构组成进行分析。结果显示:在时间序列上,安徽省水足迹总体呈现上升趋势,十年间的平均增长率为2.19%。安徽省内部水足迹在总水足迹中占据绝对比重,而农业水足迹是内部水足迹的主要组成部分;在空间序列上,安徽省水足迹总体呈现北高南低的分布特征,安徽省各城市农业生产水足迹所占比重最大,其次为工业生产水足迹,生活用水水足迹和生态用水水足迹所占比重较小。量化分析水足迹为研究人类活动与水资源缺乏之问的关系提供支持。
  (2)融合水足迹计算结果,基于压力-状态-响应理论选取安徽省水资源可持续利用评价指标,应用灰靶模型构建耦合评价模型,评价安徽省水资源可持续利用水平。研究结果显示:在时间序列上,安徽省十年间的靶心度综合值呈现逐年增高的趋势;在空间序列上,安徽省总体呈现南高北低的分布格局,降雨量、人口空间分布和经济增长等与此密切相关。水资源可持续利用水平的计算结果能反映出实际的时空分异规律,灰靶模型能够有效解决评价标准及等级划分的适用性问题,增强不同评价对象间的可比性。
  (3)基于水足迹及水资源可持续利用水平计算结果,本研究提出针对性对策建议。因地制宜发展跨流域调水,重新分配水资源,优化产业结构,改善用水结构,增加环保投入,加强污染治理等是提高水资源可持续利用水平的有效措施。本研究可为安徽省制定水资源的合理开发和高效配置政策提供方向和理论支撑。
[硕士论文] 张楠楠
海洋化学 大连海事大学 2018(学位年度)
摘要:氧化石墨烯(GO)的理化性质独特,因此在诸多领域具有广泛的应用。随着GO的广泛应用,越来越多的学者开始关注它的环境行为及其对生态系统造成的影响。水环境是GO进入环境后的最终归趋。GO在水环境中的聚沉行为显著影响其环境行为及其对生态系统的影响,因此研究GO的聚沉行为对于阐明其生态风险具有重要意义。
  本文将GO分散于不同的水体中,研究盐度、溶解性有机质(DOM)和GO尺寸三个主要因素对GO在水环境中的聚沉行为的影响。实验结果表明,在去离子水中,经水浴超声处理后的GO分散体系具有良好的分散稳定性。但随着静置时间的延长,分散体系的pH值显著降低,且GO产生缓慢的聚沉现象,48h后分散体系上清液中GO的剩余率为初始浓度的30%。将GO分散于不同盐度的天然海水中时,分散体系中的GO发生明显的聚沉现象。随着分散体系盐度的上升,GO的聚沉速率快速增加,聚沉颗粒粒径明显增加;当水体盐度达到8~10后,GO溶液的聚沉速率趋于理想状态下的快速聚沉速率;该过程随盐度的增加呈现两阶段过程,符从经典的胶体稳定性理论。由此计算出2~100mg/L的GO溶液的临界团聚盐度(CCC)为6.79~11.84。对比天然海水,分散在不同盐度人工海水中的GO表现出与天然海水相似的聚沉行为,且聚沉速率不存在显著性差异。但是GO在人工海水中的CCC较低,推测天然海水中DOM的立体位阻效应减缓了GO的聚沉行为。通过超声粉碎处理得到不同尺寸的GO,将其分散于不同盐度的人工海水中。分散体系中GO的尺寸越小,GO薄片的聚沉速率越快,且聚沉过程中絮凝现象愈明显。
  由此可见,由于GO表面具有大量含氧官能团使得GO能够均匀分散于离子强度较低的淡水水体中,可能对淡水水体内的生物产生较大的暴露风险。而在一定盐度的水体中,尺寸越小的GO越容易发生聚沉现象,可能对水体中的底栖生物产生潜在的暴露风险。
[硕士论文] 嵇灵烨
环境工程 浙江大学 2018(学位年度)
摘要:总量控制是流域水环境管理的重要手段,也是水质目标管理的重要内容。当前我国总量控制以目标总量控制为主,但总量减排与质量改善缺乏同步性。基于环境容量的总量控制虽然方法众多、计算科学、受到广泛关注,但因操作复杂、数据需求多、方法筛选困难未得到有效应用。针对这一现状,本研究以东苕溪流域为研究对象,开展负荷历时曲线与WASP水质模型等环境容量估算方法、等比例分配与综合分配等总量分配方法的比较研究,讨论不同模型、方法在容量总量控制体系中的适用性,为容量总量控制体系中模型、方法筛选与流域总量控制方法体系构建提供参考与依据。主要研究内容与结论如下:
  (1)结合自组织映射神经网络与输出系数法进行研究区水环境特征分析与污染物排放量核算。流域水环境分析结果表明,临安区中下游、德清县、余杭区中部水质氨氮指标超标严重。污染物排放量核算结果表明,流域内COD、氨氮、总氮、总磷排放量分别达到15053t/a、1405t/a、3980t/a、470t/a;点源污染排放分散,非点源污染排放自上游至下游递增,自支流至主流递增。根据流域水环境特征、超标断面空间分布、区域污染物的排放特征,将氨氮作为流域重点水质控制指标,将德清县作为当前的水污染优先控制区。
  (2)利用负荷历时曲线与WASP水质模型建立优先控制区水环境容量模型,估算优先控制区氨氮水环境容量。在地表水Ⅲ类水质标准要求下,负荷历时曲线从高流量区到低流量区环境容量分别为2280t/a、735t/a、367t/a、175t/a、32t/a。而极值限定条件下,2014年WASP模型得到优先控制区氨氮水环境容量仅为190t/a。同一水情年,两种环境容量估算方法得到的结果显示流域水环境容量具有明显的季节变化,总体趋势一致,在不同时间尺度下具有较强的相关性。但受不同方法的结构原理、估算方式以及控制目标等影响,二种方法得到的结果也存在一定差异,在同等条件下,WASP模型得到的环境容量大于负荷历时曲线。
  (3)采用等比例分配和综合分配方法对WASP模型水环境容量估算结果开展允许排放量分配与污染负荷削减计算,并以水质模型与基尼系数对分配结果进行评估。结果表明,不同分配方法对各乡镇与各污染源允许排放量分配结果有很大影响;两种分配方法均能有效改善优先控制区主要断面水质,综合分配方法具有更好的分配公平性,但操作要比等比例分配方法复杂。
[硕士论文] 郑志成
地质工程 合肥工业大学 2018(学位年度)
摘要:当前大规模人类工程活动与基岩裂隙水密切相关,导致了许多地下水环境问题,造成了严重的影响并可能导致灾难性后果。反应性溶质运移的量化是基岩地下水环境污染高效修复的重要前提, 目前尚存在“过度预报”、“拖尾”和模型参数规律不清楚等问题。为了解决这些问题,本文以用苯胺(AN)和1,2-萘醌-4-磺酸钠(NQS)双分子反应为例,进行了实验室大尺度实验和数值模拟,并与传统对流弥散方程(ADE)以及常用的非线性模型(TPL)进行了比较,得出的主要成果和结论如下:
  (1)水力实验表明水力梯度J和流速v呈非线性关系,用Forchheimer公式拟合实验值的效果好于Darcy定律拟合结果,说明水流为非达西流。
  (2)裂隙水非达西流条件下,双分子反应性溶质运移存在非费克现象,且随流速减小、溶质运移距离的增加、隙宽变宽,溶质的“拖尾”现象越来越明显。
  (3)ADRE模型总体能较好的拟合双分子反应性溶质运移的实验值,但是不能很好拟合生成物的非费克运移,TPL模型比ADRE模型能更好的拟合生成物NQAB的“早到”和“拖尾”现象,将这两个模型更好的耦合在一起是以后需要进一步研究的内容。
  (4)用ADRE模型对双分子反应性溶质运移的实验值进行拟合,发现在同一隙宽、同一流速下,ADRE模型参数D、β0的值随着溶质运移距离的增加而增加,参数m的值也增加;在同一隙宽、同一运移距离的条件下,模型参数D、β0的值随着流速的增加而增加,参数m的值减小;在同一流速、溶质同一运移距离的条件下,模型参数D、β0的值随着宽度增加减小,参数m的值增大。
  (5)对ADRE模型进行敏感度分析,表明模型基本不受参数D的影响,而惰性溶质的弥散系数和ADRE模型参数D具有相同的变化规律,用弥散系数代替模型参数,不仅能够提高ADRE的拟合速度还能提高拟合的精度。
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