含水介质中生物堵塞模型的建立和检验

根据微生物生长、营养物质降解、孔隙度[CD*3]渗透系数理论,针对砂柱渗流试验的水动力和定解条件,建立了一维定流量回灌过程中含水介质中生物堵塞的数学模型,利用试验结果对模型进行检验。结果表明,数值模拟曲线与实测值吻合程度很高,说明建立的模型是可靠的,可以用来预测回灌过程中含水介质堵塞的发生和发展。     

砂柱微生物堵塞过程及机理分析

采集青岛市大沽河下游潜水含水层的砂样为代表性含水介质,测定样品的组成和性质。设计渗流试验,考察介质不同渗流段渗透性的动态变化。利用PCR和DGGE技术鉴定了造成含水介质堵塞的微生物优势菌群,分析了不同渗流段微生物对营养物和氧的利用情况,探讨了含水介质微生物堵塞过程及机理。研究结果表明,生物堵塞程度随着渗流距离的增加而减缓,含水介质的渗透性呈现明显的非均质性。微生物经过短暂的适应期,快速进入生长、繁殖阶段,含水介质微生物堵塞迅速形成;造成含水介质微生物堵塞的优势菌群为甲基杆菌属(Methylobacterium)、紫色杆菌属(Janthinobacterium)、耶尔森菌属(Yersinia)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、食酸菌属(Acidovorax)。其中,甲基杆菌属、紫色杆菌属、葡萄球菌属和食酸菌属均为产黏细菌(Myxobacterium);含水介质中存在微生物的繁衍、代谢等生命活动。进水营养液为好氧微生物的生长、繁殖提供了充足的氧气,好氧细菌生长旺盛,并大量分泌胞外聚合物,导致进水段微生物堵塞程度最严重。     

青岛市农村供水中硝酸盐氮污染状况及健康风险评价

利用2007年9月~2008年8月青岛市农村供水水质监测资料,分析了青岛市农村供水中硝酸盐氮的污染状况,采用躯体毒物质风险评价模型评价了硝酸盐氮对人体健康潜在危害的风险指数。评价结果表明:硝酸盐氮超标区主要分布在部分农业种植区,其中,平度硝酸盐氮超标率高达49.8%;硝酸盐氮的健康风险评价指数介于0.00~8.42,仅平度、莱西、胶州部分乡镇的供水工程中硝酸盐氮的健康风险指数大于1,在不可接受范围内,但这几个乡镇涉及的供水人口较多,约占本次人口调查总数的30%。     

傍河取水越河稳定渗流问题的三维数值模拟研究

以非完整河(渠)旁完整井列抽水的理想化实际模型为基础，建立起该模型的三维稳定渗流数学模型，采用有限差分法求解了各种不同情况下此模型的数值解。根据求解结果认为，在非完整河(渠)旁抽取地下水会产生越河(渠)渗流问题，河流(渠)的宽度、河流(渠)的完整性以及河底弱透水层的渗透性都会对越河渗流问题产生重要的影响，对这类问题的求解应采用三维渗流数学模型     

产芝水库沉积物氮磷释放通量及释放规律研究

在现场调查和钻探的基础上，采集了产芝水库深度为20cm的底泥。通过室内柱状试验，研究了不同温度和不同水动力扰动条件下沉积物的氮磷释放通量和释放规律。结果发现，在温度和水动力联合作用下，氮磷释放通量具有一定的规律性。在试验初期，氮磷快速释放达最大值，之后释放缓慢趋于平衡；在同一温度下，随着扰动强度的增大，释放通量增大；且静态与动态释放之间，存在明显分化，温度越低分化越明显；释放后期，温度的影响处于强势地位。在以上试验的基础上，建立了氮磷释放通量与释放时间之间的方程式，研究结果为产芝水库富营养化治理提供科学依据。     

水库沉积物氮磷释放通量及释放规律研究

在现场调查的基础上,采集了产芝水库深度为20cm的底泥。通过室内柱状试验,研究了不同温度和不同水动力扰动条件下沉积物的氮磷释放通量和释放规律。结果发现,在温度和水动力联合作用下,氮磷释放通量具有一定的规律性。在试验初期,氮磷快速释放达最大值,之后释放缓慢趋于平衡;在同一温度下,随着扰动强度的增大,释放通量增大;且静态与动态释放之间,存在明显分化,温度越低分化越明显;释放后期,温度的影响处于强势地位。在以上试验的基础上,建立了氮磷释放通量与释放时间之间的关系式,研究结果可为产芝水库富营养化治理提供科学依据。     

地下咸水体抽水修复的模拟试验

根据青岛市大沽河下游咸水分布区水文地质条件,采集该地区代表性中砂进行砂槽模拟试验,分析了抽水量、抽水井的位置以及抽水持续时间对咸水体修复效果的影响。试验结果表明:进行抽水修复时,各观测点盐度依次降低,并且形成突降;抽水量越大,咸水的去除速率越高,修复时间越短,抽水量从80.2 mL/min分别增至160.2 mL/min、240.2 mL/min时,修复时间缩短为之前的52.4%和34.9%;将抽水井安置在隔水边界附近,能够有效地抽取高浓度咸水,显著提高地下咸水体的整体修复效果;该试验条件下,抽水持续时间为115 min时,虽然结束抽水时的出水盐度为0.274%,但是依靠自然修复仍然能够满足饮用水标准,相较于出水盐度为0.10%的抽水持续时间缩短了30.3%,大幅降低修复成本,对咸水体的工程研究具有明显的经济意义。     

大沽河河道渗漏对洪水演进的影响研究

在大沽河流域自然地理和地质条件调查的基础上，建立沿程渗漏条 件下的大沽河洪水演进一维河网模型，采用2003年大沽河调水试验期间的实测数据进行参数率定，并分析河道渗漏对洪水演进的影响作用。结果表明：渗漏系数的变化对行洪期间的 河床渗漏量影响很大，河床渗漏量与渗漏系数呈线性递增的关系。另外，当渗漏系数由3.7×10^-7s^-1增加到18.5×10^-7s^-1、37.0×10^-7s^-1、55.5×10^-7s^-1时，洪水锋面从起点(产芝水库)到达江家庄断面所需 时间大约分别延迟0.8h、1.6h、2.4h。     

双台子河口感潮段纳潮量研究

为缓解盘锦苇田用水紧张的局面,近年来苇田普遍采用上溯潮水与淡水的混合水灌溉。本研究利用双台子河感潮河网的实测水位、流量和最新断面资料,建立了基于Mike11的双台子河口水动力模型,并利用2009年实测潮位资料对模型进行率定和验证。结果显示计算水位与实测值吻合较好,平均误差小于15%。糙率灵敏度分析表明监测点处水位对下游糙率改变最为敏感,中游次之,上游最低;同时发现潮水传播周期及潮差受糙率影响较大。研究结果可为双台子河口区芦苇灌溉、水资源利用、水利规划等提供科学依据。     

盘锦双台子河汛期防洪水位的数值计算

利用实测水位、流量资料,基于丹麦Mike11系统模型建立了双台子河感潮段水动力模型.模型率定和验证结果表明,监测点张明甲站的模拟水位与实测水位结果吻合较好,所建模型能够反映河网水动力条件.考虑上游不同频率洪水位、下游高潮及区间强降雨遭遇的多种不同水力组合,分析干流及支流的最高防洪水位.同时,以建闸以来最大洪水为例,模拟了现状河道在此不利条件下的洪水位.分析表明,双台子河和绕阳河的现状河道的防洪能力较低,不能抵御高位洪水.