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高度城镇化地区河网水系生态调控方案

水资源保护 2022年第1期38卷 205-212页

作者：王鹏华祖林褚克坚董越洋河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098

为探究长三角高度城镇化地区河网水系生态调控方案,以秦淮河流域下游地区水系为例,采用生态功能设定法,计算了各河段生态水位和生态流量。通过构建一维水量水质模型,在枯水年非汛期水量调控及截污措施协同驱动下,对水位、流量及污染物... 详细信息

为探究长三角高度城镇化地区河网水系生态调控方案,以秦淮河流域下游地区水系为例,采用生态功能设定法,计算了各河段生态水位和生态流量。通过构建一维水量水质模型,在枯水年非汛期水量调控及截污措施协同驱动下,对水位、流量及污染物浓度的时空分布特征进行多情景数值模拟,并对生态水量保障率及水质改善效果进行评估。结果表明,水位调控措施对水质改善作用非常有限,无法保障河道生态基流需求;引水措施的调控效果较为明显,但水质改善率增幅随引水流量增加而下降;截污措施的水质改善效果优于水量调控方案,但存在显著的空间异质性,且无法提高生态基流保障率;将截污措施与引水措施结合,是满足城市水系生态水量及水质要求的最佳选择。

关键词：高度城镇化生态需水量生态水位多目标调控水量水质模型秦淮河流域

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长江中游湖南段湖泊重金属时空累积因素研究

中国环境科学 2023年第4期43卷 1812-1823页

作者：孔令晖罗明科余辉华祖林中国环境科学研究院北京100012 河海大学环境学院江苏南京210098

为阐明社会经济发展对湖泊沉积物重金属时空富集的影响,采集了长江中游湖南省大于10km^(2)的湖泊沉积物,通过^(137)Cs和^(210)Pb放射性核素计年法、地化学背景值稳定层法及多元统计学法解析了湖南湖泊沉积物5种重金属的背景值;基于背景... 详细信息

为阐明社会经济发展对湖泊沉积物重金属时空富集的影响,采集了长江中游湖南省大于10km^(2)的湖泊沉积物,通过^(137)Cs和^(210)Pb放射性核素计年法、地化学背景值稳定层法及多元统计学法解析了湖南湖泊沉积物5种重金属的背景值;基于背景值结果,识别了重金属高背景区不同经济发展水平的岳阳南湖(城区)、黄盖湖(近郊)和华容东湖(远郊)的主要生态毒性风险元素,利用岭回归估计构建STIRPAT扩展模型,分析了人口总数、人均GDP、城镇化率、第二产业占比、第三产业占比、采掘业与制造业生产总值等6种社会经济发展指标与特征重金属的时空关系.结果表明,沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的地化学背景值分别为98,30,78,0.22和26mg/kg,分别是湖南土壤背景值的1.46,1.11,0.82,2.75和0.96倍;地累积指数显示,重金属总生态毒性风险顺序为岳阳南湖>黄盖湖>华容东湖,Cd是岳阳地区湖泊生态毒性风险主要贡献元素;STIRPAT扩展模型中,人口总数、城镇化率、实际人均GDP、第二产业占比、第三产业占比、采掘业和制造业生产总值的标准化系数分别为0.1396,0.0969,0.1922,0.1367,0.1264和0.1929,表明采掘业与制造业、人均GDP、人口总数对Cd污染影响最大.因此,采用土壤背景值评估湖泊生态环境不太准确,流域人口城镇化过程中采掘与制造业对湖泊Cd的富集量影响较大.

关键词：沉积物背景值重金属生态风险社会经济发展影响岭回归

一种新型双重轮休式潜流湿地及其抗堵塞与去污效果

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水资源保护 2022年第3期38卷 140-146页

作者：华祖林张子豪沈志伟郑杨顾莉河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098 长江保护与绿色发展研究院江苏南京210098 中交上海航道局有限公司上海200002

为解决垂直潜流湿地易堵塞问题,设计了一种新型双重轮休式潜流湿地,该新型湿地通过控制进出水阀门开关实现预处理池和主体池上层的双重轮休以及水流方向的周期性改变,以提高防堵塞效果。在4个不同轮休周期工况下进行新型湿地对污染物去... 详细信息

为解决垂直潜流湿地易堵塞问题,设计了一种新型双重轮休式潜流湿地,该新型湿地通过控制进出水阀门开关实现预处理池和主体池上层的双重轮休以及水流方向的周期性改变,以提高防堵塞效果。在4个不同轮休周期工况下进行新型湿地对污染物去除效果的试验,确定其最佳轮休周期为5 d;在5 d轮休周期下运行新型湿地与传统潜流湿地,进行抗堵塞能力和去污效果的对比,运行40 d、140 d、160 d后,新型湿地的孔隙率分别为48.43%、46.36%和46.21%,传统湿地的孔隙率分别为46.89%、38.72%和44.37%,新型湿地基质孔隙率下降幅度小于传统湿地;运行160 d后,新型湿地NH_(3)-N、NO_(3)^(-)-N、TN、COD、TP去除率分别为60.40%、70.80%、56.53%、53.12%和48.30%,传统湿地中这些污染物去除率分别为34.99%、51.70%、41.43%、29.84%和47.06%,新型湿地污染物去除率高于传统湿地,且新型湿地中这些污染物去除率下降幅度均小于传统湿地,整个运行过程中去除效果较为稳定。该新型湿地为有效缓解堵塞问题提供了一种新的解决途径。

关键词：新型湿地双重轮休水流方向周期性改变抗堵塞去污效果

长江流域湖南段湖泊沉积物重金属地化学背景值及时空累积因素研究

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中国环境科学 2022年

作者：孔令晖罗明科余辉华祖林河海大学环境学院中国环境科学研究院

为阐明社会经济发展对湖泊沉积物重金属时空富集的影响，采集了长江中游湖南省大于10 km2的湖泊沉积物，通过137Cs和210Pb放射性核素计年法、地化学背景值稳定层法及多元统计学法解析了湖南湖泊沉积物5种重金属的背景值；基于背景值结... 详细信息

为阐明社会经济发展对湖泊沉积物重金属时空富集的影响，采集了长江中游湖南省大于10 km2的湖泊沉积物，通过137Cs和210Pb放射性核素计年法、地化学背景值稳定层法及多元统计学法解析了湖南湖泊沉积物5种重金属的背景值；基于背景值结果，识别了重金属高背景区不同经济发展水平的岳阳南湖(城区)、黄盖湖(近郊)和华容东湖(远郊)的主要生态毒性风险元素，利用岭回归估计构建STIRPAT扩展模型，分析了人口总数、人均GDP、城镇化率、第二产业占比、第三产业占比、采掘业与制造业生产总值等6种社会经济发展指标与特征重金属的时空累积关系。研究结果表明：(1)沉积物中Cr、Cu、Zn、Cd和Pb的地化学背景值分别为98 mg·kg-1、30 mg·kg-1、78 mg·kg-1、0.22 mg·kg-1和26 mg·kg-1，分别是湖南土壤背景值的1.46、1.11、0.82、2.75和0.96倍；(2)地累积指数显示，重金属总生态毒性风险顺序为岳阳南湖＞黄盖湖＞华容东湖，Cd是岳阳地区湖泊生态毒性风险主要贡献元素；(3)STIRPAT扩展模型中，人口总数、城镇化率、实际人均GDP、第二产业占比、第三产业占比、采掘业和制造业生产总值的标准化系数分别为0.1396、0.0969、0.1922、0.1367、0.1264和0.1929，表明采掘业与制造业、人均GDP、人口总数对Cd污染影响最大。因此，采用土壤背景值评估湖泊生态环境不太准确，流域人口城镇化过程中采掘与制造业对湖泊Cd的富集量影响较大。本文结果为流域环境基准研究、生态环境风险评估、环境管理、污染物治理提供理论依据，有利支撑了长江大保护工作。

关键词：沉积物背景值重金属生态风险社会经济发展影响岭回归

一种新型双重轮休式潜流湿地抗堵塞及去污效果研究

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水资源保护 2022年

作者：华祖林张子豪沈志伟郑杨顾莉河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室河海大学环境学院长江保护与绿色发展研究院中交上海航道局有限公司

为解决垂直潜流湿地易堵塞问题，设计了一种新型双重轮休式潜流人工湿地，该新型湿地通过控制进出水阀门开关实现预处理池和主体池上层的双重轮休以及水流方向的周期性改变，以提高防堵塞效果。论文首先进行新型湿地在4个不同轮休周期... 详细信息

为解决垂直潜流湿地易堵塞问题，设计了一种新型双重轮休式潜流人工湿地，该新型湿地通过控制进出水阀门开关实现预处理池和主体池上层的双重轮休以及水流方向的周期性改变，以提高防堵塞效果。论文首先进行新型湿地在4个不同轮休周期工况下对污染物去除效果的试验，确定其最佳轮休周期为5天；在5天轮休周期下运行的新型湿地与传统潜流湿地进行抗堵塞能力和去污效果的对比，运行40、140、160天后，新型湿地的孔隙率分别为48.43%、46.36%、46.21%，传统湿地的孔隙率分别为46.89%、38.72%、44.37%，新型湿地基质孔隙率下降幅度小于传统湿地；而且，新型湿地中污染物去除率高于传统湿地，至160天后的新型湿地中氨氮、硝态氮、总氮、COD、总磷去除率分别为60.4%、70.8%、56.53%、53.12%、48.3%，传统湿地中这些污染物的去除率分别为34.99%、51.7%、41.43%、29.84%、47.06%，新型湿地中污染物去除率下降幅度也都小于传统湿地，并且整个运行过程中去除效果较为稳定，该湿地为有效缓解堵塞问题提供了一种新的尝试。

关键词：新型湿地双重轮休水流方向周期性改变抗堵塞去污效果

以水为脉络服务新时代治水需求的“W-A-T-E-R”研究生培养路径探索与实践--以河海大学为例

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学位与研究生教育 2022年第3期 44-50页

作者：华祖林赵倩俞晨储晨雪河海大学研究生院南京210024 河海大学研究生院导师与授权点办公室南京210024 河海大学研究生院教育管理办公室南京210024 河海大学研究生基地管理办公室南京210024

在分析现代治水新形势、新矛盾、新思路、新领域的基础上,总结了河海大学契合新时代治水需求的研究生培养实践,以水为脉络,以“中国灵魂、全球视野、河海特质”为价值(Worth)引领,润(Affect)—开(Trench)—引(Edify)—育(Raise)并进,从... 详细信息

在分析现代治水新形势、新矛盾、新思路、新领域的基础上,总结了河海大学契合新时代治水需求的研究生培养实践,以水为脉络,以“中国灵魂、全球视野、河海特质”为价值(Worth)引领,润(Affect)—开(Trench)—引(Edify)—育(Raise)并进,从思政教育、条件保障、主体协同、能力契合等方面介绍了“W-A-T-E-R”研究生培养路径及成效。

关键词：新时代治水研究生培养 “W-A-T-E-R”路径河海大学

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一种确定湖泊水质基准参照状态浓度的新方法

环境科学 2013年第6期34卷 2134-2138页

作者：华祖林汪靓河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室南京210098 河海大学环境学院南京210098

在确立湖泊营养物基准的过程中,湖泊水体参照状态的确定是十分重要的一个步骤.本文基于广义极值分布理论,发展提出了一种确定湖泊参照状态浓度的新方法.该方法克服了频率分析法等描述性统计方法存在的数据分组可能造成人为误差和不便于... 详细信息

在确立湖泊营养物基准的过程中,湖泊水体参照状态的确定是十分重要的一个步骤.本文基于广义极值分布理论,发展提出了一种确定湖泊参照状态浓度的新方法.该方法克服了频率分析法等描述性统计方法存在的数据分组可能造成人为误差和不便于统计推断,难以进行可信度评价的缺陷,能有效地推断给出参数和物质浓度置信区间.将该方法应用到太湖的水质基准参照状态中,通过对太湖湖心两个站点1995～2006年总氮(total nitrogen,TN),总磷(total phosphorus,TP)和叶绿素a(chlorophyll a,Chl-a)的数据进行分析,其年最小值的相反数符合广义极值分布,验证了方法的可行性.推荐采用25%分位点的值作为太湖总氮,总磷和叶绿素a的参照状态,即太湖的参照状态是:总氮0.71 mg·L-1,总磷0.025 mg·L-1,叶绿素a为1.81μg·L-1,并分别得出了它们各自的95%置信区间.

关键词：湖泊水质基准参照状态广义极值分布新方法置信区间

湖泊不同湖区COD_(Mn)降解的混合级数模型

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水利学报 2013年第5期44卷 521-526页

作者：华祖林李亚伟顾莉河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学水资源高效利用与工程安全国家工程研究中心江苏南京210098 河海大学环境学院江苏南京210098

基于湖泊有机物组成的复杂性,提出考虑流速效应的湖泊高锰酸盐指数混合级数降解模型。将高锰酸盐指数分为可降解部分和不可降解部分,把可降解部分的反应级数作为自由参数,避免了事先假定反应级数对模型拟合的限制。以太湖为研究对象,将... 详细信息

基于湖泊有机物组成的复杂性,提出考虑流速效应的湖泊高锰酸盐指数混合级数降解模型。将高锰酸盐指数分为可降解部分和不可降解部分,把可降解部分的反应级数作为自由参数,避免了事先假定反应级数对模型拟合的限制。以太湖为研究对象,将太湖分为湖湾、湖岸和湖心区,分别进行室内静态和动态模拟实验,研究了不同水动力条件对降解系数的影响,建立降解系数与流速的关系式;考虑不同湖区的流速效应,构建了不同湖区的混合级数模型,模型更为符合有机污染物降解的实际情况,并具有更高的精度和更广的适用性。

关键词：湖泊降解高锰酸盐指数不同水动力混合级数模型

基于三角单元外心下的幂率格式在丁坝绕流中的应用

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水科学进展 2007年第3期18卷 362-367页

作者：邢领航华祖林河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室环境科学与工程学院浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点试验室江苏南京210098

针对在非结构网格水流数值计算,将各变量储存在三角单元外心进行离散,从而避免了由于非结构网格的非正交性而使用各种校正方法所带来的校正误差。采用Rhie-Chow的动量插值思想推导出基于SIMPLE意义下的水位校正方程,并详细给出了水位校... 详细信息

针对在非结构网格水流数值计算,将各变量储存在三角单元外心进行离散,从而避免了由于非结构网格的非正交性而使用各种校正方法所带来的校正误差。采用Rhie-Chow的动量插值思想推导出基于SIMPLE意义下的水位校正方程,并详细给出了水位校正方程的离散形式。动量方程采用数值性能优良的幂率格式。计算结果成功地模拟出丁坝上、下游涡的特征量及流场情况,与水槽试验的资料吻合良好。

关键词：非结构网格有限体积法 SIMPLE算法三角单元外心丁坝绕流