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Application of Water quality Model qual2k to Model the Dispersion of Pollutants in River Ndarugu, kenya

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Computational Water, Energy, and Environmental Engineering 2014年第4期3卷 162-169页

作者： Letensie Tseggai Hadgu Maurice Omondi Nyadawa John kimani Mwangi Purity Muthoni kibetu Beraki Bahre Mehari Department of Civil Construction and Environmental Engineering Jomo Kenyatta University of Agriculture and Technology Nairobi Kenya Jaramogi Oginga Odinga University of Science and Technology Bondo Kenya

Ndarugu River, kenya, during its course through the different agricultural and industrial areas of Gatundu, Gachororo and Juja farms, receives untreated industrial, domestic and agricultural waste of point source discharges from coffee and tea factories. During wet season the water is also polluted by non-point (diffuse) sources created by runoff carrying soil, fertilizer and pesticide residues from the catchment area. This study involved the calibration of water quality model qual2k to predict the water quality of this segment of the river. The model was calibrated and validated for flow discharge (Q), temperature (T°), flow velocity (V), biochemical oxygen demand (BOD5), dissolved oxygen (DO) and nitrate (NO3-N), using data collected and analyzed during field and laboratory measurements done in July and November-December 2013. The model was then used in simulation and its performance was evaluated using statistical criteria based on correlation coefficient (R2) and standard errors (SE) between the observed and simulated data. The model reflected the field data quite well with minor exceptions. In spite of these minor differences between the measured and simulated data set at some points, the calibration and validation results are acceptable especially for developing countries where the financial resources for frequent monitoring works and higher accuracy data analysis are very limited. The water is being polluted by the human activities in the catchment. There is need for proper control of wastewater by various techniques, and preliminary treatment of waste discharges prior to effluent disposal. Management of the watershed is necessary so as to protect the river from the adverse impacts of agricultural activities and save it from further deterioration.

关键词： BOD5 DO qual2k River Pollution Water quality Modeling

基于qual2k模型的钱塘江流域安全纳污能力研究

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环境科学学报 2007年第8期27卷 1402-1407页

作者：方晓波张建英陈伟徐向阳陈英旭浙江大学环境与资源学院杭州310029

针对钱塘江流域污染物总量控制的纳污能力定量问题,选择非感潮河段干流和一级支流,基于qual2k模型和一维水质模型,研究了BOD安全纳污能力.研究结果表明,钱塘江流域纳污能力qual2k模型计算值大于一维模型计算值;基于qual2k模型的m值水体... 详细信息

针对钱塘江流域污染物总量控制的纳污能力定量问题,选择非感潮河段干流和一级支流,基于qual2k模型和一维水质模型,研究了BOD安全纳污能力.研究结果表明,钱塘江流域纳污能力qual2k模型计算值大于一维模型计算值;基于qual2k模型的m值水体纳污能力计算法,结合了总量控制与浓度控制理念,适用于钱塘江流域水体纳污能力计算;流域各行政区BOD安全纳污能力从大到小依次为:杭州>金华>衢州>绍兴>丽水.

关键词： qual2k BOD 纳污能力 TMDL 钱塘江流域

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qual2k水质模型参数的不确定性研究

QUAL2K水质模型参数的不确定性研究

作者：龚清莲西南交通大学

学位级别：硕士

面对严峻的水资源形势,采取适当的措施对水资源进行保护、管理和治理显得非常必要。通常依据水质评价和预测结果来做出相应的管理决策,因此,水质评价和预测结果准确与否对管理决策的有效性有着绝对影响。水质模型是常被用于评价和预测... 详细信息

面对严峻的水资源形势,采取适当的措施对水资源进行保护、管理和治理显得非常必要。通常依据水质评价和预测结果来做出相应的管理决策,因此,水质评价和预测结果准确与否对管理决策的有效性有着绝对影响。水质模型是常被用于评价和预测水质的有效手段。构建水质模型的各个阶段都不可避免的存在不确定性,模型的模拟结果因此受到影响。对水质模型存在的不确定性进行分析有利于提高模型输出的可靠程度,从而使模拟结果更好的反映水质的真实情况。水质模型的不确定性包括模型结构引起的不确定性、输入数据的不确定性和参数的不确定性,其中模型结构引起的不确定性是模型不确定性的根本来源。由于对模型结构引起的不确定性进行深入研究的理论和有效技术手段都比较缺乏,模型结构引起的不确定性往往通过识别参数的后验分布统计规律来间接分析,因此参数的不确定性分析显得尤为重要。qual2k水质模型是一种适用于模拟树枝状河流水质的模型,模型采用CBODf和CBODs来描述有机物。本文对国内外水质指标BOD5和CBODf、CBODu的关系进行了分析,得到在不考虑外来因素造成的影响时三者之间的关系。BOD5可通过qual2k水质模型模拟得到CBODf后经计算得到。本文将贝叶斯理论和MCMC法结合提出了一种参数确定的有效方法,并以Boulder Creek河流中的一段为研究对象,采用贝叶斯-MCMC法确定了与CBODf相关的参数的取值,并通过计算验证了采用贝叶斯-MCMC法对参数进行取值的可行性和有效性。通过对模型参数的不确定性进行研究,可以获得参数的敏感程度及其对模型输出的影响,有助于提高qual2k水质模型输出结果的可靠性。

关键词： qual2k 不确定性分析贝叶斯理论 MCMC法

基于qual2k模型的水质模拟与水质风险评价

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南水北调与水利科技 2015年第6期13卷 1093-1096页

作者：胡珺中科宇图(北京)资源环境科学研究院北京100101

选取对数据需求量相对较小的河流一维稳态水质模型qual2k模型开展水质模型模拟与水质风险评估的研究。为了简化qual2k模型建模过程,提高模型计算效率,优化模拟结果展示效果以及实现水质风险评价的应用,将qual2k模型进行B/S架构系统集成... 详细信息

选取对数据需求量相对较小的河流一维稳态水质模型qual2k模型开展水质模型模拟与水质风险评估的研究。为了简化qual2k模型建模过程,提高模型计算效率,优化模拟结果展示效果以及实现水质风险评价的应用,将qual2k模型进行B/S架构系统集成,运用ArcGIS平台实现水质模型结果的可视化动态播放和专题图制作,并提出通过各时间步长的水质模拟结果统计各河段的水质超标风险概率的水质风险评价方法,为流域水环境优化管理提供决策依据。

关键词： qual2k 水质风险评价系统集成水质模拟老灌河

基于现场监测与qual2k模型的永春诗溪小流域氮污染治理研究

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基于现场监测与QUAL2K模型的永春诗溪小流域氮污染治理研究

作者：肖才荣厦门大学

学位级别：硕士

水是人类赖以生存的重要自然资源,是可持续发展的核心。但由于气候变化和人类活动的双重压力,水资源短缺,水环境污染问题等日渐突出,严重威胁人类生产与生活。小流域是流域生态系统的重要组成部分,与人类生活和生命息息相关,其研究具有... 详细信息

水是人类赖以生存的重要自然资源,是可持续发展的核心。但由于气候变化和人类活动的双重压力,水资源短缺,水环境污染问题等日渐突出,严重威胁人类生产与生活。小流域是流域生态系统的重要组成部分,与人类生活和生命息息相关,其研究具有紧迫性。目前的研究主要集中于大中型流域及湖泊水库,基于现场监测与模型的小流域系统治理研究案例鲜见报道。研究小流域水质时空变异特征,定量评估小流域系统治理方案,对流域/区域水资源可持续利用具有重要意义。本研究选取晋江流域上游诗溪小流域为研究区域,应用现场监测、多元统计分析、地理信息技术、流域水质模型、情景分析等方法与技术,开展诗溪流域系统治理研究,取得以下主要研究结果:诗溪流域河流氮形态与浓度具有显著的时空变异性。诗溪流域氮污染组分主要是NO3--N和NH4+-N,流域上游和下游氮污染贡献最大的组分是NO3--N,在中游氮污染贡献最大的组分是NH4+-N。诗溪流域氮浓度中游高于下游高于上游,支流高于干流,左岸高于右岸。诗溪流域TN和NH4+-N浓度在冬季最高,在夏季最低;NO3--N和NO2--N浓度在春季最高,秋季最低。2017～2019年的年际变化为,NH4+-N浓度略有下降,NO3--N浓度有明显的下降,NO2--N浓度有明显的增加;诗溪流域水质影响分析结果表明,建设用地和耕地与水质恶化呈显著的正相关,林地对水质改善有积极作用。在丰水期与非丰水期,耕地是影响氮污染的主要土地利用类型,在非丰水期,林地是影响TN的主要土地利用类型,耕地和果园是影响NH4+-N的主要土地利用类型,建设用地、耕地、果园是影响NO3--N的主要土地利用类型;流量与氮污染指标浓度呈极显著的负相关,流量越大,对流域水质改善作用越大。构建了诗溪流域qual2k水质模型,分析污染源控制情景,提出了诗溪流域治理措施。根据诗溪流域实际情况,将其概化为6个模拟河段,支流概化为点源输入,生活污水、畜禽养殖废水及农业废水概化为非点源输入。模型校验结果显示,模拟值与实测值的吻合度较高,表明了qual2k模型在诗溪流域具有适用性;情景分析结果表明,统一削减污染源34%、单独削减生活污水65%或削减畜禽养殖废水98%、综合削减生活污水25%以上和畜禽养殖废水55%以上等污染源控制情境下,诗溪流域出水口水质可提升至地表水Ⅲ类水。控制关键源区(小水沟、建设污水处理厂、设置农村分散式污水处理设施)情境下,TN浓度降低了3.2～45.5%,NH4+-N浓度降低了4.6～50.4%,水质可提升至地表水Ⅲ类水;结合情景与流域实际情况,可通过关闭畜禽养殖、削减生活污水、分段实施生态修复等整治措施改善诗溪流域水质质量。

关键词：小流域 qual2k 情景水质模型

基于qual2k模型的水质模拟研究 ——以武进港小流域为例

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基于QUAL2K模型的水质模拟研究 ——以武进港小流域为例

作者：唐伟南京大学

学位级别：硕士

水是生命之源,水资源的可持续利用是一个十分重要的问题。但由于人类活动的影响,使得水资源减少,污染加剧,危及到人类对水资源的基本需求,我国正面临着严重的水环境问题。尤其是近年来,我国的河流和湖泊遭受到严重的污染与破坏。武进港... 详细信息

水是生命之源,水资源的可持续利用是一个十分重要的问题。但由于人类活动的影响,使得水资源减少,污染加剧,危及到人类对水资源的基本需求,我国正面临着严重的水环境问题。尤其是近年来,我国的河流和湖泊遭受到严重的污染与破坏。武进港是太湖梅梁湾的主要入湖河流之一,同时也通过雅浦港的分流进入竺山湖,是连通京杭大运河和太湖的主要水上通道。因此对武进港进行水质模拟,并计算其水环境容量具有极其重要的意义。本论文先采用了单因子评价法对武进港流域的水质进行了评价,得出武进港水质总体属于劣V类,污染特点是以含氮的营养盐类及有机污染为主。然后采用由美国环保局开发的qual2k水质模型对武进港流域水质进行模拟,根据水文及水质资料分析并确定模型参数,以CODMn与NH3-N作为预测的水质参数。在对水质模型进行验证基础上,利用qual2k水质模型,对河流进行水质模拟,并计算其水环境容量。对于武进港水环境容量的计算,本文首先计算出不同河段CODMn和NH3-N的年平均水环境容量,然后在此基础上并结合武进港流域污染的实际情况,提出污染物防治的对策与建议。

关键词：武进港 qual2k 水质模拟水环境容量

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河流综合水质模型qual2k的应用综述

黑龙江生态工程职业学院学报 2019年第4期32卷 22-24页

作者：周小珍梅州市威华水利水电建设工程有限公司

经过40多年的研究和开发,美国环境保护署(***)设计的河流综合水质模型qual2k在水质模拟领域取得了很多成果。近年来,qual2k模型也被国内越来越多的学者和单位广泛使用。介绍qual2k模型的发展历史、特点和应用前景,为qual2k在中国的进一... 详细信息

经过40多年的研究和开发,美国环境保护署(***)设计的河流综合水质模型qual2k在水质模拟领域取得了很多成果。近年来,qual2k模型也被国内越来越多的学者和单位广泛使用。介绍qual2k模型的发展历史、特点和应用前景,为qual2k在中国的进一步推广和应用提供参考。

关键词：河流水质模型 qual2k 综述

基于纳污量的流域水环境管理模式--以金华江流域义乌段为例

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环境科学学报 2008年第12期28卷 2614-2621页

作者：方晓波张建英陈英旭田旭东浙江大学环境与资源学院杭州310029 浙江省环境监测中心杭州310012

为解决金华江流域义乌段水质与水功能区要求间失衡的环境问题,建立基于水体纳污能力的流域水环境管理模式.以qual2k模型为基础估算了金华江流域义乌段BOD和氨氮纳污能力;建立了同时考虑点源和面源的BOD、氨氮日最大排污量的管理模式.结... 详细信息

为解决金华江流域义乌段水质与水功能区要求间失衡的环境问题,建立基于水体纳污能力的流域水环境管理模式.以qual2k模型为基础估算了金华江流域义乌段BOD和氨氮纳污能力;建立了同时考虑点源和面源的BOD、氨氮日最大排污量的管理模式.结果表明,流域BOD、氨氮纳污总量分别为4865.5 kg·d-1和431.20 kg·d-1;按照BOD、氨氮现状,其排放量分别削减49.63%和88.71%,才能基本满足流域水环境功能区要求.

关键词：纳污能力流域管理义乌江流域日最大排污量 qual2k

基于地表水与地下水耦合模型的溪泉湖湿地数值模拟的应用研究

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北京工业大学学报 2015年第2期41卷 269-274页

作者：高维春潘俊张永祥张晓叶段智隆王由好秦灿北京工业大学建筑工程学院北京100124 水质科学与水环境恢复工程北京市重点实验室北京100124 沈阳建筑大学市政与环境工程学院沈阳110168

通过建立溪泉湖水源地地表水与地下水联合运用的耦合模型,借助于qual2k软件计算地表河流控制断面的入水浓度.采用MT3D模型,基于Visual MODFLOW有限差技术,分析了沈阳市沈北新区溪泉湖湿地构建储备水源地10 a后地下水环境的动态变化.水... 详细信息

通过建立溪泉湖水源地地表水与地下水联合运用的耦合模型,借助于qual2k软件计算地表河流控制断面的入水浓度.采用MT3D模型,基于Visual MODFLOW有限差技术,分析了沈阳市沈北新区溪泉湖湿地构建储备水源地10 a后地下水环境的动态变化.水位模拟结果显示:2020年构建储备水源地处形成漏斗,水源地构建后的地下水水位降落漏斗处地下水等水位线比构建前下降2.5 m,与2009年初始水位相比大幅度下降,既满足水源地供水效益,又解决了周边水库蓄水造成的浸没问题.水质模拟结果显示:周边水库地下水水质较好,没有对水源地水质造成影响,但辽河支流的水质不容乐观,对水源地水质造成严重威胁.因此,为保障水源地水质安全,对溪泉湖地表水体进行污染防治势在必行.

关键词： Visual MODFLOW qual2k 地表水地下水耦合模型