.化左右。水溫、光照強(qiáng) 度、DO等指標(biāo)現(xiàn)場測定，并記錄當(dāng)天采樣時(shí)間、天氣狀況、河口S角洲地區(qū)濕地湖泊水位、潮 流大小等參數(shù)W供實(shí)驗(yàn)研究參考，采樣頻率為每2~3天采樣一次，采樣完畢后帶同實(shí)驗(yàn)室 當(dāng)天內(nèi)完成其他化學(xué)指標(biāo)的測定。
[0044] B)縱向水樣采集與保存：根據(jù)河口 =角洲地區(qū)濕地湖泊地形特點(diǎn)，在代表性點(diǎn)位 選擇取樣點(diǎn)，沿水深方向使用有機(jī)玻璃定深采水器每隔5~10米取樣一次，將水樣用棟色 廣口玻璃瓶保存帶回實(shí)驗(yàn)室在4°C下保存或適時(shí)測定。采樣記錄要求同上。本研究在河口 S角洲地區(qū)濕地湖泊入口附近、河口S角洲地區(qū)濕地湖泊不同深度、原河道主流區(qū)、入海口 等不同代表性點(diǎn)位選取了 10個(gè)采樣點(diǎn)。
[0045] C)上游徑流水樣的采集：根據(jù)河口 =角洲地區(qū)濕地湖泊上游的地形情況，分別在 支流匯合處、人口較為密集的村莊處W及相隔一段距離的地方，設(shè)置9-10個(gè)采樣點(diǎn)，采樣 使用聚乙締塑料瓶，在河道內(nèi)水流順楊的地方汲水，避免在岸邊死水區(qū)采樣。采樣的同時(shí) 測定水溫、總憐總氮等指標(biāo)。
[0046]具體采樣分布見附圖。
[0047] 將采樣的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與整理，做出研究區(qū)域河口S角洲地區(qū)濕地湖泊總憐 總氮與DO的瞬時(shí)分布值，結(jié)合瞬時(shí)溫度分布情形，描繪分層條件下相關(guān)指標(biāo)的分布，本研 究在2009年3月至12月持續(xù)抽樣監(jiān)測主庫區(qū)的水質(zhì)狀況，結(jié)果顯示研究區(qū)濕地湖泊存在 明顯的總氮超標(biāo)，全年平均檢測含量1. 4mg/l，超標(biāo)31 %。
[0048] 根據(jù)相關(guān)溫度參數(shù)，導(dǎo)入水體熱交換模型，進(jìn)行求解，做出河口 =角洲地區(qū)濕地湖 泊垂向溫度分布圖像，利用能量方程與RNGk-e模型進(jìn)行禪合求解，時(shí)間步長為0.01s，時(shí) 間步數(shù)為500s，計(jì)算出溫度分層條件下相關(guān)參數(shù)的分配規(guī)律。 W例河口立角洲地區(qū)濕地湖泊內(nèi)源污染綜合評價(jià)：
[0050] 溫度成層條件下DO存在明顯的季節(jié)性變化，4、5月份在溫度分層逐漸形成的過程 中，溶解氧在縱向也形成了上高下低的基本分布。不過由于冬季上下水體的混合復(fù)氧，溶解 氧濃度整體較高，底部也在7~8mg/L左右，此時(shí)湖泊基本不存在缺氧或者厭氧區(qū)域。7月 份分層穩(wěn)定，水體形成了DO垂向梯度：表層水體8~9mg/l，基本接近飽和濃度；隨著水深 的增加，溶解氧濃度降低，并且在溫躍層水深范圍內(nèi)急劇減??；底層水體的溶解氧已經(jīng)降低 至4mg/L左右。底層溶解氧隨著時(shí)間不斷下降，9月份為2.Img/l，10月末僅為0. 5111邑/1，完 全處于厭氧環(huán)境。進(jìn)入1月份W后，溫度分層消失。
[0051] 研究區(qū)河口 =角洲地區(qū)濕地湖泊水體垂向營養(yǎng)物分布特征不明顯，但是訊期河口 S角洲地區(qū)濕地湖泊的總氮在20~40m水深范圍內(nèi)也存在濃度升高的現(xiàn)象，運(yùn)是由于上 游河流降雨期河水總氮濃度大幅增加，并W潛流的形式匯入河口 =角洲地區(qū)濕地湖泊造成
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種河口三角洲地區(qū)濕地湖泊內(nèi)源污染綜合評價(jià)方法，其中的主要步驟為： A) 測量水源河口三角洲地區(qū)濕地湖泊營養(yǎng)物質(zhì)含量（TN，TP); B) 提取水溶性有機(jī)物，計(jì)算并測量溶解氧含量（DO); C) 選取并測量恒溫層、躍溫層、等溫層位置溫度值以及河口區(qū)潮位、波強(qiáng)、流速等水動(dòng) 力過程的相關(guān)參數(shù)； D) 建立溫度與潮波過程的耦合模型； E) 模型求解； F) 河口三角洲地區(qū)濕地湖泊內(nèi)源污染綜合評價(jià)。2. 根據(jù)綜合評價(jià)方法，步驟A采用堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法以及過硫酸鉀消 解鉬酸銨分光光度法。3. 根據(jù)綜合評價(jià)方法，步驟B采用連續(xù)式隔膜電極法。4. 根據(jù)綜合評價(jià)方法，步驟C采用分布式光纖溫度測量儀（DTS)、SBY2-1聲學(xué)波浪儀 與GlobalWater流速儀。5. 根據(jù)綜合評價(jià)方法，步驟D采用水體熱交換模型表征水體表面?zhèn)鳠峥偟臒峤粨Q 量（Qs)為長波輻射量（QR)、水面蒸發(fā)量（QJ、水面顯熱對流量（Qh)，其處理公式為：QS = Qr+Qw+Qh a. 長波福射量（Qr): 由于大氣所散發(fā)的輻射波長相對太陽入射波長較長，主要能量集中在4~120ym之 間，因此屬于長波輻射范圍；大氣的長波輻射的處理公式為：式中：T(water)、C(air)、C(water)、Rt(w)、〇、T(air)、G(ci〇ud)分別為水面〇m處溫度、水的輻射系 數(shù)、大氣的輻射系數(shù)、水面長波輻射反射率、波茲爾曼常數(shù)、為水面上2m處氣溫、云層覆蓋 率。 b. 水面蒸發(fā)熱損失（Qw): 蒸發(fā)直接體現(xiàn)熱量與水量交換過程的聯(lián)系，處理公式為：式中：L、CW、PUr)、P、Rlt分別為蒸發(fā)潛熱、蒸發(fā)傳熱系數(shù)、空氣密度（取1.225kg/m3)、 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓、相對濕度。 c?顯熱對流量（Qh): 熱對流是指熱量通過流動(dòng)介質(zhì)，由空間的一處傳播到另一處的現(xiàn)象。水體表面熱通量 為正值時(shí)，表層處于升溫狀況，水溫較水體以下各層為高，密度分層穩(wěn)定.反之，在降溫狀 況，表層水溫則可能低于以下各層，形成不穩(wěn)定狀態(tài)，這時(shí)上下層發(fā)生熱對流，其處理公式 為： Qh-CHcp(air)f(air) U (wind)(T (air r)^(water)^ 式中：CH、Cp(air)、U(win(j)、T(air-r) 分別為顯熱傳導(dǎo)體積系數(shù)（取0. 0014)、水的定壓比熱 (取1003)、水面處的風(fēng)速、水面上空氣的干球溫度，其余同上。6. 根據(jù)綜合評價(jià)方法，步驟D另一方面計(jì)算穿透傳熱過程總的熱交換量，其處理公式 為： Qsw(s)=Q(sw-surface)(1 〇? 65C(ci〇U(j) 2) (1-Rt(sw)) Qsw(z) = Qsw(s)exp{-qe(S-z)} 式中：Q^(S)與Q^(Z)分別為水面太陽短波福射量和水下短波福射量變化過程，其中，Rt(sw) 、Q(sw-surface)、Qsw、Ue(m4分別為無量綱的短波輻射表面反射率、通過水面的總短波輻射 量、透過水面的凈短波輻射、衰減系數(shù)。 另外應(yīng)用二維潮波方程以表征濱海地區(qū)濕地湖泊受到海洋潮流的影響：a某地的潮位U): y-*上式中，a。為平均海面；R,為潮波振幅；0 ,為潮波的初位相；〇 ,為潮波角速度；r(t) 為非天文潮位，泛指因水文、氣象狀況變化引起的水位變化。 b. 潮流（u):其中u、v分別為流速的北分量和東分量；U。、V。為歐拉余流；U ^ | i為北分量的調(diào)和常 數(shù)；Vp Hi為東分量的調(diào)和常數(shù)。 c. 二維潮波方程：上式中，D為總水深，x、y為東、北方向，U、V為潮流的東、北分量，AH為水平渦粘系數(shù)， kb為底摩擦系數(shù)。7. 所述的綜合評價(jià)方法，步驟E中的模型求解，是采用有限元體積法進(jìn)行計(jì)算，并通過 商用CFD軟件實(shí)現(xiàn)。8. 所述的綜合評價(jià)方法，步驟F中的綜合評價(jià)方法，是通過模型求解得到不同水溫條 件，并帶入步驟A，步驟B，步驟C所測得相關(guān)數(shù)據(jù)，耦合水質(zhì)模型與溶解氧模型，耦合溫度模 型與河口潮波模型，從而求得研究區(qū)河口三角洲地區(qū)濕地湖泊中相關(guān)指標(biāo)隨著季節(jié)型變化 條件的影響與存在的內(nèi)在趨勢，并對河口三角洲地區(qū)濕地湖泊內(nèi)源污染程度進(jìn)行評級，可 以及時(shí)的預(yù)測河口三角洲地區(qū)濕地湖泊內(nèi)源污染問題，并加以相關(guān)管理。
【專利摘要】河口三角洲地區(qū)濕地湖泊內(nèi)源污染綜合評價(jià)方法，其中的主要步驟為：A)測量水源河口三角洲地區(qū)濕地湖泊營養(yǎng)物質(zhì)含量(TN，TP)；B)提取水溶性有機(jī)物，計(jì)算并測量溶解氧含量(DO)；C)選取并測量恒溫層、躍溫層、等溫層位置溫度值以及河口區(qū)潮位、波強(qiáng)、流速等水動(dòng)力過程的相關(guān)參數(shù)；D)建立溫度與潮波過程的耦合模型；E)模型求解；F)河口三角洲地區(qū)濕地湖泊內(nèi)源污染綜合評價(jià)。
【IPC分類】G01C13/00, G01D21/02
【公開號】CN105115538
【申請?zhí)枴緾N201510148779
【發(fā)明人】許巖, 蔡宴朋, 孫濤, 徐文, 崔保山
【申請人】北京師范大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年4月1日