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跨区域、跨部门的金泽水源水质水量监测与预警业务化平台(二)

来源:时间:2025-04-21 21:41:12

2.3.4銻濃度模型

在銻濃度模擬展示界麵(圖5),跨区係統動態模擬預見期內河網銻濃度變化。域跨源水可點擊查詢範圍內任意位置銻濃度模擬值,部门查看實測點位銻濃度實測值與模擬值對比曲線圖。泽水质水

2.3.5藻類生態動力學模型

基於庫區水動力,量监係統動態模擬預見期(最長7d)內金澤水庫總氮、测预總磷、警业溶解氧、平台葉綠素a、跨区藍藻總數及藻類生物量的域跨源水變化(圖6)。可查看實測點位各指標實測值與模擬值對比曲線圖(可查詢30d曆史信息)。部门可點擊查詢庫區任意位置水質及藻類指標模擬值。泽水质水

2.3.6供水量/水質預測模型

在界麵中(圖7),量监可查看太浦閘、测预金澤取水、警业金澤輸水等監測點水質(氨氮、高錳酸鹽指數等)實測與模擬對比信息,預測明後兩日水質指標值;可查看青浦、鬆江、金山、閔行、奉賢5個區供水量實測值與模擬值對比曲線圖,預測從今日起3d內的供水量值。

2.4聯合調度

聯合調度模塊包括溢油調度、化學品泄漏調度、銻汙染調度、常規水質超標調度4個功能項。運用模型技術研究形成在不同水情、工況下太浦閘—金澤水庫—鬆浦大橋聯合調度歸並方案集;通過在平台界麵輸入太湖水位、相應監測點汙染物濃度、汙染發生地(距離金澤取水口距離)、汙染物量等必要參數,提供針對特定水情、工況的取水聯合調度建議。

2.5庫區控防

庫區控防模塊包括庫區(生態)調控、汙染防控2個功能項。庫區(生態)調控界麵對金澤水庫水生植物管控及魚類調控技術主要成果及技術參數進行演示,包括三維效果、視頻影像等。汙染防控界麵集成金澤水源地在線監測數據、突發水質汙染應急方案及相關視頻資料,可檢索針對油類、化學品汙染及水質異常的應急措施,並為應急提供實時數據支撐。

2.6其他

2.6.1三維可視化

平台對太浦河流域以及太浦閘、金澤水庫、金澤輸水區、鬆浦原水廠等重點區域進行三維可視化建設。包括對河流、陸地、水陸邊界、道路、岸坡、綠化、建築、構築物、機泵及機泵開停實時信號等的可視化(圖8)。

2.6.2業務化監控及預報警

針對日常監控操作簡單、實用的需求,開發業務化監控界麵,包括在線數據監控、船舶AIS監控、視頻監控識別等功能項。在線數據監控界麵集成了金澤水源實時數據監控與預報警功能;船舶AIS監控界麵集成了金澤水源實時船舶AIS信息;視頻監控識別界麵集成金澤水文站、金澤取水口2套視頻監控識別信息,可對河道水葫蘆等漂浮型汙染物進行智能識別。

3關鍵技術

3.1汙染物遷移降解模擬技術

基於美國應用科學谘詢有限公司(ASA)OilMap模型,構建太浦河溢油模型,計算模擬泄漏油品在水體表麵的運動軌跡;用溢油粒子表示,在風和水流作用下結合隨機擾動分散進行平流輸送;模擬考慮蒸發、擴散、進入水體、乳化及吸附到岸邊等現象的油品遷移轉化過程。基於ASA的ChemMap模型,構建太浦河化學品泄漏模型,模擬考慮蒸發、溶解、吸附、沉降、降解等現象的化學品遷移轉化過程。基於太湖流域河網水動力模型,構建太浦河銻濃度模型,模擬水體中銻隨空間、時間的遷移轉化;水動力模塊基於Saint-Venant方程,汙染模塊基於物質輸移的對流擴散方程。通過本技術應用,可將模型預報作業時間縮短至3h。

3.2多源異構數據協同耦合技術

基於時序耦合分析和序列標注模型,開發流式數據預處理引擎,對實時數據進行流式預處理,實現對中斷、越界、毛刺數據的識別及異常值替換;通過數據質量可視化分析,對數據中斷及有效性狀況進行監控分析。采用K最近鄰插補法和線性插補法對重複、異常的供水量數據進行處理;采用局部離群點檢測算法檢測水質異常數據,利用線性插值法進行替換。采用線性插值法(缺失少)或加權平均法(缺失較多)處理缺失水質數據。將非結構化的視頻數據轉為結構化數據,並進行統計、關聯分析及存儲,實現視頻圖像數據可回溯、可複用,並應用於汙染物視頻監控識別。通過本技術應用,可將平台數據可用率提升至90%以上,其中供水量/水質數據可用率達到98%以上,視頻數據可用率達到96%以上。

3.3金澤水庫水生植物水質淨化調控技術

沉水植物營建受水庫底質(底泥)、真光層深度、水體流速、風浪、水生動物牧食等因素影響明顯,可通過沉缸、潛床、生長季水位調節、圍網、捕撈等方式避免其不利影響;沉水植物可采用種子、種苗或根莖進行種植。挺水植物營建通常在3月—5月清明節前後,陰雨天最適種植;可采用種子、種苗或根莖種植,生長初期降低水庫運行水位以保證幼苗白天充分出露,接受充足光照;在無法降低水位或深水濱岸區,通過填土增加基底高程。基於水庫水體光學特性,選擇適宜時間和方式種植水生植物;通過植物對氮磷的吸收、賦存,降低水體氮磷含量;根據植物氮磷賦存特征,選擇適宜時間進行收割,避免植物體內氮磷大量釋放進水中。金澤水庫目前已實施4萬m2以上水生植物管理措施,提升了庫區水生植物密度和生物量。

3.4金澤水庫魚類群落水質淨化調控技術

以鰱、鱅等典型濾食性魚類作為主要控藻魚種,濾食庫內浮遊植物和浮遊動物,並控製凶猛魚類,投放部分食有機碎屑的魚類(如細鱗斜頜鯝等),共同起到加速水體營養物循環、淨化水質的作用。根據目前金澤水庫漁產潛力、營養鹽及藻類情況,至少需保留鰱鱅魚10萬kg,同時應多放養鰱,控製鰱鱅放養比例約為5∶1,放養規格約為300~500g/尾。捕撈超過生長加速度最大值的鰱鱅魚,降低營養庫存。金澤水庫鰱鱅魚從2齡長到3齡,生長加速度最大,3齡後體重增長減緩,對藻類的濾食率也比3齡內的魚類低,因此,金澤水庫鰱鱅魚3齡後可開始捕撈,此時鰱魚類平均規格為體長36.8cm,體重約為1100g;鱅魚類平均規格為體長42.8cm,體重約為2800g。通過基於食物鏈的群落調控技術應用,金澤水庫各營養級基本符合生態金字塔規律,庫區指示性類群物種多樣性水平(以Shannon多樣性指數和Pielou’s均勻度計算)提升20%以上。

4總結與展望

跨區域、跨部門的金澤水源水質水量監測與預警業務化平台作為國家“十三五”水專項課題的一項研究成果,達到了金澤水源地多源監測數據建庫、三維展示、數據查詢、共享和預報警的要求,實現了對金澤水源地水動力、溢油、化學品泄漏、銻濃度、藻類生態、供水量和常規水質的預測模擬;平台可根據水情、工情變化提供水源地取水聯合調度建議,並提供多種類業務化監控功能。後續將重點關注平台的業務化應用,在日常應用中進一步優化平台功能,使其能在保障金澤水源地供水安全的任務中更好地發揮作用;後續可擴大平台資源共享實踐,可推廣應用。

5結論

增加離心萃取機雖然會增加一定的設備成本和運行成本,但是總萃取效率提高,增加了粗酚的產量,可提高煤化工裝置盈利水平,以及係統操作的彈性和穩定性,更重要的是減少了萃取劑的用量,從而減少蒸汽耗量。因此,合理選擇串連離心萃取機的數量可以起到節能降耗和增加利潤的目的。離心萃取技術如能成功應用於碎煤氣化含酚廢水萃取脫酚的工業化,將會提高酚氨回收裝置的粗酚產量,也有利於下遊生化廢水處理裝置的穩定運行,並保護環境,但裝置放大對萃取效率的具體影響有待進一步分析和論證。

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