傍河水源地的水动力过程和水质作用机理及其对开采条件的响应

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    41877174
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    D0702.环境水科学
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The capacity of regulation and storage and the effect of water quality improvement of riverside well field are two essential problems concentrated on by engineering practices, which are also difficulties in scientific research. During the past years, these two problems become research hotspots mainly because of the highlight of water resources and water environment problems. An experimental riverside well field along the Songhua River near Harbin City is selected as the study area in this study. Based on the previously completed works on hydrogeological investigation and trial test study, the hydrodynamics processes will be characterized by coupling using analytical method and numerical method. Then, modeling and prediction of the impacts of different exploiting layouts and programs on hydrodynamics and water quality will be carried out. In the meantime, corresponding works of indoor sand filter tank experiment are also proceeded. These works are followed by empirical study and corresponding improvement of the established models through field pumping tests. Finally, mechanisms of hydrodynamic processes and water quality effects of riverside well field and their responses to different exploiting programs will be revealed, which are primarily dependent on repeatedly field pumping tests and reduplicative model debugging. Findings of this study are not only helpful in constructing riverside well field in area with high groundwater Fe, Mn and ammonia nitrogen, but also meaningful to regulation of groundwater hydrodynamics by using optimizing exploiting layouts and programs, which are decisive effect on water quality improvement deservedly followed by lowering water treatment cost.
傍河水源地的水量调蓄能力和水质改善效果是工程实践中关注的焦点,但也一直是研究的难点,并且在近些年随着水资源和水环境问题的凸显而成为研究热点。本项目以松花江哈尔滨段一处试验傍河水源地作为研究场地,在已开展的水文地质勘察和预试验研究工作等的基础上,联合应用解析法和数值法建立模型对水动力过程进行刻画,并对不同开采井布局和开采方案对水动力和水质的影响进行模拟预测。同时开展室内渗流槽模拟试验对水质作用及其机理进行揭示。在此基础上开展抽水试验进行实证研究并据此对已建模型进行改进。通过多次抽水试验和对模型进行反复调试,以揭示该非完整河流型傍河水源地的水动力过程和水质作用机理及其对不同开采条件的响应。该研究对于在存在区域性地下水铁、锰、氨氮偏高问题的地区建设傍河水源地,以及如何通过优化设计开采井布局和开采方案等来对地下水水动力条件进行调控,进而改善出水水质从而降低水处理成本具有非常重要的意义。

结项摘要

傍河水源地的水量调蓄能力和水质改善效果是工程实践中关注的焦点,也一直是科学技术研究的难点。本项目以松花江哈尔滨段一处试验傍河水源地作为研究场地,在水文地质勘察和预试验研究工作等的基础上,联合应用抽水试验法、解析法和数值法等对傍河水源地的水动力过程进行了刻画,并对不同开采井布局和开采方式对水动力和水质的影响进行了研究,同时开展室内控制试验对水质作用及其机理进行了揭示。在此基础上开展抽水试验进行实证研究并据此对已建模型进行了改进。通过多次抽水试验和对模型进行反复调试,以揭示该河流非完整切割型傍河水源地的水动力过程和水质作用机理及其对不同开采条件的响应。研究结果显示,开采条件下能够很快形成比较稳定的地下水水位降落漏斗,使开采井能够持续地得到江水的补给,从而能够保证可持续开采。由于能够及时得到江水的补给,开采井及其周边地区不会发生持续性的地下水水位下降。开采井抽水导致的江水渗漏量只占江水流量的很小一部分,因此傍河取水对江水的水资源和河流生态环境的影响甚微。岸滤系统对江水中的内分泌干扰物起到了非常好的净化作用,可以完全去除;对浊度、硝酸盐、硫酸盐等指标也有着很好的净化效果,去除率可以达到50%以上。实验场地的原生地质环境条件(属于区域性问题)对水质提升作用有一定的制约作用,使铁、锰、氨氮等水质指标的提升效果受到影响。地下水与地表水相互转化过程中受到地表水-地下水交错带中各种物理(械过滤、挥发和稀释作用)、化学(吸附、水解、光解、溶解、沉淀、络合、多组分溶质的反应等)和生物(微生物降解和酶催化)作用的影响,从而影响着水化学成分的分布和演化规律。研究目标已全面完成,研究成果为傍河水源地的供水安全提供了重要科学依据,也进一步推动了地表水-地下水相互作用研究工作。相关研究成果已在Science of the Total Environment、Environmental Pollution、Hydrological Processes等期刊发表论文15篇,其中SCI收录13篇,中文核心期刊2篇。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
基于数值模拟法的傍河水源地井群设计和优化
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    北京师范大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨景文;张军军;杨光;翟远征;滕彦国;王金生;袁文真;姜亚
  • 通讯作者:
    姜亚
Trend, seasonality and relationships of aquatic environmental quality indicators and implications: An experience from Songhua River, NE China
水生环境质量指标的趋势、季节性、关系及其影响:中国东北松花江的经验
  • DOI:
    10.1016/j.ecoleng.2019.105706
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Ecological Engineering
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Zhai Yuanzheng;Xia Xuelian;Yang Guang;Lu Hong;Ma Guangyu;Wang Guoqiang;Teng Yanuo;Yuan Wenzhen;Sangam Shrestha
  • 通讯作者:
    Sangam Shrestha
Distribution, Genesis, and Human Health Risks of Groundwater Heavy Metals Impacted by the Typical Setting of Songnen Plain of NE China.
松嫩平原典型环境下地下水重金属分布、成因及人类健康风险
  • DOI:
    10.3390/ijerph19063571
  • 发表时间:
    2022-03-17
  • 期刊:
    International journal of environmental research and public health
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhai Y;Zheng F;Li D;Cao X;Teng Y
  • 通讯作者:
    Teng Y
Different runoff patterns determined by stable isotopes and multi-time runoff responses to precipitation in a seasonal frost area: A case study in the Songhua River basin, Northeastern China
季节霜冻区稳定同位素决定的不同径流格局及多时段径流对降水的响应——以东北松花江流域为例
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Hydrology Research
  • 影响因子:
    2.7
  • 作者:
    Li Jie;Dai Wei;Sun Yang;Li Yihui;Wang Guoqiang;Zhai Yuanzheng
  • 通讯作者:
    Zhai Yuanzheng
Spatiotemporal distribution and risk assessment of organophosphorus pesticides in surface water and groundwater on the North China Plain, China
华北平原地表水和地下水有机磷农药时空分布及风险评估
  • DOI:
    10.1016/j.envres.2021.112310
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Environmental Research
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Wang Jianwei;Teng Yanguo;Zhai Yuanzheng;Yue Weifeng;Pan Zhenzhen
  • 通讯作者:
    Pan Zhenzhen

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其他文献

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  • 通讯作者:
    滕彦国
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    翟远征
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
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  • 通讯作者:
    石榕涛
年轻地下水定年研究综述
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    地球与环境
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    雷言;翟远征;王金生;滕彦国
  • 通讯作者:
    滕彦国

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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