三峡库区典型农业小流域氮磷排放负荷研究

为了研究三峡库区面源污染情况,选取嘉陵江北碚镇的澄江水文站附近一个典型农业小流域为研究对象,对流域径流量及水质进行同步监测,探求氮磷径流排放负荷流失规律。结果表明:流域内水体总氮有22%超过Ⅴ类水质标准,总磷都在Ⅲ类水质标准内,流域内氮污染比较严重,特别是颗粒及溶解性有机氮,其质量浓度和排放负荷分别占总氮的43%和59%;流域氮、磷日均单位排放负荷分别为3.71,0.11kg.(km2.d)-1;总氮、总磷径流排放负荷与径流量的相关性分别为0.901 1,0.735 4。     

基于WRF模型的澎溪河流域非点源污染预测EI北大核心CSCD

为精准揭示三峡库区澎溪河流域非点源污染的空间异质性特征,基于WRF模型,构建了反映流域3 km×3 km精细格点降水的流域非点源污染模拟预测模型,对澎溪河流域非点源负荷进行模拟预测。结果表明:与由澎溪河流域6个气象站点2009—2012年观测降水资料得到的径流模拟结果相比,基于WRF模型输出降水的径流模拟精度提高了27%,总磷质量浓度模拟精度提高了31%,总氮质量浓度模拟精度提高了36%;采用WRF模型输出降水模拟的年径流量范围为35.28亿~54.04亿m^(3),总磷负荷均值为1 151.35 t/a,总氮负荷均值为11 759.72 t/a;澎溪河流域总磷、总氮非点源负荷较高的子流域单元多呈集聚状分布在河流水系附近,空间异质性明显。     

气候与社会经济变化下抚河流域氮磷负荷变化

目前对氮磷预估的研究主要是基于气候变化和社会经济不变的假定,缺少考虑社会经济动态变化对氮磷负荷的影响。为研究气候和社会经济共同作用下氮磷负荷的变化,选取第六次耦合模式比较计划(CMIP6)中情景完善的5个气候模式中的7个气候情景SSPs(SSP1-1.9、SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP4-3.4、SSP4-6.0、SSP5-8.5),采用SWAT水文模型模拟分析了气候变化和社会经济变化共同作用下抚河流域2021～2050年氮磷负荷相对基准期(1995～2014年)的时空变化特征。研究结果表明：(1)社会经济变化是氮磷负荷变化的主要影响因素,但1981～2020年气候对总氮负荷变化的贡献率从14.4%上升到18.2%,对总磷负荷变化的贡献率从13.5%上升到17.8%,表明气候变化对总氮总磷负荷的影响在增加,社会经济变化对总氮总磷负荷的影响减小。(2)抚河流域多年平均总氮负荷量约9 333.4 t, 1995～2014年以-113.7 t/a速率呈显著下降趋势;相对于基准期,流域总氮负荷量在2021～2050年预计呈显著减少趋势。空间分布上,总氮负荷主要集中...     

雨水花园对不同赋存形态氮磷的去除效果及土壤中优先流的影响

雨水花园作为一种生物滞留系统,能够有效降低城市化进程对城市水文和水质带来的负面影响,但其效果与雨水径流中污染物的赋存形态以及花园内部的水力特性等因素有关。通过一项在黄土地区开展的雨水花园对路面雨水径流水文过程及污染物降解的试验研究,分析了雨水花园对不同赋存形态氮磷污染物的去除效果;同时根据雨水花园入流和出流的水文过程监测数据,分析了土壤优先流的存在及其对污染物去除效果的影响。结果显示,雨水花园入流中颗粒态磷和溶解态磷的浓度比例约为4∶1,颗粒态氮和溶解态氮的浓度比例接近1∶1;颗粒态总磷的浓度去除率和负荷去除率分别为40.1%和69.9%,颗粒态总氮的浓度去除率和负荷去除率分别为44.8%和73.8%;系统对于溶解态的氮、磷几乎没有去除能力。雨水花园土壤中存在的优先流现象导致出流速度较快,雨水径流在花园内的水力停留时间较短,结果表明:系统能够拦截颗粒态污染物,但对溶解态污染物去除效果较差;雨水花园对入流中总磷和总氮的浓度去除率很低,平均值仅为6.3%和-2.7%,但因截留了很大比例的入流(平均为51.5%),其对氮、磷污染物总负荷的削减分别达到52.5%和51.5%。所以,利用城市雨水花园来滞留雨水径流,净化雨水水质在研究区具有良好的应用前景。     

基于SWAT模型的尼山水库面源污染最佳管理措施研究

为了更好地防控尼山水库的面源污染,采用已构建并通过率定的SWAT模型模拟最佳管理措施在尼山水库流域的减排效果,并分析其削减氮、磷负荷的时空变化特征。结果表明：化肥使用量减少50%、生态沟、植被缓冲带及退耕还林措施对氮、磷具有很好的削减效果,各措施分别对氮、磷的削减量为48.22%和52.41%、36.86%和52.73%、38.31%和51.00%、45.17%和38.53%;各措施对年内丰水期（6-9月）的总氮和总磷的入库削减效果最为明显,对总氮和总磷削减的空间分布影响较大。根据尼山水库流域的实际情况,对耕地多、降雨量大、坡度大的氮、磷流失高风险区应采取削减化肥使用量并布设生态沟、植被缓冲带等工程措施;在氮、磷输出负荷占比较小的区域应实行削减化肥使用量和等高种植等投入成本相对较低的管理措施,并积极开展退耕还林工作。     

双季晚稻田灌溉径流氮磷分布特征研究

以浙江绍兴地区曹娥江流域双季晚稻耕作区为研究对象,划分农田系统为引水系统、田间积水、排水系统等3个子系统,研究了在晚稻生长期灌溉动力作用下农田各沟渠径流氮素（总氮、硝酸盐氮、氨氮）及总磷浓度分布特征,并探索了秸秆覆盖裸田对氮、磷流失的影响。结果表明：（1）晚稻生长期间,硝酸盐氮是灌溉径流可溶性氮流失的主要形态,占总氮浓度的63.2%~92.9%。径流氨氮浓度所占比例较低,仅为5.1%~32.1%,且呈田间积水>排水系统>引水系统的分布特征;（2）晚稻生长期内农田排水系统总磷浓度是逐级下降的,降幅在14%~26%,但拔节孕穗期田间磷素流失较弱,而返青分蘖期和抽穗结实期则反之;（3）秸秆覆盖能明显减轻裸田氮素的流失,但对各沟渠径流总磷浓度影响不大。     

柳河流域特征污染物负荷模拟及污染源解析

基于通用流域负荷模型(GWLF模型),选取柳河流域为研究对象,利用2006-2014年的水文水质数据进行水文化学过程的模拟,评估流域节点断面的月径流量及特征污染物负荷通量,根据模型结果分析了特征污染物的污染来源及贡献率。结果表明,从年际变化上看,COD、氨氮和总氮的总负荷通量近年来有所下降,总磷的总负荷通量呈逐年上升趋势。从年均水平上看,COD、氨氮的点源污染与非点源污染贡献率相差不大,均接近50%;总氮的非点源污染贡献率远远高于点源污染,贡献率高达79.6%;总磷的污染来源主要为点源污染,贡献率高达74.9%。根据特征污染物的污染源解析结果,提出有针对性的削减和控制污染的措施,为流域水污染管控提供依据。     

沣河控制断面非点源污染年际变化特征研究

为了研究河流控制断面非点源污染的年际变化特征,以渭河支流沣河为例,利用秦渡镇断面1992-2011年长期水质监测资料和该断面的径流资料、以及2009-2011年的非点源污染水质水量同步监测数据,运用平均浓度法计算出该断面1992-2011年氨氮、2003-2011年COD、正磷、总磷及总氮的点源和非点源浓度、总负荷量、非点源负荷在总负荷中所占的比重,并拟合了污染物年际非点源污染所占比重与地表径流量、总负荷量和综合污染指数的相关关系,分析了年际非点源污染的变化特征。结果表明:氨氮和TN的非点源负荷所占比重受地表径流量和总负荷量影响比其他指标显著;河流总负荷量的年际变化趋势与流域地表径流量的变化趋势相似;氮污染的非点源比重在年际变化中呈下降趋势,COD和TP的非点源比重呈上升趋势。     

洱海大气氮磷湿沉降特征及入湖负荷估算

为了揭示洱海湖区大气氮磷湿沉降特征,于2019年6月至2020年5月期间,以总氮(TN)、总磷(TP)为主要水化学指标,对湖区布设的4个站点进行雨水监测;结合同期降水数据和湖区水质监测资料分析,阐释了洱海湿沉降污染物浓度和沉降通量的时空分布特征,估算了湿沉降直接入湖污染负荷量,并评估了其入湖负荷对湖区水环境的潜在影响。研究结果表明：(1)洱海流域年降水量由南向北、自西向东递减,降水主要集中在6～10月份,约占年降水量的79%～96%;(2)降水中总氮浓度均值为(1.180±0.682) mg/L,总磷浓度均值为(0.072±0.021) mg/L,降水总氮、总磷浓度呈现明显的季节性差异,浓度与降水量呈显著负相关;(3)总氮、总磷湿沉降通量7月份最大、5月份最小,沉降通量与降水量呈极显著正相关;(4)洱海湖面湿沉降总氮输入量约为183.32 t,总磷约为11.19 t,湖面湿沉降总氮直接入湖负荷占入湖河道年输入的20.01%,总磷占15.22%。     

三峡水库蓄水后氮、磷营养盐的特征分析

根据2004年4月调查结果,对三峡库区二期蓄水后的氮、磷营养盐浓度及分布进行研究。结果表明,二期蓄水后水体总磷、总氮的质量浓度平均为0.083 mg/L、1.56 mg/L,其中总溶解性磷比例介于32%~82%,总溶解性氮为72%~95%。总磷浓度受蓄水的影响较大,坝前区总磷浓度在蓄水后显著降低,ρ(N)/ρ(P)值提高。由于氮、磷营养盐浓度偏高,库区水体在二期蓄水后呈现富营养化趋势。营养盐浓度对不同类型水体富营养化的影响程度存在差异,蓄水后长江干流为贫营养和中营养状态,而部分支流回水段已达到了富营养化程度,存在潜在的水华爆发现象。     

三峡库区生态屏障区农村人口转移研究

城镇化是我国未来一段时间经济发展的潜力所在,农村人口市民化是城镇化的核心。三峡库区生态屏障区的人口转移是国家批准的三峡工程后续工作规划的重要工作之一,它是以城镇化为平台,结合移民后续工作规划的相关政策,使农村人口转移能够稳定有序地得以推进。分析了我国目前人口转移的推动机制和限制因素,提出了依托城镇化的几种转移模式,研究了城镇化背景下人口转移的权益调整方式并提出了相关的建议和措施。     

三峡库区乡镇生活污水人工快渗处理中的氮素转化

以三峡库区乡镇生活污水为水源,以三峡库区特有的滤料为介质,研究了三峡库区乡镇生活污水人工快渗处理中氮素的转化行为.结果表明:人工快渗技术用于三峡库区乡镇生活污水无害化处理极为有效,其出水总氮、氨氮及硝氮的平均质量浓度分别为10.18mg/L、6.26mg/L及3.08mg/L,TN、NH+4-N的平均去除率分别为75....     

三峡水库泥沙淤积对氮磷污染物的影响

三峡水库蓄水运用后,库区宽谷段和弯道段泥沙常年大量淤积,氮磷污染物含量也发生显著变化。为了解三峡库区泥沙淤积对氮磷污染物的影响,基于现场测量以及数据资料的收集,探讨了含沙量与总磷、总氮、氨氮浓度的相关关系,总结了总磷、氨氮以及泥沙淤积的时空分布特征。结果表明:泥沙对总磷吸附较好,总磷浓度均随泥沙淤积的加剧而不断降低;泥沙对氨氮也有一定吸附性,氨氮浓度随泥沙淤积的加剧而有一定降低趋势,但变化趋势远小于总磷。研究结果可为泥沙对河流富营养化等环境因素影响的探讨奠定理论基础。     

低碳城市污水反硝化除磷若干影响因素的试验研究

广州地区城市污水碳量严重偏低、碳氮磷比例失调,其同步脱氮除磷一直是个难题,为此以SBR法进行反硝化除磷影响因素的试验研究.试验表明:缺氧段硝酸盐负荷决定反硝化吸磷效果,在硝酸盐足量情况下,缺氧除磷率达到99.4%.通过对ORP与pH的在线监测发现,ORP无法作为缺氧吸磷过程的控制参数,pH可以指示缺氧吸磷情况.以亚硝酸盐氮作为电子受体研究发现,15 mg/L以下的亚硝酸盐氮可以作为电子受体进行吸磷作用,当亚硝酸盐氮浓度达到23.8 mg/L时,反硝化吸磷受到了明显的抑制;厌氧初始pH在6～8变化时,厌氧释磷量随着pH的升高而增加,pH变化只影响厌氧释磷量,不影响释磷速率.缺氧初始pH降到6时,反硝化吸磷效果变差,缺氧段pH偏碱性条件下,反硝化除磷仍能够稳定进行.     

三峡水库蓄水前后洞庭湖区水环境演化过程研究进展

为揭示洞庭湖区水环境变化对三峡蓄水等因素的响应过程,总结各学者研究成果的基础上得出以下主要结论:三峡大坝建成运行后洞庭湖区主要污染物仍是总氮、总磷,湖区水质由贫-中营养过渡到轻度富营养,水质进一步恶化;三峡蓄水改变了原有湖区水文节律及底床冲淤状况,导致湖区水质指标变化;荆江河段与四水流域排污量增大,对湖区水质影响效应逐渐增强;湖区湿地出露时间提前,湿地生态系统受到一定程度破坏;目前各学者对水质评价指标各有不同、评价结果迥异,对水环境治理带来一定的影响。建立考虑三峡工程影响下合理的湖区水质预测预报机制已是当前亟需解决的重大科学问题,为预测湖区水质的变化趋势和水环境综合治理提供科学合理的理论依据。     

Urban total phosphorus loads to the St. Clair-Detroit River System

The St. Clair-Detroit River System watershed is a large, binational watershed draining into the connecting channel between lakes Huron and Erie. In addition to extensive agricultural lands, it contains large urban areas that discharge phosphorus from point source facilities, runoff of impervious surfaces, and overflows of combined sewers. To help guide actions to reduce phosphorus input to Lake Erie, we analyzed the spatial and temporal dynamics of loads from the three largest urban areas in the watershed (southeast Michigan; Windsor, Ontario; and London, Ontario), and used a previously calibrated storm water management model (SWMM) to explore options for reducing loads around metro Detroit. Point sources in these three urban areas contribute, on average, 81% of the total urban load and 19% of the Detroit River’s total phosphorus (TP) load to Lake Erie, while combined sewer overflows and runoff both contribute about 10% each to the urban load and about 2.5% each to the Detroit River’s load to Lake Erie. Most of the urban load (56%) comes from a single point source, the wastewater treatment facility in Detroit; however, TP loads from that facility have decreased by about 51% since 2008 due to improvements in wastewater treatment. Model simulations suggest that increasing pervious land area or implementing green infrastructure could help reduce combined sewer overflows in certain upper portions of the metro Detroit sewer system, but reductions were much less expressed for wet-weather discharge from the system.     

Temporal trends in phosphorus and lacustrine productivity in Lake Simcoe inferred from lake sediment

The historical phosphorus record and lake productivity of Lake Simcoe (southern Ontario, Canada) was reconstructed based on sediment cores collected throughout the lake. Sediment phosphorus concentrations have increased in all basins, in particular since the 1970s, with most changes occurring in the non-apatite (organic and inorganic) phosphorus fractions. Similarly, sediment organic carbon and nitrogen concentrations have increased significantly, molecular C:N and C:P ratios have decreased and δ¹³C_org and δ¹⁵N have increased. These data suggest that autochthonous primary production has increased over the last four decades. The apparent contradiction with modeling efforts is reconciled if we consider that bioavailable phosphorus has made up an increasing proportion of the total phosphorus load over the last several decades. This study suggests that the forms of P delivered to Lake Simcoe must be considered for the development of a sound management plan.     

三峡库区城镇化发展状况及应对策略

三峡水库淹没了大量的城镇,迁建城镇是三峡库区城镇化的重要载体,通过大规模的移民搬迁,三峡库区城镇化水平实现了跨越式发展。通过对相关资料的梳理和实地调研,对三峡库区的城镇化发展状况进行了客观描述和评价,针对三峡库区在城镇化进程中存在的人地矛盾突出、城镇发展分化严重、基础设施与公共服务设施不配套、不完善等问题进行了分析,并提出了相关的对策建议。