南水北调中线水源区总氮污染系统治理对策研究

总氮污染易导致水体富营养化甚至诱发水华,为全面了解南水北调中线水源区总氮污染现状,有效掌握污染来源并制定系统治理对策,对水源区7个水库断面、16条入库支流和62个典型库湾进行了现场监测与资料收集工作。结果发现:丹江口水库历年总氮浓度在0.99~1.50 mg/L之间,均值为1.25 mg/L,并呈现逐年升高态势;硝态氮是水源区总氮的主要组成部分,平均占比70%左右;汉江及其支流总氮年入库负荷为2.706×104t,为水源区总氮负荷的主要来源;面源污染是水源区总氮升高的主要驱动力,对总氮输出负荷的贡献率在60%以上;耕地和居民地是面源污染总氮的关键源区。丹江口水源区总氮控制的关键是农业面源污染控制,应加强流域总氮浓度演变趋势及影响因素解析工作,建立源头-传输途径-汇水末端全链条控制对策体系。     

南水北调中线水源区农业面源污染防治对策研究

南水北调工程的成败在水质,农业面源污染是南水北调中线水源的主要污染源之一。近年来为了保护水源水质安全,水源区开工建设了一大批点源污染治理项目,但是对农业面源污染的重视和投入还很不够。北京市水源地延庆县在生态县的建设过程中,始终重视经济和生态协调发展,大力发展循环经济,在面源污染防治方面取得了巨大成就,为南水北调中线水源区生态环境保护树立了学习的榜样。建议国家和地方在南水北调水源区面源污染防治方面加大投入力度,加强基础设施和能力建设,确保南水北调中线水源水质长期稳定达标。     

丹江口库区生态环境保护的实践与思考

为保证南水北调中线丹江口水源区的水质安全,针对丹江口库区存在的生态环境脆弱、水土流失严重、面源污染对水质影响大、农业经济增长潜力弱等诸多生态环境问题,开展了水源涵养林的定向恢复及其空间配置优化、退化生态系统修复与农业种植结构调整、面源污染的“源”和“输移途径”控制、特色经济作物的规模化生态种植等关键技术研究。探索出了库区生态系统综合整治模式及相应技术体系,通过对示范区的综合治理,示范区森林覆盖率提高了15%以上,土壤侵蚀模数减少了50%以上,总氮输出得到明显削减,溪流水质提高了一个类别。根据库区不断暴露出的生态环境问题,提出了库区生态环境保护研究的方向。     

丹江口水库水环境问题分析研究

为了掌握南水北调中线工程水源地丹江口水库的水质变化情况,依据多年的水质实测资料,对丹江口库区各地的水污染情况进行了全面分析。分析结果表明：按国家标准,丹江口水库水体水质总体良好,符合国家地面水环境质量标准Ⅱ类水标准;但由于库区经济的快速发展,库区水体水质存在恶化趋势,点源污染依然严重,面源污染日趋严重,部分库湾出现富营养化趋势,且存在一些潜在污染风险源。目前,需要加强丹江口水库库区水质的监测,并采取相应污染控制措施,保障未来南水北调工程的水源质量。     

丹江口水库典型支流对水库总氮浓度的影响

2017年出台的《丹江口库区及上游水污染防治和水土保持"十三五"规划》中明确指出:水源区总氮浓度总体偏高,存在发生富营养化的风险。丹江口水库TN污染已经得到国内学者的普遍关注。采用季节性肯德尔法对2012～2017年丹江口库区陶岔、坝上、浪河口下、凉水河4个水质监测断面以及2012～2016年汉江、丹江、堵河和老灌河4条主要入库支流的总氮浓度变化趋势进行了分析研究;建立了库区二维水动力水质数学模型,选择2016年7月(丰水期)和2016年12月(枯水期)作为典型月份,研究汉江、丹江和老灌河3条主要入库支流总氮污染加剧对库区水质的影响。结果表明:①库区4站总氮浓度均呈现高度显著下降的趋势,水质趋于变好;汉江和丹江入库总氮浓度呈显著下降的趋势,老灌河入库总氮浓度呈显著上升的趋势;库区和入库支流总氮浓度均呈现枯水期大于丰水期的特点。②当汉江、丹江和老灌河3条支流入库总氮负荷增加1倍时,丰水期对库区水质影响的范围更大;3条支流中汉江对库区影响的面积最大,丹江引起的局部水域水质恶化最严重。     

以确保“一泓清水永续北上”引领南水北调中线水源区水土保持高质量发展

丹江口库区及上游是南水北调中线水源区(以下简称“水源区”),其水土保持高质量发展是保障“一泓清水永续北上”的重要支撑。文章针对水源区水土流失现状和特点,总结了丹江口库区及上游水土保持重点防治工程(以下简称“丹治”工程)实施以来的水土保持成效,分析了水土保持面临的新形势和新要求,梳理了水土保持存在的短板和不足,研究提出了引领丹江口库区及上游水土保持高质量发展的对策举措,为各级政府加强南水北调中线水源区水土保持治理管理提供参考。     

南水北调十堰水源区面源污染对水质影响及防治对策研究

湖北省十堰市是南水北调中线工程的核心水源区和丹江口大坝加高工程所在地。近几年，面源污染已成为丹江口水库的主要污染源，严重影响南水北调中线工程水质安全。本文借鉴美国和欧洲国家防治面源污染的经验，总结十堰市防治面源污染进行的有益探索，提出加强宣传教育和农业环保立法、建立多元化投入机制、推进农业产业结构调整、完善配套政策措施等防治对策。     

丹江口库区及上游水资源保护与管理

从南水北调中线水源区水资源保护与管理现状出发,分析了丹江口水库水质和库区目前水资源保护与管理上出现的新情况、新问题,包括区域经济社会发展与水源地保护矛盾突出;部分支流水质污染,基础设施建设进度滞后;面源污染治理任务艰巨;尾矿安全和无序开发水电存在隐患;水资源保护能力建设薄弱等。阐明了水源区的水环境保护、管理、监测的重要性,进而提出通过建立“5+1”流域协调管理模式,加强流域管理与区域管理相结合,切实保证中线水源区一江清水入库和一库清水北送目的的实现。     

社会经济发展对丹江口水源区水质变化的影响

为了探讨丹江口社会经济发展对水质变化的作用,搜集整理了2000～2007年湖北库区的人口、城镇化率、国民经济产值等数据,分析了这些数据与水库水质指标COD、NH₃ -N间的相互关系。结果表明：湖北库区的人口增长和经济发展对丹江口水库水质变化具有直接的影响,在人口增长和经济发展的双重压力下,水源区植被受到破坏、水土流失严重、污染负荷增加,这些使得库区的水体富营养化进程加快。鉴于丹江口水源区的战略地位,建议统筹协调社会经济发展与生态环境保护的关系,发展绿色生态经济,加大生态环境保护力度,实现发展与保护的和谐。      

周公宅山区性水库流域污染物空间分析与治理

以周公宅水库流域污染源的调查数据为依据,运用排污系数法和GIS的空间分区统计法,引入负荷污染密度概念,研究了流域污染量及其构成、负荷空间分布和污染治理措施。结果表明,农业面源和生活污染源为流域主要污染源,主要沿周公宅水库环形分布。流域CODCr入河量为599.5 t/a,氨氮为18.6 t/a,总氮为91.9 t/a,总磷为3.2 t/a。水库流域内CODCr、氨氮、总氮、总磷污染负荷污染密度分布比较相似。CODCr污染密度主要集中在5.282～4.287 t/km2,氨氮在0.190～0.121 t/km2,总氮在0.830～0.380 t/km2,总磷在0.038～0.014 t/km2。     

湖北省农村地区面源污染现状分析

2005年,湖北省农村地区排放了6.18万t氨氮、23.93万t化学需氧量、18.73万t总氮和3.24万t总磷,农村地区面源污染的主要排放量已经超过了全省工业污染排放。全省每km2的国土需承担334 kg的氨氮、1 131 kg的化学需氧量、1 011 kg的总氮和175 kg的总磷面源污染负荷。湖北农村地区面源污染的主要特点为水产养殖污染比较严重、畜禽养殖污染过于分散、农村生活污染特别广泛。     

南水北调中线水源地农业面源污染时空演化特征

基于清单分析法对 2010—2019 年南水北调中线水源地农业面源污染物 TN 和 TP 的排放量进行测算，并结 合 ArcGIS 软件对其时空演变特征进行分析。结果表明：2010—2019 年，南水北调中线水源地农业面源污染物 TN 负荷和 TP 负荷整体上呈现先增加后减少的趋势；TN 和 TP 污染强度呈先升后降趋势；化肥、畜禽养殖和农村 生活是水源地农业面源污染 TN 和 TP 负荷的主要来源，且化肥比重缓慢增加，畜禽养殖比重不断下降，农村生活 比重不断增加。研究结果可为中线水源地农业面源污染治理、生态保护等方面政策及措施的制定提供决策 支持。     

外源污染对山美水库总氮和总磷的影响分析

基于有限体积法建立了山美水库二维水量-水质耦合模型,就2010年8-10月份流域外源污染负荷对山美水库总氮与总磷的影响机理进行分析。结果表明:外源污染负荷总氮和总磷进入水库后不断迁移扩散至整个水库约经历20 d,水质整体上从Ⅲ类水降为Ⅳ~劣Ⅴ类;水库Ⅰ区总氮与总磷浓度分别增加0.16~1.32和0.12~0.34 mg/L,Ⅱ区受外源影响较小,总氮与总磷浓度增加0.05和0.075 mg/L;自入库区至出库区不同区域总氮与总磷浓度变幅较大且依次递减,并在时间上呈现一定的滞后性。研究表明:在较短时间内山美水库水质恶化主要由外源污染所致。最后结合流域内水环境现状,提出改善山美水库水环境质量的工程措施。     

丹江口水库水质的遥感监测

丹江口水库作为南水北调中线工程的水源地,其水质安全将直接影响到调水工程的成败。根据丹江口库区2012年3月25日和8月9日的两幅HJ卫星遥感影像,结合同步的实测水质参数,采用经验反演模型对丹江口水库叶绿素a(Chl_a)浓度、总磷(TP)浓度和水体透明度(SD)进行了定量反演研究。结果显示,无论是枯水期和丰水期,丹库和汉库入库口的Chl_a浓度和TP浓度都要高于其他区域,而入库口区域的SD要低于其他区域。通过分析14项实测水质指标的主成分分析结果和丹江口库区LULC遥感解译结果发现,枯水期库区TP主要来源于库区上游城镇生活污水和工业废水,而丰水期TP主要来自于农业面源污染。SD反演结果还显示,由于汉江上游降雨量大,水土流失严重,使得汉库水体透明度明显低于丹库。利用Chl_a反演结果对丹江口水库的水体营养状态进行分析后发现,在丹库、汉库入库口区域以及水体流通性较小的狭小水体,水库水体达到了轻度富营养化状态,因此,应该加强对库区面源污染的控制和生态环境修复。     

武汉东湖水污染控制TMDL计划

为了改善武汉市东湖的水环境,对东湖污染最大日负荷总量(TMDL)进行了分析研究。根据有关资料,东湖的主要污染为水体富营养化。对水体富营养化影响最大的污染因素是总磷、总氮、COD,因此,选择这3个因素对东湖进行TMDL分析。根据规划,东湖的水质控制目标为Ⅲ类水。分析结果为:东湖所有子湖的总磷污染已经大大超过其承载能力,水果湖、郭郑湖、庙湖和后湖的总氮污染,水果湖、庙湖的COD污染超过了其承载力。针对东湖水质的分析结果,提出了治理东湖水污染的措施。     

太湖流域上游降水量对入湖总氮和总磷的影响EI北大核心CSCD

为探究环太湖河道入湖总氮和总磷通量的变化原因,分析了其与太湖流域上游降水量的相关性,并阐明了环太湖河道入湖氮磷的主要来源。结果表明:2010—2019年,太湖流域年平均降水量为1322 mm,较1986—2009年平均降水量增加15%,湖西区和浙西区年平均降水量分别为1263 mm和1552 mm;环太湖河道入湖总氮和总磷平均年通量分别为3.24万t和0.18万t,主要来源于湖西区和浙西区;太湖流域、湖西区、浙西区河道入湖总氮和总磷通量与相应区域年降水量之间均呈显著正相关关系,土地利用类型的差异使得湖西区河道入湖总氮和总磷通量随降水量增加的响应程度要强于浙西区;面广量大的城镇和农业面源污染是入湖氮磷的主要来源之一,降雨导致的部分雨污合流污水入河也是氮磷污染负荷增加的原因之一;湖西区和浙西区的降水量增加,尤其是强降水量增加,不仅会导致面源污染负荷增大,而且会导致太湖上游河网水系水力停留时间减少,降低水体自净能力,增大入湖总氮和总磷通量。     

韩江流域面源污染及与景观格局的关系

为了定量研究韩江流域的面源污染情况以及景观格局对污染的影响,建立了流域水文水质模型,并采用多元线性回归、冗余分析方法,探索景观指标与污染物质量浓度变化量的关系。结果表明:西部宁江流域地区的总氮质量浓度较高,最大值为3.91 mg/L;东部汀江流域地区总磷质量浓度较高,最大值为2.15 mg/L;流域总体水质呈恶化趋势;景观指标能解释81.7%的面源污染变化,且景观的面积越大,其组成格局可能比空间格局对水质的影响更大;林地的面积百分比与面源污染负相关,农田、城镇、草地景观则相反;城镇或农田等人类景观的斑块密度、形状指数等空间格局指标与污染物质量浓度负相关;旱地相比水田对面源污染的贡献更大;在研究区采用退草还林、农业结构调整等管理措施分别能够削减1.82%和4.63%的总氮负荷以及1.16%和7.31%的总磷负荷。     

南水北调中线水源区水质状况及防治对策

南水北调中线工程水源区产生优良水质的基础是牢固的.水源区人类活动对水质的污染是后天形成的,属外在因素,是可以根治的,治理方法应以治污为本.设立三级污染防治保护区是治理水源区污染的有效途径;富营养化是丹江口水库污染治理的重点.通过合理规划、严密监控、科学治理,丹江口水库的水质将能够长期处于优良水质状态,满足调水要求.     

小流域面源污染负荷精细化估算与实证研究——以成都市阳化河流域为例

精准估算沱江支流阳化河小流域面源污染负荷是制定水质达标方案的基础。运用改进的输出系数法估算阳化河流域面源污染负荷总量,并基于当月降雨量占年降雨量的比例对面源污染负荷年输出总量进行月份分配,获得精细化估算数据。结果表明：2020年流域内COD污染最严重,污染负荷总量为6 042.61 t,污染负荷主要分布在转龙镇、竹篙镇、禾丰镇、云龙镇和施家镇;污染物COD、氨氮和总磷主要来源于农村分散生活面源和规模化畜禽养殖;估算得到的面源污染负荷年内月份的分配结果与实测数据比较吻合,平均误差都<10%。研究结果可为流域水环境精细化管理提供数据支持。     

基于SWAT模型的白洋淀流域总氮负荷模拟研究

在白洋淀水质现状评价的基础上,以营养元素总氮为指示因子,用SWAT模型分析白洋淀流域污染负荷影响因素,模拟各类污染源的贡献值及分布。结果表明,相对于环境背景值,添加面源或点源排放后,总氮负荷分别增加了64%和116%。白洋淀流域总氮多年平均面源负荷贡献率为33.8%,点源负荷贡献率为66.2%,且汛期总氮负荷量远高于非汛期。