芦苇占优势农田溪流营养盐滞留能力分析与评估

2014年9月—2015年4月,在合肥地区二十埠河流域的某一典型农田源头溪流段,选择以Na Cl为保守示踪剂,NH4Cl和KH2PO4为添加营养盐,采用恒速连续投加的方式,开展了7次野外现场示踪试验。在此基础上,利用OTIS模型和营养螺旋原理,从机制层面分析和评估芦苇占优势农田源头溪流氮磷营养盐滞留能力和滞留特征。结果表明,该芦苇占优势渠段的比值As/A明显超过一般源头溪流水体,暂态存储对于营养盐滞留有较大影响;NH4+和SRP的暂态存储区营养盐一阶吸收系数都较主流区高一个数量级,且所有吸收系数均为正值,表明芦苇占优势渠段具有氮、磷"汇"的功能;NH4+吸收长度明显低于SRP,特别是冬季和初春,意味着溪流对于NH4+的滞留能力超过SRP;NH4+和SRP的总滞留率分别为14.46%和10.73%,生物滞留率平均值分别为9.17%和3.67%;主流区流动水体和暂态存储区对于NH4+滞留的平均贡献率分别为43.12%、56.88%;对于SRP滞留的平均贡献率分别50.13%、49.87%。     

辽河源头区流域农业非点源污染负荷估算

近年来,非点源污染已成为我国水体污染的主要来源,其中又以农业非点源贡献最大。为探究辽河源头区流域农业非点源污染程度,运用排污系数法估算1999-2009年流域非点源污染负荷进行估算,对COD、TN、TP和氨氮的污染负荷变化趋势进行分析,应用等标污染负荷法对流域农业非点源污染状态进行评价。结果表明:1999-2009年辽河源头区流域农业非点源污染COD,TN,TP,NH3-N平均入河总量分别为35 899.67,10 402.40,1 258.56,4 306.22t/a。从不同污染物看,TN是辽河源头区流域面源污染的主要污染物,占污染物比重的47.21%。从不同污染源分析,畜禽养殖的污染负荷比为70.56%,远远超过另外三种类型的非点源污染负荷的总和,畜禽养殖污染是辽河流域非点源污染的主要来源,农村生活源的污染负荷比为19.33%,高于种植业及水产养殖业。从流域不同地区看,梨树、公主岭、东辽、双辽4市县对流域污染贡献较大,是辽河源头区流域的主要污染区域。     

韩江流域无机氮污染特征分析和负荷估算方法

韩江流域是梅州及潮汕地区近千万人的主要水源地,虽然目前水质总体良好,但随着流域内人口、经济的快速发展,水体富营养化成为流域潜在风险之一。为分析流域氮营养盐特征和估算无机氮污染负荷,选取流域上、中、下游尖山、横山、潮安3个水文站及一级支流汀江溪口水文站,采用2004—2015年水质、流量监测数据,以无机氮为分析参数分别进行水质月季箱线图绘制、历史趋势分析、流量与浓度关系分析,认为:以非点源污染为基础加上点源污染,韩江流域无机氮浓度都呈高度显著上升趋势,城市下游河段已超允许污染负荷;建立的流量~污染负荷估算方程关系良好,据此可估算污染物负荷总量。     

芦苇占优势农田溪流营养盐滞留的水文和生物贡献分析

为解析大型水生植物大量生长情形的源头溪流营养盐滞留的水文、生物作用贡献,于2014年9月—2015年6月在南淝河流域某一芦苇占显著优势的农田源头溪流段,开展8次野外示踪实验,计算渠段雷诺数Re、弗劳德数Fr、曼宁糙率系数n等水动力学参数,估算NH4+、PO43-的总滞留率以及水文、生物过程的实际滞留贡献率和相对滞留贡献率。结果表明,整个研究期间溪流水体表现出显著的紊流特征,水流流态属于缓流类型,渠道曼宁糙率系数n变化范围为0.066~0.112,平均值为0.089;NH4+总滞留损失率变化范围为9.17%~28.27%,平均值为14.68%,水文作用和生物过程对NH4+实际滞留贡献率平均值分别为10.12%和4.57%,相对贡献率平均值分别为72.51%和27.49%,表明NH4+滞留损失主要来自水文过程的影响;PO43-总滞留损失率变化范围为5.75%~17.79%,平均值为12.53%,水文作用和生物过程对PO43-实际滞留贡献率平均值分别为10.12%和2.41%,相对贡献率平均值分别为81.42%和18.58%,表明PO43-滞留损失也主要来自水文因素的影响;n与Re、Fr和Q均呈显著的幂函数关系,而实际滞留率ηNH4、ηPO4与n、Re之间均没有表现出明显的相关关系。     

东江源头典型山区小流域农业面源污染解析——以定南县东江流域为例

对东江源头典型山区小流域农业面源污染现状进行调查分析,解析该流域农业面源污染源、污染负荷量和污染负荷强度,以期为保障粤港澳大湾区水源安全,促进流域精准治污提供参考依据。从县域乡镇尺度上对定南县东江流域内的人居生活、农业种植、畜禽养殖和水产养殖等污染类型进行分类调查,采用输出系数法和等标污染负荷法对污染负荷量与污染负荷强度进行估算,应用聚类分析法和ArcGIS分析污染物空间分布,发现定南县东江流域农业面源主要污染物为TN、NH⁺₄-N,主要来自人居生活和农业种植,污染源集中在历市镇和鹅公镇。加强居民水环境保护意识,加快配套污水管网建设,强化污水设备运行管理,合理施用氮肥和磷肥,对促进东江源头山区流域农业面源污染持续减排具有重要意义。     

应用输出系数模型估算赣江下游非点源污染负荷

为了对赣江流域非点源污染排放负荷进行宏观评估,在已有研究的基础上,建立了改进的输出系数模型。通过分析赣江下游地区土地利用、农业人口和畜禽养殖等基础资料,确定了赣江下游各污染源产生的污染负荷量,并通过峡江和外洲两个水文控制站的实测数据,确定了赣江下游流域污染物迁移过程中的降雨影响系数和流域损失系数。用建立的模型计算了赣江下游非点源N、P污染负荷模拟值,并与实测污染负荷量进行了比较。结果表明,模型模拟精度较好,适合用于区域非点源污染负荷估算。     

闽江流域水质时空分布特征及污染源解析

为了解闽江流域河流中的污染物来源和水质时空分布特征,利用2014年1月至2017年2月流域内20个监测断面的8项水质指标月均值监测数据,采用多元统计方法对水质的时空变化规律及其影响因素进行分析。结果表明:流域水质在时间上可划分为T1时段(4—12月份)、T2时段(1—3月份);T1时段水质较好,氨氮是主要污染物,污染源以农业污染为主;T2时段的主要污染物是氨氮和总磷。在空间上可划分为3个群组。S1组主要位于建溪下游、沙溪、大樟溪、闽江干流,水质最差,污染物以营养盐为主,耗氧有机物次之,污染源为福州、三明、南平市的工业废水、生活污水、农业和禽畜养殖污水;S2组位于沙溪下游、富屯溪,水质最好,污染物主要是面源污染中的营养盐污染,水体自净能力良好;S3组位于建溪中上游、富屯溪中上游,污染源主要是农业面源污染。研究成果可为闽江流域的污染治理和水质改善提供参考。     

基于ArcGIS和MikeBasin模型的还乡河流域污染负荷通量估算

阐述了污染负荷的概念及国内外研究进展,利用Arc GIS及Mike Basin模型对还乡河流域内污染负荷产出量、污染负荷通量进行模拟,给出流域内不同污染物的流出系数及距离衰减系数。模拟结果显示,还乡河流域污染负荷产出量为化学需氧量2100.053t/a、氨氮103.615 t/a、硝酸盐氮209.073t/a;并与降雨径流模型(NAM)耦合,计算出流域内污染负荷通量。为水环境管理提供了新的思路方法。     

密云水库主要入库河流氮磷营养盐输入现状分析

为研究密云水库主要入库河流营养盐输入对库区水质影响,以2015-2019年密云水库上游流域主要河流白河和潮河以及南水北调入库的水质水文数据为依据,分析了氮磷营养盐在5年中的年际含量变化特征以及营养盐输送通量.结果表明,密云水库主要入库河流TN污染严重,TP含量较低;白河氮营养盐通量主要由水量决定,潮河氮营养盐通量主要由含量决定;TN超标成为密云水库水体富营养化的最大威胁.为控制密云水库水体富营养化,减少营养盐输入提供有效数据支撑.     

基于SWAT模型的黑水河流域非点源污染控制方案研究

如何对非点源污染进行科学认识与有效控制已经成为流域污染防治的重要课题之一,不合理的土地利用方式是造成非点源污染的关键驱动因子。以四川省黑水河流域为研究区域,基于GIS平台建立了流域下垫面空间数据库,应用SWAT模型对黑水河流域及其子流域进行了年径流、泥沙及营养盐输出模拟,从土地利用方式改变对非点源污染影响的角度入手,设计环境保护规划方案,模拟了不同规划方案下黑水河流域的泥沙及营养盐输出情况,可为该流域非点源污染负荷的控制提供实际解决方案。     

东江源区重点江河湖泊水功能区纳污能力及限制排污研究

本文以东江源区主要河流为研究对象,以水功能区划为基础,采用河流一维模型对源区内6个国家重点江河湖泊水功能区纳污能力及限制排污总量进行分析计算,并结合上下游水域功能区水质保护目标、源区内采选矿业及果业开发等排污调查资料,分别提出不达标重点江河湖泊水功能区的主要污染物分阶段限排总量控制方案,为源区开展水污染防治与污染减排工作提供依据.     

东江源区重要江河湖泊水功能区纳污能力及限制排污研究

本文以东江源区主要河流为研究对象,以水功能区划为基础,采用河流一维模型对源区内6个国家重点江河湖泊水功能区纳污能力及限制排污总量进行分析计算,并结合上下游水域功能区水质保护目标、源区内采选矿业及果业开发等排污调查资料,分别提出这6个特别是3个不达标重点江河湖泊水功能区的主要污染物分阶段限排总量控制方案,为源区开展水污染防治与污染减排工作提供依据。     

论淮河流域水污染及其防治

以淮河流域水污染的主要污染指标高锰酸盐指数和氨氮评价淮河流域的水污染状况,分析淮河干流、省界监测断面和全流域历年水质变化情况,结合入河排污口的实测资料,评价主要河流以及流域内河南、安徽、江苏和山东四省入河污水量和主要污染物的变化情况。基于流域内已发生的水污染事故、现状水质和入河污染物的状况,简要分析淮河流域水污染防治面临的困难,结合流域经济发展水平和水资源开发利用现状,对水污染防治与水资源保护需研究的主要问题进行了讨论。     

全国重要水功能区达标评价与承载力协同分析

采取全指标评价法和双指标评价法对全国4 493个重要江河湖泊水功能区的水质达标率进行评价。结果表明,两方法的评价结果存在着明显的差异——全国重要水功能区水质达标率分别为61.2%和49.6%,双指标评价结果好于全指标评价结果。根据水功能区纳污能力和现状污染物入河量的关系,对水功能区承载力进行分析。结果表明,全国未超载的水功能区有2 907个(占64.7%),而另外35.3%的超载水功能区以25%左右的纳污能力接纳了60%以上的污染物入河量,表明功能区超载而水质达标的问题普遍存在,原因是纳污能力计算标准偏严格而导致。同时还大量存在功能区不超载但水质不达标的情况,这主要有污染物的质量浓度背景值高、受到上游功能区污染物超标入河量的影响,以及对农业面源污染入河量暂无法全面测量等原因。     

欧洲流域水质模型在我国水功能区污染物入河量控制中的应用

我国实施的最严格水资源管理制度明确提出要确立水功能区限制纳污红线,从严核定水功能区纳污量,严格控制入河排污总量。介绍了使用欧洲流域水质模型(CC+PLAS)核定水功能区纳污能力和制定污染物入河总量控制方案,为落实水功能区限制纳污红线提供决策支持。此模型将我国计算纳污能力和污染物入河量控制的方法与欧洲用于流域综合规划的水质模型理念相结合,综合考虑影响河流水质的各种因素,对多种不同设计流量下的纳污能力进行核定,对不同污染入河量控制方案产生的水质效果进行测试,使污染入河量控制方案具有广泛的操作性和灵活性,推动水功能区纳污红线的有效落实。此模型同时为流域水资源保护规划工作提供一种方便科学的计算工具,为实现2015、2020、2030年水功能区达标率的目标提供有力支持。     

基于Matlab的大连地区突发水污染事件预报模型研究及应用

本文基于Matlab软件对大连地区独流入海的季节性河流污染物扩散进行模拟,并以挥发酚为例进行水污染动态时空可视化展示,结果发现:污染团在降解过程中随着水流向下游漂移,污染范围有所增加,但浓度也在不断降低,并且汛期污染物浓度降低与扩散范围远大于非汛期。对污染源下游1000m处应急入连取水口处污染物变化情况进行模拟。研究发现:该处污染物浓度变化为先增加后减少,并存在最大峰值,由此可得到此处污染物预警的开始与解除时间。该研究能够为山地丘陵地区季节性河流发生的水污染事故水质安全预警预报提供关键技术支撑,促进水生态友好和行业科技的进步,具有广阔的应用前景。     

长江南京段水污染现状及限排总量

通过长江南京段18个水功能区水质的5 a变化趋势,分析主要污染源及其入江排污量,提出了各水功能区限制排污总量和入江污染物削减建议。结果表明:长江南京段2005—2009年期间,83.3%的水功能区达标率均随时间呈下降趋势,2009年83.3%的水功能区所有的水质监测点均没有达到其水质目标;主要污染源头为通江河道,其COD、NH3-N排放量分别占入江排污总量的65.7%、49.9%;工业、企业排污口的COD、NH3-N排放量分别占入江排污总量的20.9%和25.0%。长江南京段水体COD限制排污总量为6.59万t/a,NH3-N限制排污总量为0.26万t/a;需要削减污染物的水功能区包括5个饮用水水源区、1个保留区和3个渔业、农业、工业用水区;削减任务最重的为饮用水水源区,其COD和NH3-N削减率分别在87.0%～99.0%和17.8%～97.4%之间。     

基于污染物通量的潘家口—大黑汀水源地水污染生态补偿量化研究

回顾我国水污染补偿的研究及实践,分析潘家口—大黑汀水源地及入库河流的水质状况,在明确考核断面及考核指标的基础上,建立基于污染物通量的水污染补偿量化估算模型,并根据2013年潘家口—大黑汀水源地入库河流的水质和水量监测数据,估算入库河流水污染生态补偿量。     

湛江市水环境容量测算

根据雨量资料确定水文设计条件,并对水环境功能区过渡带进行分析,在此基础上,采用完全混合模式及污染带长度控制模式进行水环境容量测算,得到湛江市地表水环境容量值。该容量值与污染物入河量、水环境功能区水质达标率进行了综合比较,结果表明该值是合理的。     

复杂河网地区入河污染物调查分析和估算方法研究

以经济发达的复杂河网地区的产污特征为例,详细研究点污染源、面污染源和内污染源的发生机理,探讨了各类污染源入河污染物量的调查和估算方法,并将系列估算方法应用于张家港市污染源调查和入河污染物量的计算之中。实例计算表明,论文给定的估算方法和计算结果是可行及可信的,为张家港市水环境规划和治理奠定了基础。