城市重污染河流水质特征分析——以皂河为例

皂河是西安市的重点排污和泄洪河流,除了点源污染外,还在一定程度上受到非点源污染的影响。因此,有必要对其水质特征进行研究。2010年4月至2011年11月,对西安市皂河进行了多次水质水量监测,分析了城市重污染河流的污染特征,计算了皂河下游控制断面草滩监测站的非点源污染负荷及构成。结果表明：①皂河污染物SS、COD、TP、NH3-N、NO3-N和TN浓度均超出地表水Ⅴ类标准;②草滩断面洪水期间各指标的平均浓度基本都小于平时的平均浓度;③上游至下游：COD浓度呈逐渐增加的趋势,TP、NH3-N和TN浓度呈现先增加后减小的趋势,NO3-N浓度变化不大,重金属污染物中Cr含量最高,平均浓度从上游到下游呈逐渐增加的趋势;④洪水过程中,非点源污染负荷均小于点源,SS、COD、TP、NH3-N、NO3-N和TN的非点源污染负荷比重依次为：14%,2.0%,5.1%,6.0%,7.4%和4.2%;⑤目前西安市皂河污染治理的重点仍然是点源污染,但非点源污染对水质的影响不容忽视。     

西安市城区非点源污染特性与负荷估算

河流水质在较大程度上受城市非点源污染的影响,因此,有必要对城市非点源污染特征和负荷进行研究。2010-2011年,对西安市主城区不同类型小区的降雨径流进行了水质监测。根据监测结果,进行了西安市地表径流污染特征分析,计算了2010年（一般年）主城区的非点源污染负荷。结果表明：在降雨产流前20分钟径流中污染物浓度最高,随着降雨历时的延长,污染物浓度呈逐渐下降趋势,交通区径流中污染物浓度波动幅度最小,居住区污染物浓度波动幅度最大,交通区SS、COD、重金属平均浓度值最大,商业区NH3-N、TN、TP平均浓度值最大;浓度法、监测降雨量占年降雨量的比例估算法在城市非点源污染负荷估算中具有较好的可靠性,根据每个功能区的平均浓度和对应的地表径流量计算相应负荷量后加和的方法与使用所有功能区综合平均浓度和地表径流总量直接计算总负荷量的方法结果符合较好;西安市主城区2010年SS、COD、NH3-N、TN、TP、Cu、Zn、Pb、Cd、Cr的非点源污染负荷量分别为12958.482 t、3444.187 t、141.895 t、231.367 t、7.492 t、0.943 t、4.294 t、2.193 t、1.066 t和1.440t。交通区各污染物输出系数最大,绿地输出系数最小。     

基于SWAT模型的温榆河流域非点源污染模拟与分析

流域非点源污染是水体污染的重要来源之一.本文以北京境内的温榆河流域(北关闸以上)为研究区,建立了温榆河流域SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型.利用北关闸及沙河闸2004-2005年的实测月径流、泥沙、总氮及总磷等数据进行了模型的调参及验证.应用模型对不同水平年的径流、泥沙和非点源污染负荷进行了模拟计算,分析了流域内点源和非点源污染的贡献率,并重点对非点源污染的时空产输出特性进行了分析.结果表明,与点源污染比较,温榆河流域内的非点源污染贡献不大.对于非点源污染输出量,从时间分布看,讯期所占比例超过全年的90%;从空间分布来看,在沙河闸上游以林地为主要土地利用类型的区域非点源污染负荷模数较小,而以山区旱地为主要土地利用类型的非点源污染负荷模数较大.     

北京温榆河流域水污染控制情景模拟与分析

温榆河的水环境状况已成为制约该流域乃至北京市经济、社会和环境协调发展的重要因素。本研究以控制水污染为目标,从点源控制和非点源控制两个方面出发设计了不同的情景方案,应用SWAT（Soil and Water AssessmentTool）模型进行温榆河流域的水污染控制情景模拟计算和分析。结果表明：控制点污染源的达标排放是减少温榆河入河污染负荷量和改善水体环境的有效措施,总氮和总磷负荷的削减率分别达到66.2%和80.5%;改变农田施肥量和施肥方式、坡耕地的退耕还林和减少城镇区不透水面积等措施对减少流域的非点源污染负荷产出都有较好的效果,且各种不同的污染控制措施对总氮、总磷的削减效果不同,总氮削减率为1.2%～32.3%,总磷削减率为3.7%～49.9%。模拟结果还显示,只有将点源控制和非点源控制相结合、浓度控制和总量控制相结合,并辅以适当的河道治理工程,才能彻底实现温榆河水质还清的目标。模拟分析结果可为该流域的水污染控制和治理规划提供参考。     

基于河流断面监测资料的非点源负荷估算输出系数法的研究和应用

由于缺少基础监测资料,大中型流域的非点源负荷的估算一直是国内相关研究的难点。本文提出以大中型流域为估算单元,综合考虑土地利用形式、水文地理条件等因素,建立流域非点源负荷输出系数法计算模型,利用河流断面的历史监测数据,通过水文分割和最优化数学方法进行参数率定,克服了非点源污染监测难度大,历史资料缺乏的困难。应用计算模型估算了辽河铁岭段的面源污染负荷,利用2009年污染物普查的相关数据进行验证,估算结果与污染普查估算结果相差小于15%。该种方法以水文监测资料和河流水质断面监测资料为基础,历史数据相对丰富,通过计算机编程进行计算,可实现对流域非点源污染的快速预测和分析。     

陕西黑河流域土地利用变化对非点源污染的影响研究

本文借助RS和GIS技术,借鉴和应用景观生态学的有关理论和研究方法,分析了黑河流域土地利用从1976年至2000年的动态变化,讨论了土地利用变化的驱动机制。在此基础上,以率定的模型参数为基础,应用SWAT模型分别对2000年和1976年两期土地利用下的黑河流域1991～2000年非点源污染负荷进行模拟,由此确定土地利用变化引起的流域非点源污染负荷的变化。从控制非点源污染的角度,分析了土地利用变化趋势的合理性。研究结果可为研究区土地资源的合理开发利用、生态环境的保护及区域的持续发展规划提供科学依据。     

基于SWMM模型的城市雨水花园调控措施的效果模拟

以西安市某片区降雨径流及其污染为研究对象,对研究区域进行合理概化,根据实测结果,通过率定及验证,构建暴雨雨水管理模型(SWMM),模拟不同重现期(两年一遇、十年一遇以及二十年一遇)下研究区域有无雨水花园调控时的水量及水质状况。结果表明,设置面积比例约为2%时,在2年一遇至20年一遇的降水条件下,洪峰流量迟滞时间为5~7min,对径流总量削减率为25.69%~42.02%;对TN负荷削减率37.88%~42.41%;对TP负荷削减率35.30%~41.42%;对COD负荷削减率40.58%~42.71%;对SS负荷削减率42.10%~42.75%。雨水花园对城市暴雨所形成的径流在水量与水质两方面都有较好的控制效果,能够减少径流总量,降低径流峰值,同时削减污染物浓度峰值,减少污染物负荷;并对流量以及污染物浓度峰值有一定的迟滞作用。但随着降雨强度的增加,雨水花园的调控效果会随之降低。     

城市非点源污染研究进展

城市非点源污染是第二大非点源污染源。从城市非点源的研究方法、研究手段、目前国内外城市非点源的研究进展、城市非点源污染管理和控制措施等方面进行了综述，最后提出了存在的问题和研究展望     

基于SWMM模型的城市内涝与面源污染的模拟分析

随着城市化的快速发展,城市内涝和径流污染现象日益严重。本文以陕西省西安市与咸阳市建成区之间部分区域为研究对象,利用SWMM软件对研究区域建立模型,对传统开发(TD)模式与低影响开发(LID)模式下不同情景的降水事件进行模拟。结果表明:(1)LID措施对于缓解雨水管网节点的积水情况具有较好的效果,重现期较小的降雨事件中,未有积水现象出现;强度大的降雨事件中,径流量及径流污染物均能得到较好调控。(2)在不同情景下,添加LID措施后径流总量控制率提高了3.18%~15.14%,洪峰迟滞时间为5~30min。LID模式与传统开发模式相比较,SS负荷削减率提高了28.16%~38.92%;COD负荷削减率提高了25.24%~36.34%;TP负荷削减率提高了29.78%~40.02%;TN负荷削减率提高了26.57%~37.26%。LID措施能够有效调控城市暴雨径流量,削减径流污染负荷。但随着降雨重现期的增大,LID措施对于暴雨径流和污染负荷调控效果逐渐减弱。     

洞庭湖四口河系地区水资源需求及配置研究

近50年来洞庭湖四口分水比例持续减少,四口河系地区的水资源矛盾日益突出。本文以作物需水分析方法为基础,以堤垸为单位,预测洞庭湖四口河系地区不同规划水平年、不同降水频率、不同发展模式、不同长江干流来水等情景下的水资源需求并进行供需分析。结果表明：洞庭湖四口河系地区现状总需水量24.4亿方,规划水平年需水量有30%到120%的增加,主要是工业需水增加;现状缺水2.27亿方,规划水平年总缺水量4.5～12.7亿m3,主要缺水区域为华容县与藕池河水系,主要缺水月份为春季与秋季。解决水资源短缺的主要途径为增加水资源调蓄能力。     

竹竿河流域面源污染模拟计算和分析

本文以淮河上游的竹竿河流域为研究区,应用SWAT模型对竹竿河流域的径流、泥沙及面源污染负荷的产输出过程进行模拟计算。利用竹竿铺站1996年的实测月径流和泥沙数据进行模型的调参计算,用1998年的实测月径流和泥沙数据以及1991~2000年径流和泥沙数据对模型进行验证,并利用竹竿铺站2004年6月3日~14日的实测水质数据对模型的面源污染相关参数进行确定,验证结果表明模型基本合理可行,可用于竹竿河流域面源污染的模拟计算。根据模拟结果对该流域的径流、泥沙和面源污染负荷的时空产输出特点进行了分析,为流域面源污染控制防治规划提供科学依据。     

流域非点源污染模型及不确定分析方法研究进展

非点源污染模型是非点源污染量化的最直接有效的途径,利用模型进行模拟的过程中存在来自非点源污染本身、模型结构和参数以及数据来源等方面的误差,导致输出结果具有一定的不确定性。针对流域非点源污染模型和非点源污染的不确定性,归纳总结了具有代表性的流域非点源污染模型的结构特征、优势和局限性,以及非点源污染模拟的不确定性分析方法及其优缺点。根据模型在实际应用中存在的问题,后续应从非点源污染机理探索研发不同资料条件下的可靠性模型,并与水土保持等工程措施等相结合,提高模型的精度;目前非点源污染的不确定性更多的是研究单一因素影响下的不确定分析,未来可结合不同类型的分析方法进行模型结构优化,并根据具体问题寻找最适合的模型结构,综合研究多系统下的不确定性方法,为模拟结果提供全面的评估。     

渭河西咸段水质时空变异特征分析

为查明西咸新区地表水环境质量状况,对其范围内的三条河流进行了连续两年的水质监测,并运用层次聚类、判别分析、主成分分析等多元统计方法对污染物的时空分布差异进行了分析。结果表明：研究河段整体氮磷污染严重,总氮（TN）超过地表水Ⅳ类水质标准7.62倍,总磷（TP）超标3.60倍,氨氮（NH3-N）超标1.89倍。聚类分析结果表明,水质在时间尺度上按水质优劣可分为丰水期、平水期、枯水期三类;在空间尺度上,渭河、沣河水质分为一类,新河为一类。研究区水质污染受上游来水水质的影响较大,上游的生活污水、工业废水排放以及农业面源污染是渭河干流的主要污染源,沣河主要为农业面源污染,而新河主要是以人为污染为主。     

基于GIS的潘家口水库面源污染负荷计算

潘家口水库是海河流域的重要水源地，在水资源匮乏的北方地区，水源地的保护有非常重要的意义。本文内容是海河流域重要水源地富营养化防治研究的一部分，利用SWAT模型研究了潘家口水库上游地区面源污染负荷和产出特征。SWAT模型是一个物理分布式的流域面源污染计算模型，AvSwat是ArcView软件的一个扩展模块，可以处理SWAT模型需要的GIS数据。文中利用实测数据对模型进行了参数率定，对不同水平年进行了面源污染负荷计算，并分析了施肥对于面源污染负荷的影响。     

高压直流换流站污秽水平预测方法研究

对换流站站址周边地区气象、工业污染源和输变电设备运行的相关资料进行收集，根据风洞试验得出的绝缘子表面积污模式，利用污染源扩散模式计算站址及周边地区交流盘形绝缘子积污水平。在此基础上，根据国内已有换流站和自然积污站的直、交流积污数据并结合具体情况，选择合适的直交流积污比，由计算出的交流盘形绝缘子污秽水平估算出换流站直流场设备的污秽水平。根据该污秽水平，计算出换流站直流场支柱绝缘子以及不同管径的套管表面的污秽度。根据标准直流支柱绝缘子的人工污秽试验数据和预估算的污秽度，确定直流支柱绝缘子和各类套管的爬电比距。文中提出的方法可用于±500kV、±800kV高压直流换流站污秽水平预测及外绝缘配置。