基于水质-污染源响应关系的抚仙湖水环境承载力计算研究

抚仙湖是中国最大的深水型淡水湖泊。随着流域入湖污染负荷的增加,其整体水质呈下降趋势,水污染呈自北向南和自沿岸向湖心推进的分布特征。本文依据水质-污染源响应关系,建立了基于湖泊水动力水质模型的水环境承载力计算方法;在对湖泊水动力和水质模型率定验证的基础上,计算得到了抚仙湖在规划水质目标(I类)下,CODMn、TN和TP这三类主要污染物的水环境承载力分别为20065.7 t/a、821.9 t/a和115.8 t/a;并根据抚仙湖环湖入湖河流及排污口分布特征,进一步提出了环湖分片主要污染物容许入湖负荷及污染物总量控制指标。     

基于BATHTUB模型的阳澄西湖入湖河道氮磷营养盐控制分析

基于BATHTUB模型,入湖河道执行河流总磷Ⅱ类水标准,阳澄西湖总磷为Ⅳ类,湖泊水质不达标。因此,提出两种方案,探讨阳澄西湖主要入湖河道氮磷营养盐控制要求。方案一:入湖河流执行现行湖泊水质标准,对应湖区水质基本能达标,并且湖区总氮均值优于限值0.5 mg/L;方案二:以现行湖泊水质标准反推的入湖河流总氮、总磷限值,比方案一限值宽松,既能保证湖泊水质达标,又不会使河流水质标准过于严格。因此,依据方案二的结果,确定阳澄西湖入湖河流营养盐控制范围,即上游入湖河流总氮为0.68~0.81 m/L、总磷为0.030~0.039 m/L。     

河道入湖污染物量监测与研究

该研究成果在引入国内外先进的分析计算方法的基础上,充分考虑江苏省主要湖泊的自然特性和湖泊所处地的社会经济情况,充分考虑区域水文地质特征和人类活动的影响,分析评价了湖区及入湖河道的水质状况和变化趋势,针对已有的水量水质监测成果,分别提出了计算入湖水量、入湖污染量的方法。     

基于MIKE21模型的普者黑湖水环境数值模拟研究

普者黑湖是云南石漠化地区喀斯特地貌岩溶湖的典型代表。近年来,受渔场养殖、民俗旅游及农业面源污染等影响,湖泊水质污染问题日益凸显,在流域水文水质监测资料十分匮乏的条件下,水环境数值模拟研究对于预防普者黑湖水质污染具有重要意义。基于污染源调查、水质监测与水文数据资料,构建了MIKE21模型的普者黑湖平面二维水动力与水质模型,模拟分析了普者黑湖湖流形态、环流结构及入湖污染物在湖区内迁移扩散状况,揭示普者黑湖水动力特性及入湖污染物的迁移扩散规律。结果表明:(1)普者黑湖整体上自西北向东南呈单一流向明显,环流较多,上游平均流速为0.3～0.7 cm/s,呈现出条带形河流的特征,中游平均流速为0.4～0.9 cm/s,流速较大,中小型环流较多,下游整体呈现湖泊型特征;(2)受入湖河流水质较差、临湖密集村落及农业灌溉退水的影响,普者黑湖水质整体呈现出上游高—中游高—下游稍低的空间分布格局,雨季污染物浓度明显大于旱季的时间变化规律。     

滇池流域水环境承载力及其提升方案研究

在外流域引水为流域饮用水安全、湖泊健康水循环和污水处理厂尾水外排提供水源安全保障的情况下,滇池流域内的经济社会活动与湖泊水质演变失去了联系,但以水环境容量为核心的流域水环境承载力,仍可以对入湖河流单元的点源、面源污染物总量的控制起指导作用,并通过水质浓度限值来实现对入湖河流水质目标的精细化管理。以滇池流域现有的水循环过程和水资源条件为背景,采用典型水文年过程重新核算了滇池的水环境容量,研究了入湖河流的水质目标浓度管控方案,确定了入湖河流的生态环境流量需求,并提出了流域水环境承载力的提升方案。研究结果表明:保障入湖河流的生态环境流量可以使滇池水环境容量增加4.4%～8.6%,提高滇池流域水环境的承载力,并为流域产业结构调整、空间管控规划等提供一定的安全余量。     

基于MIKE21的小南海湖补水方案效果分析

人类开发活动导致湖泊污染严重,生态功能严重退化,研究补水改善湖泊水质对于维持湖泊生态系统健康意义重大。针对小南海湖COD、TN浓度较高的水环境现状,应用MIKE 21软件建立小南海湖二维水动力水质模型,分析5个补水方案对湖泊水环境质量改善的效果。结果表明,截断倒虹管污水入湖后,湖泊水位下降0.7 m,必须同步实施补水工程;湖泊补水8个月后,湖泊水质开始明显改善;单从新河引水时,小南海湖心COD浓度降至29 mg/L,TN浓度降至19 mg/L,改善效果显著,从松西河补水对湖泊水质的改善效果较新河补水差,因此,考虑水质改善效果,建议从新河引水补给小南海湖。     

太湖入湖污染物通量监测与计算方法研究

入湖河道带入的污染是造成湖泊水质污染的主要原因之一。入湖污染物通量估算涉及监测点位、监测频次、控制河道数等多方面。文章选择太湖典型入湖河道,利用三种估算方法分析太湖入湖污染物通量计算精度,认为每月两次的水量水质巡测分析计算精度达到80%左右,能基本满足入湖污染物量估算要求,为太湖水环境治理提供支撑。     

不确定信息下富营养化湖(库)氮、磷纳污量的计算

以东洞庭湖为例,依据未确知数学中的盲数理论和Monte-Carlo模拟,提出了不确定信息下富营养化湖泊(水库)氮、磷允许纳污量的计算方法.在充分考虑了水文、水质等不确定因素的影响后,富营养化湖(库)水体氮、磷允许纳污量,应该以满足出湖(库)水体水质达标率90%以上(即水质超标风险率小于10%)条件下的污染物浓度均值作为水质控制目标来计算.实例计算的结果表明,该方法理论上可行,计算结果偏于安全,能够为富营养化湖泊(水库)水质管理提供科学依据.     

里下河腹部地区湖泊湖荡群水生态调查评价与总体整治格局研究

项目通过开展里下河腹部地区湖泊湖荡群的基础信息资料(包括:水文、气象、水系、开发利用现状和历史遥感资料等)收集和现状水质水生态监测调研,评价了里下河地区湖泊湖荡水质水生态现状,识别了湖泊湖荡生态胁迫因子及其主要影响机制,构建了湖泊湖荡生境模型.在此基础上,开展了湖泊湖荡群生态功能分类及生态系统健康的综合分析,提出了湖泊湖荡群的总体整治格局,并有针对性地提出了里下河地区湖泊湖荡群的水生态修复措施.     

入湖水量对艾比湖生态环境的影响

入湖水量的大小决定了艾比湖水面面积的大小，湖面面积的变化直接影响到湖滨植被、气候、土壤、湖泊水质的变化，入湖水量是艾比湖生态环境变化的核心。     

基于重污染区入湖断面水质(总氮)达标的污染控制方案

基于2009年10月26—28日太湖重污染区野外水文、水质同步监测数据,分析水量水质现状,建立一维水环境数学模型,并计算不同污染控制方案下水质(总氮)的改善效果。计算结果表明:现状污染物排放方案及污染物总量达标控制方案不能完全控制入湖断面总氮,鉴于河流水质总氮因子没有明确的地表水环境质量标准,必须在污染物总量达标控制方案基础上制定更严格的入湖控制断面水质功能区达标方案。水质功能区达标方案的实施可以有效地改善入太湖控制断面总氮状况,基本实现河网水质达到功能区水质目标。     

南四湖现状及治理规划探讨

南四湖系南阳、独山、昭阳和微山4个相贯湖泊的总称,位于山东省微山县境内。南北长126km,东西宽5～25km,承接苏、鲁、豫、皖4省32个县(市)的来水,流域面积3.17万km~2。入湖河流有53条,出湖河道有4条;其中汇入上级湖的河道有30条,汇入下级湖的河道有23条。     

洪泽湖水质时空变化和富营养化研究

为揭示洪泽湖水质时空变化和富营养化状况,研究基于2018—2020年洪泽湖区及入湖河流的水质监测资料,利用内梅罗指数和综合营养状态指数分别评价湖泊的水质状况和不同来水情况下的营养状态,并探究其影响原因,为相关部门制定洪泽湖水质改善措施提供依据.     

长荡湖水质变化分析及污染控制对策

长荡湖位于太湖上游,1997~2007年11 a间,湖水水质由Ⅲ类变为劣Ⅴ类,已严重影响了当地人民群众的生活、生态环境和社会经济的可持续发展。对长荡湖水质现状及变化趋势作了分析评价：长荡湖现状水质为劣Ⅴ类,水体呈富营养化状态;水质总体呈下降趋势,主要污染指标氨氮、化学需氧量、总磷和总氮浓度呈逐年上升趋势。对长荡湖水质变化原因进行了分析,并提出了水质改善和保护对策：提高上游来水水质,控制污染物入湖量;调整围网养殖布局和规模;进行湖泊生态恢复工程。     

近40年来中国西北内陆5个典型湖泊面积变化遥感分析

在全球气候变暖的背景下,研究中国西北内陆地区湖泊的面积变化不仅对水资源管理和可持续发展战略有着重要意义,也为评价气候变化与人类活动对湖泊的影响提供参考。以中国西北内陆区5个典型湖泊为研究对象,利用1970-2015年的Landsat MSS/TM/ETM+/OLI影像数据,利用归一化差异水体指数(Normalized Difference Water Index,NDWI)和改进型归一化差异水体指数(Modified Normalized Difference Water Index,MNDWI)分别提取5个典型湖泊边界并获取湖泊面积,同时利用5个典型湖泊周边的气象站降雨量、蒸发量等气象数据,尝试分析湖泊面积发生变化的原因。结果表明:红碱淖近30年来面积呈减小趋势,入湖河流拦蓄和煤炭地下开采等是导致面积减少的原因;博斯腾湖近40年来的面积呈先增加后减少的趋势,其面积变化主要受地表径流和积雪融水的影响;呼伦湖近40年来面积呈减少的趋势,其面积变化主要受入湖径流量的影响;贝尔湖近30年来呈相对稳定的趋势,其面积变化主要入湖径流量的影响;青海湖近40年来面积呈现先减小后增大的趋势,其面积变化主要受区域降水和入湖径流量的影响。     

引调水改善玄武湖水质的水量优化方法

针对2012—2017年玄武湖增加生态补水量并不能让湖泊水质转好的问题,通过实测水量水质数据拟合、零维模型的推导和二维水环境数学模拟预测的方法研究玄武湖水质优化方法及应用。实测拟合发现湖区水质随着补水量的增加呈现先转好再变差的趋势。通过零维模型的公式推导及量化参数的方法,得出玄武湖污染物降解量与补水量呈负一次函数关系,玄武湖水质与补水量呈二次方关系,并得出丰水期优化补水量为20万t/d,枯水期优化补水量为15万t/d。运用水环境数学模型进行模拟预测,在枯水期近期削减现状入湖污水的40%水质最优时的补水量为12万t/d;在丰水期,近期削减现状入湖污水的40%时的水质最优补水量为18万t/d,远期削减现状入湖污水80%时的水质最优补水量为15万t/d。     

南水北调东线南四湖人工湿地建设与规划

南水北调东线工程南四湖流域入湖河流和湖泊水体污染严重、湖滨湿地功能退化,南水北调工程要求2013年南四湖水质稳定达到III类水。为此山东省建设了新薛河入湖口人工湿地水质净化示范工程,工程运行结果表明,工艺出水达到了地表水Ⅲ类水质标准,改善了南四湖入湖河水水质,同时通过生态修复措施恢复了湖滨带湿地的生态功能,2009年当地政府规划了南四湖生态建设,为南四湖生态修复和水质恢复提供了保障。     

环洱海主要入湖河流水质特征及入湖污染负荷估算

为了揭示洱海主要入湖河流的污染特征,2014年1月至2016年12月期间,以总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)、化学需氧量(CODcr)为污染物指标,对27条主要入湖河流进行水质、水量监测以及沿程追踪调查.同时结合同期降水数据和湖区水质监测资料分析,阐述了洱海主要入湖河流水量水质特征,估算了入湖污染负荷,并...     

洪泽湖入湖河流对湖区水质的响应关系

为提升洪泽湖水质的改善效率,基于EFDC构建洪泽湖水动力水质模型,将入湖河流概化为边界入湖源,对入湖源污染物质量浓度进行50％削减作为情景模拟工况,以TN和TP为水质模型输出目标,用单一控制变量法进行情景模拟.研究结果表明,在时间角度而言,丰水期淮河入湖源对湖区水质的贡献能力最强,平水期徐洪河入湖源对湖区水质的贡献能力...     

抚仙湖北岸生态调蓄带工程入湖污染物减排效益核算

抚仙湖属珠江流域西江水系的源头型深水湖泊,湖岸陡峭,岸滩不发育,湖泊生态系统十分脆弱,水质一旦被污染将很难恢复。近年来受流域内人类活动强度持续加剧与全球气候变化的双重驱动影响,抚仙湖水位持续降低、河湖水污染问题日益突出,湖泊水质保护问题迫在眉睫,因此,2017年针对入湖污染负荷占比最大且农田面源污染问题最为突出的抚仙湖北岸片区实施了集截污、调蓄、水质净化、水资源回用、清水置换、湿地补水建设于一体的抚仙湖北岸生态调蓄带工程,并将1179.09亩农田改建为调蓄带湿地。从实施效果来看,调蓄带工程2018—2021年期间减少的TN、TP入湖负荷量分别为245.84 t、28.99 t,调蓄带对抚仙湖北岸片区农田面源负荷削减率均超过81%;从生态调蓄带入湖污染物减排效益贡献大小来看,土地利用方式变化＞湿地水质净化＞湖滨湿地补水＞水资源回用＞清洁水资源置换;从调蓄带入湖污染物减排效益持续提升来看,水资源回用和清洁水资源替换潜力有待进一步挖掘和提升。