巢湖圩区农田面源污染负荷估算及治理措施研究

农田面源污染是巢湖流域水环境污染的主要来源之一。以巢湖流域万亩大圩杨柳圩为研究对象,采用入河系数法对圩内污染负荷进行估算分析。结果表明：2020年圩内污染负荷入河总量COD为175.24 t/a, NH₃-N为24.99 t/a, TP为3.2 4 t/a, TN为38.49 t/a,其中农田面源污染负荷入河量COD为50.59 t/a, NH₃-N为10.91 t/a, TP为1.02 t/a, TN为19.83 t/a,分别占总入河量的28.91%、43.66%、31.48%和51.52%;除圩区化肥农药利用率较低之外,沟渠水动力条件差、灌排一体、水生植物群落失衡等也是造成面源污染的重要因素;同时由于圩内净化空间与调蓄空间不足,造成大量污染在汛期随雨水泵送至外河,对周边水质造成严重影响。鉴于此,因地制宜的提出了合理的治理思路与措施,可为平原圩区的农田面源污染治理工程设计提供参考。     

基于综合分析方法的洱海灌区面源污染入湖负荷估算

为研究洱海灌区的污染物排放现状和特征,对洱海灌区的污染负荷进行计算和评价,为下一步治理提供基础数据依据。结合基准年2017年的统计年鉴数据及现场查勘,对灌区内居民生活、畜禽养殖、农田面源、城镇地表径流、水土流失污染源的产生量与入湖量进行统计。结果显示,基准年2017年洱海灌区污染物按污染源分入湖负荷COD 4 309.36 t·a^-1,TN 1 279.24 t·a^-1,TP93.28 t·a^-1,NH3-N 138.81 t·a^-1,除COD主要贡献来源于地表径流以外,其余三个主要污染物均主要来自农田面源;按片区分,主要入湖污染物均来自海北片区。     

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。     

太滆运河水环境容量研究

水环境容量是区域污染物总量控制的基础和核心,可为流域水生态治理提供重要的科学依据。以往的相关研究多侧重于不同水文时期水环境容量的动态变化,而未将点、面源入河的季节性特征纳入考虑范畴。文章采用解析公式法,综合考虑点、面源污染特征确定点、面源协同影响的太滆运河水环境容量,并利用MIKE11 软件构建太滆运河汇水区水量、水质数学模型,模拟在最大允许排放量条件下典型断面的水质达标情况。研究表明：太滆运河水环境容量为COD 22 694.52 t/a、氨氮854.04 t/a、总磷195.58 t/a。典型断面均能实现水功能区划水质目标,该计算方法合理可行。     

山西省御河流域水环境污染负荷估算及来源

流域水污染负荷估算及污染源解析是流域水环境治理的基础性工作。采用监测和统计数据,综合考虑点源和非点源污染,估算2016年御河流域水污染负荷。在地理信息系统支持下,基于流域数字高程模型和监测断面位置将流域划分为6个控制单元,提出了入河系数的估算方法,分析了各控制单元各类污染源的贡献。结果表明:2016年COD、NH_3-N和TP入河量分别为7 299.52t/a、1 163.56t/a和124.46t/a,其中分别有70.04%、86.45%和68.00%来源于点源污染。污染物主要来自十里河上游和御河上游,未收集的点源是御河最主要的污染源,对COD、NH_3~-N和TP贡献率分别达到46%、80%和49%。研究结果为山西省御河流域水环境治理提供了科学依据。     

淀山湖流域平原河网水环境容量及控制断面水质达标方案研究

根据2013年淀山湖水质监测数据,淀山湖水质总体评价为轻度富营养水平。通过建立淀山湖流域一维平原河网水量水质模型,对各项参数进行率定验证,计算得到2020年COD环境容量为13091 t/a,氨氮环境容量为1 021 t/a,总磷环境容量为196 t/a。结合各水功能区污染物最大允许入河量计算结果以及各入湖河道污染物通量占比结果,设计了相应的断面水质达标方案,建议进一步对面源进行治理以改善总磷指标,为进一步实行淀山湖流域水环境综合整治提供了理论支撑。     

降雨和土地利用对流域非点源污染的影响——以滇池流域为例

基于污染排放负荷计算的非点源污染特征识别是开展滇池流域非点源污染控制的重要基础,并在当前流域气候变化和城镇化用地扩张的背景下显得尤为重要。基于流域分布式非点源模型IMPULSE,选择2008年和2014年开展滇池流域入湖非点源污染排放负荷模拟,从负荷量和负荷组成2个方面对比分析降雨和土地利用变化对流域非点源污染负荷排放特征的影响,并比较了4种水土流失控制措施的污染负荷削减效果。结果表明:(1)2014年流域TN、TP和COD入湖排放量比2008年分别增加23.87%,29.19%和1.65%。(2)各因子对入湖非点源污染负荷的影响排序为降雨土地利用农业结构及农村人口。降雨和农业结构及农村人口的变化均使入湖非点源污染负荷增加,而以城镇用地扩张为主要特征的土地利用变化减少了入湖非点源污染负荷。(3)水土流失是流域入湖非点源污染负荷贡献率最高的污染源,2014年TN和TP入湖负荷中城市面源比重略有提升,COD入湖负荷中城市面源的比重由16.44%提高至38.63%。(4)退耕还林在3种单项措施中的负荷削减效果最好,而退耕还林和坡地改梯田组合措施的TN,TP和COD负荷削减率分别为37.20%,37.73%和11.91%。研究结果对于科学制定流域非点源污染控制策略具有重要的支撑意义。     

东南沿海平原河网区域水质水量模型研究

为探究东南沿海平原河网区域水质改善的可行方案,针对温岭市金清水系污染来源复杂的问题,开展水质水量模型研究。采取"流域分区-用户定位-排污计算"的污染负荷计算思路,建立水质水量耦合模型,以河网主要污染物氨氮为评价指标,提出重点断面的水质改善目标以及对应的污染控制方案与引水方案。结果表明:实施削减氨氮污染物入河量至1 023 t的污染控制方案与向南官河引水10 m3/s的引水方案组合可使各重点断面平均水质达到V类水标准;实施削减氨氮污染物入河量至728 t的污染控制方案与向南官河引水20 m~3/s的引水方案组合可使各重点断面平均水质达到Ⅳ类水标准。研究成果为温岭市金清水系面向众多污染源的精细化、精准化污染治理提供参考,为类似区域的水质改善提供借鉴。     

昆明主城区水污染负荷源解析及其减排潜力估算

滇池主城区是滇池流域最重要的污染源,对其进行源解析工作,识别主要污染物在不同来源和不同时空上的排放特征,对于滇池水环境质量改善具有重要的意义和价值。本研究通过基于过程模拟的源解析方法,建立陆域污染负荷产生-汇集-排放模型,对昆明主城区开展了高时空精度的源解析工作,并在此基础上提出了相应的水污染控制措施并估算其减排潜力。结果表明,2014年全年昆明主城区入湖污染负荷为化学需氧量20 527t,总氮6 226t,总磷253t,氨氮1 199t。其中,面源污染是化学需氧量、总磷和氨氮负荷排放的主要来源。通过源解析工作,在子流域空间精度和日时间精度上,识别出了污染物负荷排放量及其来源的时空分布特征。减排潜力估算结果表明,昆明主城区仍有较大的减排潜力,化学需氧量、总氮、总磷和氨氮负荷最高能分别削减59%、59%、74%、69%,且减排工作应重点放在对城市面源污染和总氮负荷的控制上。通过流域陆源污染负荷源解析并针对性地开展相应的污染控制措施,能够促进流域实现精准治污,提高流域水环境治理的系统性、科学性和有效性。     

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。     

生态清洁小流域污染物总量及水环境容量研究——以上海市华漕镇为例

上海市生态清洁小流域建设以治水为核心,以小流域水质作为关键指标。要从根本上实现小流域水质达标,需要先对污染源及水环境容量进行测算,根据测算结果才能制定更有针对性的整治思路及治理措施。以上海市华漕镇生态清洁小流域建设为例,根据污染源调查现状,结合水质目标、水文水动力条件、污染排放类型及空间布局等因素,测算现状华漕镇流域污染源总量及水环境容量。结果表明：依据量化数据分析比较,2019年华漕镇生态清洁小流域水环境余量CODCr为84.91 t/a, NH3-N为-13.69 t/a, TP为-5.85 t/a,氨氮及总磷是流域主要污染因子,该结果与同期水质监测结果基本吻合,说明本次测算结果合理。依据上述主要污染物类型及排放量,从地表径流控制、生活污水排放控制、水生态修复治理、农业面源污染4个方面提出了整治实施方案。研究结果可为上海市全面开展生态清洁小流域建设提供参考。     

考虑大气沉降的湖库分区动态水环境容量精细解析

针对面源污染为主的湖库型流域,为建立水质目标管理与污染总量控制之间更精准的响应关系,借鉴日最大负荷总量模式,基于物质量平衡原理提出考虑径流丰枯变化、不均匀混合、大气沉降等影响因素的湖库分区动态水环境容量精细解析方法,包括污染混合区设置、代表水文系列确定、逐日分区水量水质计算。以沙河水库为例,分别以全湖Ⅱ类、主湖Ⅱ类作为水质管理目标,采用2010—2015年代表水文系列对总氮动态水环境容量进行精细解析。结果表明：全湖Ⅱ类、主湖Ⅱ类水质管理目标下沙河水库总氮水环境容量的多年均值分别为36.7 t和99.43 t,若不考虑湖滨混合区,全湖Ⅱ类水质目标下总氮的年水环境容量计算值偏大66.43%;实施水质目标管理的水域面积越大,大气沉降对水环境容量的影响越大;径流年际及年内丰枯变化对水环境容量的影响显著;各分区总氮控制总量占全流域总量的比例与面积比基本一致。湖库分区动态水环境容量精细解析可量化不同因素对水环境容量计算结果的影响,科学解析面源输入型湖库水环境容量的时空结构特征,实现水质目标管理与污染总量分区管控的有机联动,更好地支撑流域水环境的精细化管理。     

武汉市后湖流域"十四五"时期水生态环境保护及治理对策研究

为探究后湖的水体污染特征和存在问题,改善后湖水生态环境质量,对后湖流域的水质及主要污染源的污染负荷进行了分析和核算.结果表明:后湖的主要污染源是城市径流、生活污水和水产养殖污染,城市径流和生活污水对化学需氧量的贡献率分别为46.04％、45.67％;COD、NH3-N、TN和TP的排放量均已超过相应的水环境容量,为了满足水质目标要求,需分别削减排放量58.94t、60.05、103.57t和19.99t.针对后湖流域目前存在的水环境、水资源、水生态问题,结合流域实际,提出了"十四五"期间实施入湖排污口排查整治、提升城镇污水系统、强化城市径流污染治理、防治农业农村污染、加强水资源保障、水生态保护修复的治理对策.     

水环境保护视角下大岭山生态型水环境治理

大岭山镇位于东莞市中南部,节点地位非常突出,总面积95 km2。工业废水排放量约5.76万m3/d,生活污水排放量约6.18万m3/d。文章分析了流域点源污染、面源污染、内源污染、流域水质评价、现状主要存在问题等流域水环境负荷情况,阐述了大岭山生态型水环境治理的影响,提出了护岸整治、底泥清淤、活水保质等环境保护措施,为区域水环境保护提供了科学依据。     

基于Louvain算法的供水管网分区研究及应用

针对A市供水系统产销差较大问题开展了研究，采用Louvain算法对管网进行实用优化分区，由此得到了12个独立性较高的区块。通过压力控制，区块化后管网平均压力降低了4.04 mH₂O,漏失水量减少了约5.6×10⁴ m³/d。此外，区块化提高了检漏效率，漏失水量减小了约4.7×10⁴ m³/d,使得综合平均漏失率减小了约7.0%,每年节省了制水成本3 083.28万元。达到了均衡水压、漏损控制，保障供水管网系统稳定、高效运行等目的。     

黄河上游典型小流域汭河水资源优化配置研究

针对汭河流域供水能力不足及流域辖区内用水部门用水量分配存在矛盾,进行水资源优化配置。以流域生活、工业、农业、生态等用水部门的用水总效益目标最大、余水量最大为目标,建立了多目标规划模型,采用多目标遗传优化算法求解,利用Topsis法对结果进行综合评价后求出最优的配置方案。结果表明：2020、2030年用水保证率(50%)下配置水量与预测水量相比工业用水量减少了528.336×10⁴、457.095×10⁴m³,生活用水量减少262.652×10⁴、342.059×10⁴m³,林牧渔畜用水量增加53.538×10⁴、84.098×10⁴m³生态用水量增加-7.905×10⁴、10.398×10⁴m³,农业减少641.047×10⁴、300.292×10⁴m³。通过优...     

苕溪入湖污染物通量计算及区域污染物影响权重分析

为研究苕溪流域入太湖污染物通量的时空变化特征规律,在苕溪流域水文水质同步监测基础上建立一维水动力水质数学模型。利用经率定验证的苕溪流域模型,结合枯水年P=90%(2003年型)、平水年P=50%(1995年型)、丰水年P=20%(1981年型)的水文资料以及2011年流域主要污染物排放资料,计算各典型年的入太湖污染物通量。通过出入区县交界断面河流通量的计算,进一步分析跨区域污染物影响的权重,为污染物溯源做铺垫。结果表明:1污染物因子COD、NH3-N、TP、TN的入湖通量丰水年依次为29111、1828、347、6712 t/a;平水年依次为21297、1248、272、6087 t/a;枯水年依次为14 243、898、187、407 8 t/a,各污染物因子丰水年和平水年的入湖通量较大,枯水年较小;2不同典型年各区县污染物因子对入湖通量影响权重由大到小排序依次为吴兴区(部分)、德清县(部分)、安吉县、临安市、余杭区(部分),对吴兴区的污染治理是苕溪流域入湖污染治理的关键所在。     

基于演化博弈的新疆博斯腾湖流域生态补偿机制研究

流域生态补偿能有效解决资源开发利用过程中产生的外部性问题,对促进流域经济-社会-生态协同发展具有重要意义。基于演化博弈理论分析上级政府与上、下游地方政府的三方动态演化情景,以新疆博斯腾湖流域为研究对象,设定流域生态补偿机制。结果表明：上级政府对违约方征收的罚金高于流域上游生态保护成本和下游生态补偿金时,上、下游才能达到“保护”和“补偿”策略的稳定均衡状态。基于演化结果测算的博斯腾湖生态补偿金、生态保护成本分别为2.64×10⁷、2.20×10⁷元/a。采用“关键污染因子超标赔偿法”确定以COD_Mn、NH₃-N、TP三类污染物超标为评价依据的处罚标准分别为1 312.51、9 181.56、13 115.08元/t。     

基于逆建模技术的淮河干流长台关-息县段入河污染负荷评估

以淮河上游长台关-息县段为研究对象,以2008年为算例,根据研究区域汇流特征,建立分布式源模型,基于贝叶斯统计方法进行逆建模,利用断面水质序列实测资料,测算区域入河污染负荷及主要水质因子降解系数。结果表明:淮河上游长台关-息县段NH3-N、COD入河污染负荷总量分别为1.7万t/a、8.9万t/a;受主要入流面源污染负荷季节性影响,NH3-N入河污染负荷为657.55～2 014.99 t/月,COD入河污染负荷为3897.73～13311.83 t/月;研究区域水体环境NH3-N、COD降解系数分别为0.356/d、0.202/d,NH3-N、COD负荷模拟值和实测值的相关系数分别为0.943、0.979。     

太湖流域河网地区湖泊氮磷污染负荷研究——以江苏常熟南湖荡为例

以江苏常熟市南湖荡为例,对当地主要的农业面源、水产养殖面源、畜禽养殖面源、居民生活面源的污染物排放量及南湖荡水体的TN、TP允许纳污量进行估算,并对南湖荡水体的富营养化现状进行评价。结果表明:南湖荡的TN、TP排放量分别为113.8 t/a和18.3 t/a,水体的TN、TP允许纳污量分别为134.4 t/a和6.4 t/a。TN排放量已经十分接近水体TN允许纳污量的上限值,TP排放量已经远远超出水体TP允许纳污量。因此,南湖荡水质已经处在从Ⅲ类水向Ⅳ类水过渡阶段。依据计算得到的富营养化参数,可认为南湖荡处于中度富营养化状态。研究结果可为南湖荡的污染控制和管理提供依据,研究思路和方法可为同类湖泊治理与保护工作提供参考。