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。     

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。     

无锡市区水环境容量估算与排污总量分配

水环境容量一直是水资源管理的重要依据。依据无锡市点源和面源监测成果,运用水动力模型、水质模型推算,初步计算了无锡市主要控制河段的水环境容量,并依据各水功能区水质目标要求,确定了主要控制河段各污水处理厂的允许排放量。     

南京市雨花台区水环境状况及可持续发展对策研究

根据2005年江苏省南京市雨花台区点源污染、面源污染和河道水质状况,计算出污染负荷与水环境容量。表明雨花台区的水环境和水生态系统遭到破坏,对此提出水环境保护和改善对策。     

博斯腾湖污染物总量控制定额确定方法

农田废水是博斯腾湖的主要面源污染来源。基于博斯腾湖污染物来源特征,本研究以动态水文条件为基础,应用水质响应模型与规划法耦合方法,在满足水功能区规划目标条件下,污染物允许入湖量为点面源总量控制定额,没有农田废水排放时确定的水环境容量为点源控制定额,点面源总量控制定额减去点源总量控制定额为面源总量控制定额。通过上述方法得到博斯腾湖点源和面源总量控制定额。为实施污染物点源、面源总量控制提供了理论依据。     

川中丘陵地区小流域农业面源污染特征及水环境容量研究——以黄腊溪小流域为例

以川中丘陵地区大英县隆盛镇黄腊溪小流域为研究对象,结合实测和调查数据,进行了水环境容量和面源污染物入河量的研究。结果表明:黄腊溪8月～次年1月有3个月水质超标,TN总共需要削减19.36 t/a的入河量,而从月份上看8月份水质最差,则需要削减659.08 t/a、1.54 t/a、0.60 t/a的CODcr、TN和NH3-N量才能满足地表水III类水质标准,最后针对污染特征提出了该流域水环境的防治建议,为改善农村水环境具有重要意义。     

黎河水环境容量研究

通过调查了解到,黎河水体污染物主要来自工矿企业点源和农业面源等。计算出了黎河的水环境容量,结果表明：黎河在输水期水环境容量能满足要求;在非输水期,虽然黎河对污染物有一定的净化能力,但由于其纳污量远远高于水体的水环境容量,造成水污染。     

沙颍河安徽段水环境容量计算及动态分析

基于对沙颍河安徽段污染负荷的调查以及水质和流量监测数据的分析,采用MIKE11模型建立水流与水质模型,采用线性规划法,以入淮河干流Ⅲ类水为水质目标,计算沙颍河安徽段水环境容量并分析其动态特征。结果表明:沙颍河安徽段CODMn和氨氮年水环境容量分别为2.39万、0.76万t/a;受流量及上游水质影响,CODMn和氨氮水环境容量月变化较大,8月水环境容量最大,分别为3 557、1 363 t,3月水环境容量最小,分别为621、181 t;上游水质对沙颍河安徽段水环境容量影响显著。     

基于盲数理论的涑水河水环境容量研究

根据涑水河的水文、水质资料,运用盲数理论计算涑水河的COD和氨氮的水环境容量及削减量,并将计算结果与一维稳态河流水环境容量模型的计算结果作比较。由于河流水文、水质具有动态特性,所以运用不确定性信息的处理方法,把涑水河分成9段,对水质、水文参数进行盲数化,利用盲信息下的河流水环境容量的计算模型,计算该河流主要污染物的水环境容量及削减量。计算结果表明:涑水河COD、氨氮的水环境容量分别为:-40207 kg/d和-11675 kg/d。计算结果均为负值,说明它们均已超标,需要对其进行削减,削减量分别为17556 kg/d和9715kg/d。用盲数理论研究河流的水环境容量,其计算结果具有较高可信度,与确定性计算方法相比更有优势。     

落蓬湾断面水质达标及胥河水环境容量研究

落蓬湾断面目前水质不能稳定达标。为进一步提高国家考核断面水质达标率,持续改善水环境质量,进而开展落蓬湾断面水质达标及胥河水环境容量计算研究。根据现状水文、水质和污染源资料,分析落蓬湾断面水质超标原因。采用控制断面达标法计算得到入胥河的最大允许排污量。结果表明:胥河COD、氨氮、总磷的近期水环境容量分别为3011.8、195.0、99.2 t/a,远期水环境容量分别为1738.7、135.9、70.0 t/a。基于胥河水环境容量计算结果,结合研究区域内入胥河的污染物量,确定研究区域各类污染物的削减比例,为胥河的水环境整治提供理论支撑。     

阜阳市主要河流水质评价及污染源解析

针对阜阳市地表水近年来污染依然严重、污染源组成及来源不明等问题,以阜阳市境内颍河、泉河、茨淮新河、淮河、黑茨河、谷河共6条河流为研究对象,按丰水期和枯水期分别采集34个水样,通过综合水质标识指数法及因子分析法对研究区进行水质评价和污染源解析。结果表明:①阜阳市地表河流污染物以COD_(Cr)、TN、TP为主,水体富营养化风险较大。②不同河流综合水质评价显示,颍河河水总体呈Ⅳ类水,从上游至下游呈好转趋势;茨淮新河饮用水保护区水质较好,但上游黑茨河污染较重,主要与支流雨污直排有关。③因子分析显示,颍河和泉河污染物来源主要为农业面源污染、生活污水、工业污水排放等。研究成果可为阜阳市控源截污和水环境安全提供科学依据。     

苏州市相城区水环境状况及污染防治对策

分析了苏州市相城区主要入阳澄湖(水源型湖泊)河道的水质现状,发现各水体水质均超出相应的标准限值,主要污染成因为:面源污染源强大,污水集中处理率偏低,水利工程破坏了天然的水力联系,工业企业布局散乱等。针对该区水环境形势的紧迫性,提出了面源控制、工业生态改造、污水处理、引水冲污、两湖强制性保护等污染防治对策。     

缺资料流域水污染物总量分配方法研究

流域水污染物总量分配对流域水环境管理至关重要。但在缺资料流域,污染负荷的计算分析往往因水文资料匮乏而变得非常困难。本文以赣江袁河流域为例,在划分流域控制单元的基础上,利用SWAT模型对袁河流量进行模拟,再结合LDC(负荷历时曲线)法,实现了袁河流域分区(控制单元)、分期(丰水期、平水期、枯水期)、分类(点源和非点源)和分级(不同水质目标)的总量分配方案。结果表明,SWAT径流模拟精度较为满意,可以为LDC法提供控制单元内部的流量;新余工业区及其下游的保留区是袁河污染物超标最为严重的区域,超标污染物主要以点源为主,其中新余工业区削减量最大。研究结果说明SWAT模型结合LDC方法可以较好地应用于资料匮乏流域的水污染物总量分配。     

基于水库流域非点源防治的用地规划

水体富营养化的一个重要原因是非点源污染。相对于点源而言,非点源控制难度较大。试图从非点源防治的角度,采用线性规划模型进行流域用地规划。列举横岗水库流域的用地规划进行污源预测以及环境容量计量。具体思路如下:①预测流域污染物产生量;②计算流域内纳污水体环境容量,分配点源与非点源环境容量;③通过线性规划,确定各种土地利用类型的面积大小;④根据纳污水体位置以及用地现状,确定各种用地类型的相对位置。     

基于排污口权重的一维河流水环境容量计算

综合考虑多个点源排污口、支流、取水口以及面源污染,建立了一维河流水环境容量综合模型,给出排污口权重的确定方法,并在此基础上提出了实用化的水环境容量计算方法和排污控制方案。其方法的正确性由恒权水环境容量计算得到了验证。基于排污口权重的水环境容量计算方法与传统的“试算法”相比,具有可操作性强的优点,且可为确定排污方案、河流综合管理提供新的思路。     

基于多断面水质达标的河网区点面源污染负荷优化分配模型

从污染物总量控制的核心——污染负荷分配的角度出发,对水系复杂的平原河网区点面源协同影响下污染负荷优化分配方案进行分析。通过引入水质达标保证率概念,将随机分析方法与确定性降雨产流、点面源产污及河网水动力、水质数学模型相结合,基于公平及可行性原则,以满足多控制断面水质达标保证率、点面源环境管控要求及污染治理水平为约束条件,构建了基于多控制断面水质达标保证率的点面源污染负荷优化分配模型。选取太湖某河网区域作为验证区域,区域点面源污染负荷优化分配后,各控制断面氨氮、总磷质量浓度均可达到全年90%水质达标保证率,表明所建模型是合理可行的,能够有效实现区域点面源污染负荷的优化分配,提高区域污染物全局管理效率。     

汾河水库及其上游水环境状况分析及治理

运用近年水质调查、监测与评价数据,结合汾河水库及其上游流域自然条件、社会经济、水库供水、河流水系分布概况,分析汾河水库及其上游饮用水功能区水环境状况及来自点源、面源的污染因素,指出流域水环境保护工作在污染控制、水源保护、流域水环境监管方面存在的主要问题,认为明确水功能区限制纳污红线,严格控制入河排污总量,实施最严格的水资源管理制度是实现该区域水资源保护目标的关键,提出了节水减排、执法监督、污染源治理、水质监控等水环境治理保护方面的建议。     

基于最大日负荷量的流域污染控制措施——以太湖新孟河流域为例

以最大日负荷量（TMDL）计划理念为基础,利用太湖新孟河流域水文水质、污染源资料,对照水功能区的水质要求,对基于月水平的流域最大日负荷量进行了计算分析,提出了基于TMDL值的污染控制措施。结果表明：该流域全年TMDL值变化幅度较大,面源为该区域水质的主要污染源;面源污染负荷量在不同月份差异明显;根据污染物削减量的计算结果提示,并非每个月都要按照统一的削减标准进行排污控制,可根据TMDL计划科学利用和调控水环境容量,既促进环境保护又推动社会经济的和谐发展。     

Assessment of surface water quality via multivariate statistical techniques: A case study of the Songhua River Harbin region,China

Multivariate statistical approaches, such as cluster analysis (CA) and principal component analysis/factor analysis (PCA/FA), were used to evaluate temporal/spatial variations in water quality and identify latent sources of water pollution in the Songhua River Harbin region. The dataset included data on 15 parameters for six different sites in the region over a five-year monitoring period (2005–2009). Hierarchical CA grouped the six monitored sites into three clusters based on their similarities, corresponding to regions of low pollution (LP), moderate pollution (MP) and high pollution (HP). PCA/FA of the three different groups resulted in five latent factors accounting for 70.08%, 67.54% and 76.99% of the total variance in the water quality datasets of LP, MP and HP, respectively. This indicates that the parameters responsible for water quality variation are primarily related to organic pollution and nutrients (non-point sources: animal husbandry and agricultural activities), temperature (natural), heavy metal and toxic pollution (point sources: industry) in relatively LP areas; oxygen-consuming organic pollution (point sources: industry and domestic wastewater), temperature (natural), heavy metal and petrochemical pollution (point source: industry), nutrients (non-point sources: agricultural activities, organic decomposition and geologic deposits) in MP areas; and heavy metal, oil and petrochemical pollution (point source: industry), oxygen-consuming organic pollution (point source: domestic sewage and wastewater treatment plants), nutrients (non-point sources: agricultural activities, runoff in soils) in HP areas of the Harbin region. Therefore, the identification of the main potential environmental hazards in different regions by this study will help managers make better and more informed decisions about how to improve water quality.