柳河流域特征污染物负荷模拟及污染源解析

基于通用流域负荷模型(GWLF模型),选取柳河流域为研究对象,利用2006-2014年的水文水质数据进行水文化学过程的模拟,评估流域节点断面的月径流量及特征污染物负荷通量,根据模型结果分析了特征污染物的污染来源及贡献率。结果表明,从年际变化上看,COD、氨氮和总氮的总负荷通量近年来有所下降,总磷的总负荷通量呈逐年上升趋势。从年均水平上看,COD、氨氮的点源污染与非点源污染贡献率相差不大,均接近50%;总氮的非点源污染贡献率远远高于点源污染,贡献率高达79.6%;总磷的污染来源主要为点源污染,贡献率高达74.9%。根据特征污染物的污染源解析结果,提出有针对性的削减和控制污染的措施,为流域水污染管控提供依据。     

基于GWLF模型的流域总氮负荷模拟及污染源解析

污染物来源的定量解析,是污染物削减方案制定及控制措施优选的重要依据。选取了GWLF(Generalized Watershed Loading Functions)模型,对其农村生活及畜禽养殖模块进行改进,模拟了柳河上游的月径流及总氮负荷,并基于模型结果分析了各污染源的贡献率及其季节性差异。除个别汛期峰值月份模拟值偏低外,模型对月径流及总氮负荷模拟效果较好。污染源解析结果表明:总氮污染源贡献率季节性差异明显,总体上,非点源污染的贡献率在汛期要高于非汛期;点源污染在非汛期的贡献率远高于汛期,是非汛期的最主要的污染源。为了有效地削减和控制柳河流域氮污染,在负荷削减方案制定及控制措施选取中应充分考虑汛期与非汛期污染源组成的差异。     

仿真流域的总氮模拟——SPARROW模型应用方法研究

SPARROW模型是以非线性回归方程为核心的流域负荷模型,该模型以流域河网结构为基础,通过建立污染源、流域空间属性、水质监测数据之间的内在联系,评估和预测目标流域中不同污染源组成特征对流域水体污染状况的宏观影响。本文应用该模型对构建的中国北方仿真流域进行总氮模拟,结果显示,仿真流域中影响总氮污染的主要污染源为农业源(贡献率为63.7%),其次为生活源(贡献率为19.8%)和工业源(贡献率为16.5%)。     

新安江流域安徽省地区水环境状况分析

统计分析流域内点源污染、面源污染产生量与污染物入河量的调查监测数据,结果表明:安徽省辖新安江流域点源入河系数约为面源入河系数2~3倍,点源污染是流域内主要污染来源,但面源污染的作用不容忽视,尤其是总磷,有近2/3来自面源,相对省辖淮河、长江两流域来说,面源污染贡献率明显增大。指出流域污染防治必须综合考虑点、面源污染两个方面;在点源污染不太严重的情况下,对面源污染的治理必须引起足够的重视,才能取得实效。     

南水北调中线水源区总氮污染系统治理对策研究

总氮污染易导致水体富营养化甚至诱发水华,为全面了解南水北调中线水源区总氮污染现状,有效掌握污染来源并制定系统治理对策,对水源区7个水库断面、16条入库支流和62个典型库湾进行了现场监测与资料收集工作。结果发现:丹江口水库历年总氮浓度在0.99~1.50 mg/L之间,均值为1.25 mg/L,并呈现逐年升高态势;硝态氮是水源区总氮的主要组成部分,平均占比70%左右;汉江及其支流总氮年入库负荷为2.706×104t,为水源区总氮负荷的主要来源;面源污染是水源区总氮升高的主要驱动力,对总氮输出负荷的贡献率在60%以上;耕地和居民地是面源污染总氮的关键源区。丹江口水源区总氮控制的关键是农业面源污染控制,应加强流域总氮浓度演变趋势及影响因素解析工作,建立源头-传输途径-汇水末端全链条控制对策体系。     

基于污染负荷计算分析的茅洲河流域水环境治理效果评估

为定量评价茅洲河水环境综合治理效果,本文根据2016—2020年茅洲河水质监测数据、流量和降雨资料,计算了该时期内茅洲河污染负荷总量,并对点源、面源和内源污染负荷分别进行了计算。结果表明,随着茅洲河流域相关水环境治理工程的实施,点源污染在污染负荷总量中的占比大幅降低,而面源污染在污染负荷总量中的占比逐年增加;经过治理,至2020年已削减89.3%的污染负荷总量,其中点源负荷削减比例达到97%左右,面源削减比例达到80%,内源污染基本全部消除,说明茅洲河综合整治项目治理效果显著。     

基于GWLF模型的新安江上游练江流域面源污染特征解析

应用通用流域污染负荷模型(GWLF),对新安江上游练江流域2005-2012年的水文化学过程进行了模拟,在月尺度上评估了流域把口断面的水量及溶解性总氮污染物通量,并解析了其负荷来源分配。结果表明:GWLF模型能够作为有效的决策支持工具对目标流域开展有效评估,模拟结果纳氏效率系数在0.75以上。从年均水平上看,流域溶解态总氮主要通过地表径流和地下水传输,分别占到全部负荷量的42%和40%,且与流域水文关系密切。水质较差的风险敏感期主要出现在水量较少的时段,且该期间内农村生活源(37%)和点源(9%)贡献相对显著,应予以特别关注。上述流域面源污染特征解析结果能够为实施有针对性的管理措施提供参考。     

飞来峡水利枢纽库区污染源现状调查及评价

2009年对飞来峡水利枢纽库区的污染源（含面源以及点源）开展全面系统的调查,并根据近年的实测数据统计上游流域入库污染物的年平均总量,分析入库主要污染物总量、点源污染以及面源污染的类型以及分布、上游流域和库区范围内点源以及面源污染的贡献率,并对库区的污染源控制提出相应建议。     

基于污染迁移转化过程的海河下游污染关键区及污染类别分析

本文针对海河流域严重的水环境问题,利用1995-2004年系列数据构建SWAT模型水质模块,率定期和验证期的纳什系数分别为0.70和0.55。依据构建的模型进行污染负荷的时空变化规律分析和关键源区识别,同时计算各类型污染对研究区域和关键源区的贡献率。结果显示：污染负荷与径流量的变化具有很好的一致性;负荷关键源区分布为市区西南部和东北部、西青东部、东丽东部、津南和塘沽北部;城镇径流非点源污染负荷对海河流域的贡献率是最高的,达38.6%;其次是点源污染,达31.1%;关键源区中,市区和西青关键源区的关键负荷类型为城镇非点源,贡献率为90.67%;东丽和塘沽关键源区的主要负荷来源是点源,所占的比重为87.91%;东丽和津南关键源区中贡献率最高的为农村生活非点源,占61.29%。     

岳城水库流域污染源模拟

基于SWAT模型对岳城水库流域污染源进行模拟研究。利用流域出口的观台水文站2006—2009年的水量、水质等实测数据对经过校准的SWAT模型进行验证。结果表明:岳城水库流域年均入库非点源污染负荷TN为3 025 t,TP为234 t,年均非点源污染贡献率不足50%;点源污染中,TN以工业点源污染为主,其贡献率达31.9%,TP则以城镇生活点源为主,其贡献率为36%;非点源污染中,农业非点源污染源占主要比重,化肥贡献率最大为16.9%,禽畜养殖污染次之,贡献率为10.5%,农村生活污染最小;非点源污染的主要来源是耕地,TN和TP年均负荷分别达到2.77 kg/hm2和0.397 kg/hm2,模拟成果可为岳城水库水源地保护和流域综合管理提供新的技术方法及科学依据。     

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。     

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。     

基于水文分割法的流溪河干流典型断面非点源污染负荷估算

针对流溪河非点源污染防治较严峻局面,对流溪河非点源负荷进行了研究。2013—2014年,对流溪河干流温泉、牛心岭、人和、河口断面进行了203 d的水质及水量监测。根据监测结果结合水文分割法和平均浓度法对各断面的非点源污染负荷进行了计算,并分析了非点源污染的特点。结果表明:流溪河干流典型断面污染物以NH3-N、TN和TP为主;越往下游,监测断面各指标平均浓度越大,水质越差;上游断面洪水期各主要指标浓度大于枯水期,下游断面则是枯水期各主要指标浓度大于洪水期;监测断面各指标非点源污染负荷占总负荷的比例为44.22%~96.17%,平均为76.99%;从上游往下游,非点源污染物负荷占总负荷的比例在减小;各断面年污染负荷基本上是以洪水期负荷为主,洪水期污染负荷则以非点源污染负荷为主;河口断面污染物年总负荷中,58.74%的TN、67.22%的TP和65.45%的COD来源于非点源污染。非点源污染在流溪河水体污染中占较大比重,对水质影响不容忽视。     

北江飞来峡库区典型流域非点源污染特征分析及模拟

为分析飞来峡库区典型流域非点源污染状况,开展社岗流域场次降雨径流水量水质监测试验,采用平均浓度法估算非点源污染负荷量,分析各场次降雨径流污染物特征并计算非点源污染贡献率,应用SWAT模型进行径流及非点源污染模拟。结果表明,径流量对SS、BOD_5等浓度和负荷量均有较强的主导作用,TN、NH_3-N等初期冲刷效应较为明显,污染物负荷量与径流量的相关性好于污染物浓度与径流量的相关性,各污染物的非点源污染贡献率均达到80%以上。SWAT模型径流模拟的率定期和验证期效率系数分别为0.85和0.73,表明所构建的SWAT模型精度良好。在污染物率定期,雨强较大的典型日污染物模拟效果最佳,污染物相对误差基本在10%以内,而在雨强较小时,TN、TP等均出现较大程度的低估现象;在污染物验证期,由于该时期正处于春耕施肥期,TN、TP模拟结果相对误差较大,且均为低估。总体而言,SWAT模型模拟精度良好,基本能反映该流域非点源污染状况,可为飞来峡库区流域的非点源污染模拟与控制提供参考。     

妫水河流域农业非点源污染负荷估算与分析

本文利用改进的输出系数模型对妫水河流域农业非点源污染负荷进行了估算,并且分别通过三分法,即分区、分类、分期的方法对结果进行了分析。结果表明:(1)2017年妫水河流域农业非点源污染物TN和TP的负荷量分别为1 402 214.9 kg/a,279 629.1 kg/a;(2)流域内各乡镇TN和TP的负荷量差异较大,旧县镇、永宁镇所贡献的TN、TP负荷量最多且单位负荷强度最大,属于重点治理区域;(3)流域内对TN的贡献最大的污染源为农业种植,对TP的贡献最大的污染源为农村生活污染,这两个污染源属于优先控制的污染源;(4)TN、TP负荷与降雨量呈现正相关关系,降雨冲刷是导致的污染物负荷增加的一个主要因素。农业非点源污染的三分研究结果为妫水河流域非点源污染治理与农业结构调整提供了科学依据。     

基于STELLA和输出系数法的流域非点源负荷预测及污染控制措施

以汾河流域为研究对象,综合考虑非点源污染与农村生活、社会经济、土地利用之间的因果关系,利用输出系数法和系统动力学理论建立流域非点源污染的STELLA模型,对汾河流域非点源污染TN负荷进行估算,并提出缓解方案。结果表明,2014年汾河流非点源污染TN负荷为8.961×10~4t,农村生活污染贡献最大;当前发展模式无法实现TN负荷的有效控制,至2030年将增长6.83%;强化农村水废处理和改善土地利用方式对TN负荷有明显的削减效果,且综合型发展方案比单一倾向性措施更具现实意义。     

缺资料流域农业面源污染负荷研究与综合评价

在充分考虑降雨和地形对面源污染物传输影响的条件下,为能有效解决缺资料流域农业面源污染定量化估算和综合评价的问题,以古蔺县境内的古蔺河流域为例,基于改进的输出系数法和源强系数法,将研究区内3类污染源和4种污染物的输出负荷进行定量估算;采用等标污染负荷法对该流域农业面源污染进行综合评价。结果表明:研究区中农业面源污染严重,其中主要污染源为农村居民生活污水和畜禽养殖,占总等标污染负荷的74.19%;主要污染物为TN、TP和NH3-N,占总等标污染负荷的95.83%;对古蔺河污染贡献度较大的乡镇依次为古蔺镇、双沙镇和石宝镇,占总等标污染负荷的23.32%。根据分析结果,古蔺河流域应加强农村居民生活污水、畜禽养殖粪便及废水等有机废物的治理,合理施肥,减少氮磷流失。     

小清河流域非点源污染负荷与降水关系研究

流域非点源污染造成了严重的水环境问题,为准确核算典型流域非点源污染负荷及为流域水环境治理提供支持和依据,以山东省小清河流域为研究区,采用SWAT模型及相关分析方法,研究了流域总氮(TN)、总磷(TP)营养物输出负荷时空变化规律以及营养物输出负荷与降水间的关系。结果表明:SWAT模型对小清河流域非点源污染模拟具有较好的适用性。汛期(7—9月)营养物输出负荷最高,占全年比重的50%以上,而TN是其中主要非点源污染物。TN、TP输出负荷空间分布相似,负荷较高的区域都主要集中在流域南部;该区域TN、TP输出负荷分别在69.72～235.30 kg/hm~2和0.93～4.73 kg/hm~2范围内。不同的土地利用氮输出负荷较高的依次为林地、耕地和草地,磷输出负荷较高的依次为林地、草地和耕地。流域氮输出强度与降水相关性强的区域主要集中在流域中上游,而磷输出强度与降水相关性强的区域则主要集中在流域中游。     

基于GIS的漳河上游城市非点源污染负荷估算

为了解漳河上游水污染成因,2017年对长治市城区典型功能区不同下垫面进行了11场降雨监测,分析了次降雨径流污染物平均浓度(EMC),采用平均浓度模型法估算了2017年漳河上游各城市非点源污染年负荷,并结合ArcGIS技术分析了各市县污染程度。结果表明:2017年,长治市城区降雨径流非点源污染较为严重;各功能区路面径流污染物的EMC值大于屋面,主要污染源为SS、CODCr、TN和重金属Cd;商业区路面SS的EMC值高达666.87 mg/L,工业区屋面Cd的EMC值是44.27μg/L,居民区路面CODCr、TN的EMC值分别为148.69 mg/L、6.273 mg/L。长治市城区非点源TN、TP、SS、CODCr、Cd、Cu、Zn和Pb年负荷入河总量分别为5.301 t/a、0.464 t/a、267.310 t/a、177.890 t/a、0.075 t/a、0.150 t/a、0.384 t/a和0.023 t/a;3种下垫面非点源污染年负荷入河贡献率顺序为屋面、路面、绿地。从空间分布方面来看,长治市城区污染的产出最多,武乡县产出最少。     

南水北调中线水源区氮磷面源污染负荷计算

近几十年来,南水北调中线水源区农业面源污染问题日益凸显。选取丹江口库区代表性监测断面进行水质和富营养化分析,并利用输出系数法计算分析水源区面源污染情况。分析结论为:丹江口库区水质基本良好,但总氮浓度超标,目前富营养化程度不高,尚处于中营养状态;2014年南水北调中线水源区总氮年输出量为13.53万t,总磷年输出量为0.63万t,其中畜禽养殖业对总氮年输出量的贡献率最高,农村生活对总磷年输出量的贡献率最高;按照行政区划分析,总氮年输出量最高的市为十堰市,总磷年输出量最高的市为汉中市;南阳市是水源区单位面积污染负荷强度最高的市;平原丘陵区单位面积面源污染负荷强度最高,面源污染负荷强度随着海拔的上升明显降低。通过计算水源区不同区域面源污染情况,可以摸清中线水源区面源污染总量及分布特征,为水源区的水质保护和管理提供支撑。