分布式非点源有毒污染物模型构建研究

在分布式水文模型ESSI基础上,以日为时间尺度,以DEM栅格单元为基本模拟单元,构建了区域尺度的长时期连续模拟的分布式非点源有毒污染物模型ESSI-2。该模型具有产流、汇流、产沙、汇沙、有毒污染物分解、输移及汇聚等完整的模拟功能。模型中根据降雨特征和下垫面特征之间的动态对比关系动态选取产流方式;同时采用RUSLE模型计算泥沙剥蚀量,并根据产沙量与径流泥沙输移能力的对比计算泥沙输出量。该模型充分描述了农药的降解、吸附、下渗、输移、汇聚等过程,可以对农药的输移过程和时空分布进行模拟分析。最后,以临沂流域为研究区,对模型进行了案例分析。计算结果表明,该模型适用于临沂流域,能够分析其土壤侵蚀及农药输移过程。     

基于物理过程的分布式流域水沙预报模型

将分布式水文模型与土壤侵蚀产沙模型相互嵌套,构建了一个分布式流域水沙预报模型。模型基于DEM,将流域离散为“坡面+ 沟道”系统,采用“+ 1 ”分级方法将沟道组织为河网,实现了流域水沙预报的并行计算。坡面单元划分为植被层、地表层、非饱和带和地下水层,模拟了降雨、截留、蒸散发、入渗、地表径流、壤中流和地下水、各种形式的侵蚀产沙及泥沙输移;沟道进行汇流演算以及泥沙输移。模型在李子溪流域对长系列降雨的模拟结果表明,模型的水文模块模拟精度良好,侵蚀产沙模块模拟效果基本令人满意。     

黄土丘陵沟壑区沟道的水沙运动模拟

黄土高原支离破碎,沟壑纵横,是黄河流域的主要泥沙源区.为模拟与预测全流域的水沙运动过程,需要建立流域水沙运动模拟模型.为使模型的建立符合实际的物理图景,将流域分为坡面与沟道两大系统,在坡面上建立产流与侵蚀产沙模型,在沟道系统内建立水沙运动模型.根据沟道无实测断面资料的实际情况,本文改进了以扩散波方法为基础的水流演进模型,并在此基础上应用不平衡输沙理论计算泥沙输移,提供了黄土丘陵沟壑区沟道系统水沙运动模拟的一种模式.对于沟道水流挟沙力的计算,验证对比了常用于黄河干流的张红武公式和专为泥沙源区建立的费祥俊公式.最后,作为例子给出了方法在小流域中的应用.     

坡面泥沙输移比时空分布式的构建与分析

坡面泥沙输移比分布式的构建是计算坡面输沙分布和吸附态非点源污染负荷分布的基础。在对已构建的坡面泥沙输移比式进行分析研究的基础上,鉴于降雨形成的地表径流是坡面泥沙输移的直接推动力,对现有的"流动连通性"指标进行改进,提出了"径流连通性"指标并以此构建坡面泥沙输移比时空分布式。将泥沙输移比式与修正的通用土壤流失方程结合,形成山地流域输沙模型。以三峡库区大宁河流域为例,通过对输沙量的模拟,对比分析了所构建的坡面泥沙输移比式的合理性。基于径流连通性指标的坡面泥沙输移比时空分布式,考虑了降雨产生的坡面泥沙输移比随时间的变化,更为合理、模拟精度更佳。     

岷江镇江关流域分布式水文及泥沙侵蚀模型研究

基于空间地理信息系统的流域分布式水文泥沙模型为研究流域产流产沙及在河道中的汇流、输移过程提供了,科学有效的手段.针对岷江上游镇江关流域土壤易受降雨侵蚀的问题,采用水沙耦合的流域分布式水文综合模型,对该流域1990年后典型年的径流及泥沙侵蚀输移过程进了数值模拟,并结合镇江关水文站的实测资料对模型进行了验证,计算成果令人满意.分析表明,近年来岷江上游地区的年径流和输沙量均呈现出下降的趋势,且后者下降速率更快,说明泥沙侵蚀输移与径流相比对流域环境变化的反应更为敏感,今后水土保持工作应注重坡面治理.     

泥沙输移比尺度依存及分形特征

泥沙输移比是连接流域地面侵蚀与河道输沙的纽带,是反映流域侵蚀产沙及输移能力的指标,对正确评价水土保持减沙效益与生态建设宏观决策有重要意义。本文基于对国内外泥沙输移比研究的系统梳理,探讨了流域泥沙输移比的尺度依存及分形特征。分析认为：泥沙输移比在其内涵中深刻体现了对尺度的标定;国内外不同区域内流域泥沙输移比具有尺度依存性,并有严格的尺度域;泥沙输移比可以由分形维数来定量描述,即由1km2左右的典型流域单元的泥沙输移比值和流域的分形维数来建立尺度上推或下推的测算模型。本研究结果明确了泥沙输移比研究不能割裂“尺度性”这一学术认知,并为泥沙输移比尺度效应及转换研究提供了新的思路。     

黄土地区一次暴雨产沙数学模型的研究

本文在大量实测资料的基础上，采用成因分析方法建立了黄土地区小流域一次暴雨径流深、产沙量及泥沙输移比公式。为了计算大流域的产沙，将大流域分割成若干注流域，由河道将小流域相联，这样小流域的产沙计算和已有的河道冲淤计算的数学模型相联，从而形成一套较为完整的由降雨预报流域产沙的数学模型，并使模型程序化，通过率定验证取得了较为满意的结果，并在较大流域上进行了计算。     

基于ArcSwat模型的李子溪流域水沙运移模拟

为了模拟李子溪流域水沙运移,掌握流域内土地利用变化和气候变化对流域产流和产沙的影响,基于流域基础数据构建ArcSwat模型,模型结果表明该模型对年径流、年泥沙量、月径流模拟精度较高,而月泥沙量模拟精度较低。通过设置不同情境得到以下结论:土地利用改变对产沙的影响较产流大,在涵养水源和拦截泥沙方面,林地草地耕地,在大于25°的坡耕地上实施还林还草措施拦沙减流的效果更明显;气候变化对产沙的影响比产流大,产流、产沙与降雨呈正相关关系,与温度呈负相关关系,降雨量的变化对产流和产沙的影响比温度大。     

紫色土丘陵区小流域泥沙输移的分形特征及输移比模型

 综合分析了紫色土区小流域泥沙输移的特征。根据研究区库塘淤积资料及单元小流域地面侵蚀模数，计算了不同集雨面积小流域的泥沙输移比。应用分形理论的自相似原理，探讨了泥沙输移比与小流域集雨面积的关系，并得出泥沙输移比（SＤR）的统计模型，可用于估算紫色土丘陵区资料短缺小流域的输移比和产沙量。     

流域产输沙模型中考虑泥沙来源的动态粒径计算方法

为准确反映泥沙粒径分布特征在不同时间尺度上的变化过程,提高流域产输沙模型的模拟精度,以黄河干流玛曲水文站以上区域为研究对象,根据不同季节的泥沙来源不同这一特点,采用坡面、谷沟、河道各来源的泥沙量作为权重,基于WEP-SED分布式流域产输沙模型对流域产输沙过程中的综合泥沙中值粒径进行加权平均计算,并对采用泥沙固定粒径计算方法和不同来源的泥沙动态粒径计算方法的模型模拟的玛曲水文站输沙率进行比较。结果表明：与采用泥沙固定粒径计算方法相比,采用泥沙动态粒径计算方法可有效提高模型模拟精度,其NSE值从0.601提升至0.706;采用泥沙动态粒径计算方法模拟的泥沙中值粒径呈现汛期小、非汛期大的动态变化规律,其年内分布规律与实测资料一致。     

敌百虫农药废水Photo-Fenton处理方法研究

以含敌百虫有机磷农药的溶液为研究对象,采用Photo-Fenton试剂进行氧化降解处理,使其成功转化成为无机磷(PO43-)。实验表明,在pH值=3.0,c(Fe2+)=0.72 mmol/L,c(H2O2)=3 mmol/L的酸性条件下,Photo-Fenton处理方法对敌百虫废水有机磷转化成无机磷的转化率可达70%,这可能是因为Fe3+络合物对光的吸收产生的配合基的作用以及产生羟基自由基(OH.)的速率加快。还对photo-Fenton处理有机磷农药的影响因素进行探讨。     

大同市农村地下水污染现状与治理

农业生产活动过程中化肥、农药、畜禽粪便、农村生活垃圾以及水土流失,严重影响农村饮用水安全,危及人民群众的身体健康.文中通过对农村地下水污染原因的分析,提出通过水土保持、科学合理施用化肥与农药、研发推广高效清洁新能源等治理措施,减轻地下水水质的污染.     

白蚁新药"蚁克星"与"灭蚁灵"在大泉水库的灭杀效果对比试验

应用白蚁新型药物“蚁克星”在大泉水库大坝、蚁源区环境上进行试验，通过和“灭蚁灵”系列药物灭杀效果的对比，“蚁克星”药物具有灭杀黑翅土白蚁（Odontotermes formosanus（Shraki））时间短、成本低、无污染、效果显著等优点。     

监测控制技术在水库堤坝白蚁防治中的应用

监测控制技术是一项防治水库堤坝白蚁的新技术.该技术以白蚁监测-控制装置与生物农药“克蚁星”粉剂为主体,集白蚁预防与灭治于一体,具有操作简便、防治效果好、对水源和环境无污染等优点.对该技术方法、技术特点作了介绍,并以工程实例的灭蚁效果予以佐证。     

有机磷农药污染黄土的强度及微观特性研究

为研究农药污染土的力学特性,开展了有机磷农药(草甘膦、草铵膦)不同含量、压实度、含水率、养护龄期条件下黄土的无侧限抗压强度试验,并对试样进行了微观结构分析。结果表明：污染黄土无侧限抗压强度随农药含量的增加而减小,草甘膦与草铵膦两种农药影响效果相似。污染黄土无侧限抗压强度随压实度和养护龄期的增加而增大,随含水率的增加而减小且逐渐趋于平缓。通过微观结构分析发现,农药侵入土体并未改变土中的矿物成分,而是吸附于土中的黏粒矿物上,与矿物层间离子发生反应,从而降低了层间的支撑作用,使得土体颗粒更为破碎,土中大孔隙增多、颗粒排列更加分散导致了土体强度的降低。     

超声协同Fenton法与类Fenton法预处理莠去津农药废水研究

针对莠去津农药废水有机物浓度高、含盐量高、有机物难降解等问题,提出了辅以超声协同的Fenton和类Fenton技术进行废水的预处理研究。分别研究了中性条件和酸性条件下,超声协同的Fenton以及类Fenton技术对废水有机物的去除率,并对比单独超声、Fenton以及类Fenton技术。结果表明:辅以超声作用后,TOC去除效果优于单独Fenton和类Fenton技术;针对超声Fenton和超声类Fenton协同技术,相比于中性条件下,酸性条件下能得到更高的TOC去除率,并且超声Fenton技术优于超声类Fenton技术,最高TOC去除率达到48.5%。因此,酸性条件下的超声辅助的芬顿法可作为莠去津农药废水的预处理方法。     

Inflow and outflow of agricultural chemicals in Lake Biwa

The annual pesticide inputs and outputs crossing the boundary of Lake Biwa were estimated. The inputs were calculated from continuous observations in four rivers flowing into Akani Bay, and from simultaneous observations in 65 influent rivers. The annual losses of pesticide from the watershed to Lake Biwa were 1.7% for esprocarb, 4.8% for mefenacet, 2.3% for thiobencarb, 3.7% for molinate, 9.4% for simetryn and 13.0% for isoprothiolane. The outputs from the lake were estimated from weekly observations in the Seta River. The loss of pesticides discharged downstream through the Seta River, compared with the amount applied, were estimated to be 0.9% for esprocarb, 3.2% for mefenacet, 0.5% for thiobencarb, 1.3% for molinate, 10.0% for simetryn and 5.7% for isoprothiolane. Pesticide outputs generally decreased to 30–80% of the input amounts, although simetryn was retained in the lake without substantial elimination.     

碱解氧化-厌氧滤池-SBR工艺处理有机磷农药废水

介绍了采用碱解氧化-厌氧滤池-SBR工艺处理三唑磷有机农药废水的设计、调试及运行情况。实践证明利用碱解氧化可降低浓废水中的氨氮、磷化物及盐浓度,对保证后续生物处理系统正常运行有重要作用。该工艺处理有机磷农药废水稳定、处理效果好,经处理后的废水达到《污水综合排放标准》(GB8978-96)二级标准。     

Pesticide-loss Simulation and Health Risk Assessment during the Flood Season in Watershed Systems

Abstract

There have been growing concerns over the negative effects of pesticide usage on human health and environmental sustainability. Pesticide residues, if they enter water bodies, will impair water quality and pose risks to human health. During flood season, floodwater could wash off large amount of pesticide residues to rivers and lakes. A pesticide-loss simulation and health-risk assessment (PSHA) system was developed to predict pesticide losses and evaluate associated health risks during flood season. A case study was conducted in the Auglaize-Blanchard Watershed in Ohio to calibrate and verify the proposed system. The results showed a reasonable prediction accuracy and model performance. The PSHA system was then applied to estimate pesticide losses and assess health risks during May 1997 to April 1998, especially during the flood season from May to August. The results show that water discharge during the flood season contributed 90 percent of the total pesticide losses. The chronic and acute health risks were then quantified and the results showed that the health risks caused by atrazine losses were markedly high during flood season. Therefore, pesticides applied during flood season would cause more serious pollution problems and higher health risks than that in other times. Flood season was shown to be a critical period for not only controlling flooding hazards but also mitigating pesticide pollution.     

丙酮对地下水中极性有机磷农药测定方法有效性的改进

乐果、敌敌畏、甲拌磷、甲基对硫磷等极性有机磷农药与水具有相似极性,而且在地下水中含量相对偏低,采用常规二氯甲烷作萃取溶剂,液-液萃取时提取比较困难,存在检测组分萃取回收率低、方法稳定性差,方法检出限高等问题。通过加入丙酮作为辅助萃取溶剂,显著提高了检测回收率和方法稳定性。该方法以丙酮-二氯甲烷(体积比1∶9)为萃取剂,液-液萃取、气相色谱-火焰光度检测器检测地下水中敌敌畏、甲拌磷、乐果、甲基对硫磷、马拉硫磷、毒死蜱、对硫磷7种极性有机磷农药。优化条件下,水样平均加标回收率为88.1%~109%,相对标准偏差为0.28%~4.27%(n=3),方法检出下限为ρ=1.17~4.22 ng/L(水样1L)。改进后的分析方法显著改善了准确度、精密度等有效性参数,有利于更准确地测定地下水中极性有机磷农药。