黄河宁夏段氨氮、总磷及化学需氧量环境背景值研究

了解黄河干流宁夏段氨氮、总磷以及化学需氧量(COD)的环境背景值,可为评价其水质提供科学依据。基于2013年宁夏环境监测站统计的水质监测资料,运用正态分布法、相对累积频率法和迭代标准差法对黄河宁夏段的环境背景值进行了研究。结果表明,(1)人类活动对黄河水质有一定的影响,特别是氨氮、总磷及化学需氧量质量浓度变化特征显著,即黄河环境背景值的时间差异性;(2)氨氮、总磷及化学需氧量年内整体呈下降趋势,水质污染较轻;(3)水质的污染来源主要为工业排污、农业灌溉退水及生活污水,其中氨氮、总磷和化学需氧量的污染源分别有3个、3个和4个;(4)利用迭代标准差法对正态分布法和相对累积频率法得到的结果进行检验,其结果通过置信度为95%的Lilliefors检验,即利用迭代标准差法估算不受明显污染水体的环境背景值是有效的。综合3种方法的计算结果及《地表水环境质量标准》,得出黄河宁夏段氨氮、总磷和化学需氧量的环境背景值范围分别为0.11~0.31、0.03~0.10、7.00~10.10 mg/L。     

基于HSPF模型的东江流域氮磷污染研究

东江流域是广东、香港的水资源供应地,确定其氮、磷等污染物的确切来源以及其时空分布特征,是有效地达成东江流域污染控制目标和保持水质的关键所在。开发了一个基于HSPF的分布式模型来研究东江流域点源及非点源氮、磷污染。HSPF模型在12个水文站上的校准达到了良好标准。校准后的模型用来分析了东江水量和水质在时间和空间上的变化。分析结果表明东江干流上游龙川站氨氮浓度最低,河源站最高,但总氮浓度上下游变化不大;总磷浓度和氨氮呈现相似的趋势,从河源到岭下再到博罗浓度递次降低。增江河、公庄河、新丰江水库和西枝江四条支流对东江的负荷总贡献为71.9%的氨氮,61.6%的总氮和73.8%的总磷。因此东江负荷控制的重点应该放在这几条支流。     

深圳市福田河水污染治理效果研究

以2004-2014年福田河水质和水生态监测资料为基础,选取溶解氧(DO)、化学需氧量(CODCr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮、总磷、浮游植物、浮游动物和底栖动物等生化指标,探索福田河水污染的特点和治理效果。结果表明,福田河治理后水质明显好转,但是氨氮和总磷均超过地表水Ⅴ类标准限值,补水水质较差、河口水闸导致水力停留时间较长及感潮河段水动力不足是造成水环境难以彻底改善的主要原因;福田河有机污染综合指数呈现下降趋势,2005年河流为严重污染,2014年中游为中等污染,下游仍为严重污染;福田河水生生物耐污种减小、清洁种并未明显增加,生态系统恢复较为缓慢,但已经有正向演替的趋势。     

黄河干流及主要支流水质时空差异性及其变化特征研究

【目的】了解黄河流域水环境状况可为黄河流域生态保护和高质量发展提供依据。【方法】选取黄河干流及主要支流湟水、渭河和汾河12个水质监测断面和4项水质指标pH值、溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和氨氮(NH_3-N),并利用多元统计方法分析了水质时空差异性及其变化特征,同时引入水污染指数法(WPI)对整体的水环境状况进行评估分析。【结果】黄河干流水质状况最好,湟水和渭河水质状况次之,汾河水质状况最差,且水质指标在空间和时间上均呈显著的差异性;监测断面海东民和桥、渭南潼关吊桥和运城河津大桥的WPI值达到IV类及以上水质标准的频率较高,分别为66.30%、98.91%和78.26%;各监测断面在春季和冬季的水质状况较差,而夏季和秋季水质状况相对较好。各监测断面的WPI值均呈下降趋势,其中海东民和桥、中卫新墩和天水牛背等3个监测断面的下降趋势比较显著;基于WPI指数的时空聚类分析结果与水体污染物浓度的时空分布情况具有一致性,空间上海东民和桥、渭南潼关吊桥和运城河津大桥WPI值的波动性相对较大,时间上1—3月的WPI值波动性相对较大。【结论】黄河干流及主要支流水质状况具有明显的时空差异性,但整体上水环境条件正在逐渐改善。     

鹊山水库水质因子权重分析

以鹊山水库为研究对象,分析鹊山水库水体中主要水质因子.参照国家地表水环境质量标准,最终确定鹊山水库预警采用9个水质指标,应用层次分析法和Matlab软件对水质因子指标权重进行分析计算.分析结果表明因子权重排序为:化学需氧量＞高锰酸钾指数＞石油类＞总氮=溶氧＞氨氮＞浑浊度＞色度＞pH值.     

基于水质标识指数法的秦皇岛市河流水质评价

本文以秦皇岛境内八条河流为主要研究对象,对河流20个断面的监测数据年平均值(2010-2015年)进行分析,运用在单因子水质标识指数的基础上建立综合水质标识指数对河流不同地段进行污染风险评估。评估结果显示,秦皇岛市境内河流首要污染因子为化学需氧量。从时空变化来看,近年来秦皇岛市水质整体呈现逐渐改善的趋势,部分河流断面显著改善,主要污染物浓度大幅度下降,但同时也存在超标河流,主要为饮马河以及人造河。该研究可为秦皇岛地区入海污染物总量控制、海岸带环境治理以及水资源管理提供决策依据。     

农业面源污染指标与地表水质量的相关性研究

【目的】揭示我国农业面源污染物排放对地表水质量的影响,为改善地表水质量提供理论依据。【方法】总结了1999—2018年我国主要面源污染指标排放量变化趋势,并采用水质指数(WQI)量化分析了同期地表水质量,最后对农业主要面源污染指标排放量及其未利用量与地表水WQI之间做了相关分析。【结果】4种主要农业面源污染指标——化肥施用量和畜禽养殖业产生的化学需氧量(COD)、总磷(TP)和铵态氮(NH_4~+-N)在1999—2018年均呈先上升后趋于平稳或有下降的趋势。与1999年相比,2018年时4种主要污染物依次增长37.1%、21.1%、28.4%和15.6%。河流水质在1999—2006年呈下降趋势,之后明显改善,2018年WQI较1999年增加了13.8%。湖泊和水库的水质年际波动较大,2018年WQI较1999年分别增加6.5%和2.4%。畜禽养殖业产生的COD、TP和NH_4~+-N未利用量与河流WQI呈显著的负相关关系,TP对河流WQI的影响最大,其次是NH_4~+-N,COD影响最小。【结论】近年来我国河流水质有所改善,但水库和湖泊水质仍不容乐观,降低化肥施用量以及畜禽养殖业污染物未利用量是改善地表水质量的关键途径。     

西江流域干支流水沙时空分布变化分析

采用南宁、贵港、大湟江口、梧州和高要站近60年的实测径流量和输沙量系列,从沿程变化、年际变化和年内变化三个方面分析了西江流域干支流水沙时空分布变化。结果表明:西江流域水沙主要来源于西江干流,各站年径流量、年输沙量基本随里程增加而增大;年径流量、年输沙量整体呈下降趋势,且干流浔江、西江河段下降趋势程度大于支流郁江河段,各站年径流量年代间基本呈“枯-丰-枯-丰-枯”变化,大湟江口、梧州和高要站年输沙量年代间呈“低-高-低-高-低”变化;西江流域干支流径流、输沙年内分配十分不均,大型水库建设均降低了径流、泥沙年内分配的不均匀性,使得汛期径流、泥沙占比均减低。     

卫河水系新乡段历年不同水期水质变化分析

【目的】了解卫河水系新乡段历年不同水期和不同河段的水质变化情况。【方法】采用综合污染指数法对卫河水系1963—2018年的水质指标数据进行了计算,分析河流水质的时空变化特征。【结果】卫河干流8个水质站和共产主义渠干流3个水质站不同水期的综合污染指数不同。总体上,干流1980年以前综合污染指数较低,1990—2009年综合污染指数变高,2010年后综合污染指数降低,但仍高于1980年以前。支流7个断面的综合污染指数不同,并随年代变化而变化。水系中水库的综合污染指数最低。西孟姜女河和东孟姜女河主要受点源排污影响,综合污染指数最高。【结论】干流1990—2009年污染变严重,2010年后污染减轻。干流水质污染程度受不同水期的影响。水系中,水库的水质最好,西孟姜女河和东孟姜女河水质污染最严重。     

里下河腹部典型区水质时空变化特征及其原因分析

江苏里下河地区河网密布、水体流动性差,水生态环境问题突出,水质时空特征分析可为水资源管理与水生态环境改善提供科学依据。基于2017年里下河泰州地区39个断面的全指标水质监测数据,综合运用单因子水质标识指数法、综合水质标识指数法和GIS空间分析方法,分析里下河腹部典型区水质时空变化特征及其原因。里下河腹部泰州地区水质呈现显著的年内变化,水质年内变化主要受丰水期降雨和逐月外引水源水量影响。1-5月,降水量少,外引水量增加,水质好转;6-9月,引水量下降,降水量上升,水质恶化;10月降水量和引水量都较少,水质为年内最差;10-12月,降水量少,引水量增加,水质好转。水质最差的7-10月主要污染因子为溶解氧、高锰酸盐指数、总磷;水质较差的1-2月主要污染因子为五日生化需氧量、高锰酸盐指数、总磷、化学需氧量;水质较好的3-6月主要污染因子为五日生化需氧量和总磷。里下河腹部泰州地区水质亦有显著的空间差异,外引水源水量大的月份,水质由西南部向东北部和东南部逐渐变差,水质空间变化与引水路线有较强的相关性;外引水源水量小的月份,水质总体上呈现南优北劣的特征,主要受到降水、地形和当地污染物积累的影响。     

基于多元统计分析的尼洋河水质评价

为研究尼洋河流域水体污染特征,基于2018年汛期(7-9月)和枯水期(1-3月)水体的监测数据,采用主成分分析和相关性分析法对尼洋河汛期与枯水期水体指标污染特征进行了综合评价。结果表明,2018年尼洋河水体主要以有机污染为主,同时存在水体富营养化污染的风险。总体上,研究区汛期水体水质优于枯水期,汛期和枯水期提取的主成分及各监测断面的综合得分排序存在差异,说明汛期降雨及支流对尼洋河干流水质产生一定的影响,且水体指标浓度值在空间上的分布与流域内农业面源污染源的分布有着密切的关系。尼洋河水体质量在时空分布上总体呈现为下游水体水质最优,中游水体污染严重,上游水体水质优于中游劣于下游。     

潮白河密云水库流域水质分析及环境影响因素研究

本文选取北京市密云水库及其上下游潮白河流域为研究区,基于不同河段、不同批次水样品的分析测定和生态环境调查,对主要水质指标进行对比分析.研究结果表明,密云水库上游及库区水质符合Ⅰ类、Ⅱ类地表水水质标准,满足饮用水源地要求,但个别观测点水质指标受环境影响存在较大差异.在密云水库下游,水质基本处于Ⅲ~Ⅴ类,水质指标更多受河道环境治理因素的影响.密云水库下游地区一些点位的指标,如溶解氧、氨氮和总磷较好,可见经过处理的中水作为景观用水用于改善生态环境具有现实意义.基于此,从污染治理、环境监管措施等方面为密云水库水源地保护提出建设性意见,提高水质,遏制生态环境恶化.     

综合分析评价淮河水质污染状况

根据环保部淮河流域2004--2010年近7年的11个主要观测站4项主要水质指标的检测数据,对淮河水质污染状况进行了动态加权函数和Borda函数的分析,建立了水质污染的综合评价模型,并在此基础上对动态加权后的数据进行了对比评价。研究表明,淮河总体水质状况不容乐观,多年来河流水质并未好转甚至逐步恶化,其中河南周口沈丘闸等河段污染严重。     

江苏省淮河流域水资源规划模型的研究

江苏省淮河流域处于整个淮河流域的下游 ,该地区水系复杂 ,水资源分布不均。根据该地区的系统特点 ,在充分利用和优化配置水资源的目标下 ,建立了江苏省淮河流域水资源规划模型 ,并用聚合 -分解 -协调的优化技术 ,模拟分析了江苏省淮河流域基准年及 2 0 0 0年、2 0 1 0年等不同水平年的水资源规划     

淮河流域干旱的时空分布特征

淮河流域是我国农作物主要种植区,为了深入认识淮河流域干旱现状及其特征、探究干旱发生规律,减少干旱对农作物造成的不利影响。以淮河流域为研究区域,选取土壤相对湿度作为干旱评价指标,以2010-2019年MODIS数据为数据源,计算出表观热惯量指数(ATI)和植被供水指数(VSWI),根据地表植被覆盖度的不同,筛选出合适的ATI和VSWI指数,然后分别与实测土壤相对湿度数据分别进行回归建模,得到拟合方程,最后,通过反演得到的土壤相对湿度数据来阐述淮河流域干旱的时空分布特征。结果表明:①干旱一年四季都会发生,干旱笼罩面积大小关系为:冬季>秋季>春季>夏季;②淮河流域冬小麦生长季较夏玉米生长季发生干旱的范围广;③从空间上来看,淮河流域东部、东北部、西南部的干旱范围较广,干旱的覆盖范围大小具体有:西南部和东北部>西北部和东南部,东北部>东南部,西南部>西北部。     

赣江中下游浮游藻类群落结构与水质评价

对赣江中下游10个监测断面的水质情况及浮游藻类群落结构特征进行了调查分析。结果表明,化学需氧量(COD)、总氮(TN)的水平较高,常规污染指标呈现两端大、中间小的特点,污染最重的在赣州;重金属从上游往下游逐渐减小。赣江中下游浮游藻类共计38属102种,种类最多的为绿藻门、蓝藻门和硅藻门,分别鉴定出43种、18种和29种。优势种主要有团藻、栅藻、针杆藻、舟形藻、颤藻、螺旋藻等,均为α-中污和β-中污指示种。Margalef多样性指数与Shannon-Weaver生物多样性指标计算结果表明赣江中下游水质总体处于轻度污染至较严重污染状态,污染最重的是赣州,最轻是的新干。     

北运河流域地表水化学特征变化分析

在1980—2009年北运河水质监测资料的基础上,综合运用数学统计、三角组分图、Gibbs图等方法,分析研究了北运河流域长达30年时间内地表水化学特征变化趋势。结果表明,HCO3-和Ca2＋在河水中质量浓度相对稳定,绝对值较大,分别是决定河水水化学特征的最主要阴、阳离子。1991年与2006年河流中水化学离子相关性差异...     

湟水流域绿水管理模拟与水-沙-质协同调控效果评价

在黄河流域生态保护和高质量发展战略背景下,流域上游实施绿水管理对于涵养水源、保护脆弱生态,以及缓解流域缺水形势具有重要意义。选取黄河流域上游的湟水流域构建SWAT水文模型,模拟等高耕作、残茬覆盖、石线、梯田和15°以上坡地退耕还林等5种绿水管理措施,分析水量、水沙和水质的变化;结合水-沙-质管理协同水平,探究不同措施的效果与适用性。结果表明,15°以上坡地退耕还林在增加产水量和地下水补给方面效果最优,分别为1.77×10⁷ m³和1.72×10⁷ m³;等高耕作和石线能有效调节年内径流分配、削减汛期径流量。5种措施均能削减产沙负荷,其中梯田和石线的效果较显著,削减率分别为13.5%和13.0%。5种措施均能减少总氮(TN)和总磷(TP)负荷量,且干旱年削减率高于湿润年;梯田和等高耕作削减效果较好,削减率分别为24.6%、14.7%(TN)和45.3%、21.9%(TP)。通过水-沙-质管理协同分析,除残茬覆盖为高等耦合外,其他4种情景下均能达到优等耦合;耦合协调度由大到小依次为梯田、15°以上坡地退...     

柳园口灌区作物ET_0变化及节水灌溉模式研究

为了研究黄河下游灌区作物需水量变化规律,以柳园口灌区为例,采用国际上通用的Penman公式,分析研究主要参考作物的需水量变化情况,并结合引黄河水流量与含沙量的变化特点,探讨了灌区节水灌溉模式。研究表明:柳园口灌区ET_0呈近年来处于稳定态势,整体略有下降,主要农作物受生长季节和生育周期的限制,棉花生育期需水量大于小麦,小麦的需水量大于玉米。结合黄河来水来沙分布情况,引导灌区适时使用引黄灌溉和井灌的灌溉模式,充分发挥有限水资源的最大效益。     

基于随机配置网络的海水养殖氨氮浓度软测量模型

氨氮浓度是水产养殖过程的重要监控指标,水中氨氮浓度过高,会产生较强的神经毒素,导致水生物大面积死亡,因此,需实时准确监测水产养殖过程中水的氨氮浓度。然而,由于影响海水水质因素较多,各因素之间关系复杂、相互影响,目前未能实现海水氨氮浓度的实时监测。通过分析海水养殖水体中氨氮的生成和硝化过程,选取水体中与氨氮浓度相关且易测的水质参数(温度、电导率、p H值、溶解氧质量浓度)为辅助变量,采用收敛速度快且泛化能力较强的随机配置网络建立了氨氮浓度软测量模型。为验证方法的有效性,设计了实验室海水养殖循环水系统,通过试验系统的实测数据,将该方法与其他几种神经网络建模方法进行了比较。结果表明,氨氮浓度随机配置网络模型具有更高的精度和更快的运行速度。基于模型设计了水产养殖水质监控系统,并将此方法嵌入上位机Win CC软件,实现了氨氮浓度的在线监测。