基于模糊综合优化模型的水质评价与重金属污染健康风险分析——以贵州省铜仁市碧江区饮用水源地为例

[目的]明确富矿岩溶区饮用水源地水质情况和重金属元素健康危害程度,完善水源地环境管控措施,为当地饮用水健康风险管理提供理论依据,为水体重金属防治提供参考.[方法]以贵州省铜仁市碧江区饮用水源地为例,监测了 2018年1月至2020年6月的水质常规指标和重金属Fe,Mn,Cu,Zn,As,Pb的含量,结合单一熵权法和聚类...     

基于组合赋权贝叶斯模型的平寨水库水质评价

[目的]对黔中水利枢纽的一期工程的核心水源工程——平寨水库的水环境质量进行评价,为该水库水环境质量评价及科学管理提供科学参考。[方法]于2018年1,5,8月选取了平寨水库7个断面进行水样采集,选择溶解氧(DO),化学需氧量(COD),总氮(TN),氨氮(NH_3-N)这4个因子作为水质评价指标。在层次分析法和熵权法组合确定各评价指标权重的基础上,结合贝叶斯模型对平寨水库进行水质评价。[结果]①从组合权重来看,TN和COD对平寨水库水质影响较大,DO和NH_3-N影响较小。②平寨水库丰水期水质最好,其次为枯水期,最次为平水期;各断面中库区中心1(KQ1)、库区中心2(KQ2)以及纳雍河断面(NY)水质最差。③TN和COD是平寨水库的主要污染因子。[结论]基于组合赋权贝叶斯模型的水质评价方法不仅区分了各评价因子对水质贡献的差异性,同时对水质进行了较为精确的评价。整体而言,平寨水库水质状况达到了贵州省水功能区划的相应要求。     

赋石水库饮用水源地水土流失治理实践

赋石水库是浙江省安吉县的主要饮用水源地,受自然灾害和人为活动的影响,水源地周边生态环境恶化,特别是林地水土流失造成农业面源污染,导致水库水质日益恶化。经过多年研究和实践,形成了科研支撑、政策扶持、点面结合、综合治理的模式,取得了一定效果,保障了饮用水源地水质安全。     

饮用水源地产水量时空变化及其影响因子——以云龙水库为例

[目的] 探究昆明市饮用水源地之一的云龙水库流域2001—2020年产水量时空格局变化及其影响因子,为水源地产水量服务功能的可持续发展、生态补偿机制和生态保护政策的制定提供科学依据。[方法] 基于InVEST模型与ArcGIS空间地理分析工具分析产水量时空变化,采用多情景分析与差值比较法对影响因子进行比较分析。[结果] ①云龙水库流域产水量呈现季节性分布特点,多集中于夏季,2001—2020年产水量整体呈先下降后上升趋势,3期单位面积产水量均值分别为495,278,364 mm。②在空间格局分布上,产水量由西南向东北逐步增加,高值区位于东北部,低值区位于中部。③2001—2020年土地利用变化、降水量、潜在蒸散量对云龙水库流域产水量变化的贡献度依次为1.93%,85.66%,12.41%。[结论] 气候因子是影响云龙水库流域产水量变化的主导因子,土地利用类型变化最小,在土地利用类型中林地年产水量最高。未来在云龙水库流域应减少人类生产生活中向大气释放的废热,加强水源涵养林的建设与保护,降低人类活动改变下垫面性质对气候产生的消极影响。     

基于改进综合水质指数法的水库水质特征分析

[目的]对引黄水库水质状况进行分析,提供一种合理有效且有利于比较并适于在水库水质评价中推广的方法。[方法]以山东省滨州市滨城区东海和西海水库为研究对象,以水污染指数(WPI值)为分项指数,以超标倍数法、主成分法和层次分析法进行组合赋权,建立了引入水质标识指数法的改进型综合水质指数(WPSPNQI)评价方法,并对2011年4月至2014年4月时段内两座水库进、出口4个监测断面水质数据进行计算,分析水库水质的总体污染状况及时空变化特征。[结果](1)滨城区水库水质多为Ⅰ类或Ⅱ类水体,总体水质状况较好;(2)在研究期限内,Ⅰ类水体的比例有所增加,但部分污染因子没有得到相应改善;(3)从空间分布特征来看,两座水库的水质差距较小,其出口水质明显优于进口,水库具有一定的自净能力。[结论]经与其他水库水质评价方法对比,改进型综合水质指数(WPSPNQI)评价方法在数据处理、权重赋值等方面都较为优越,评价结果可靠。     

北江干流及主要支流水质及其时空变化特征

[目的]分析2020年北江干流及主要支流监测断面的水质情况,为北江水环境监控及保护提供参考依据。[方法]采用单因子评价法和主成分分析法,研究北江水质时空变化趋势及驱动因素。[结果] 2020年北江监测断面整体水质良好,仅水车头、漫水河河口、黄浪水桥、龙归断面水质为Ⅲ—Ⅳ类,其他断面均为Ⅱ类。北江水温和溶解氧受季节影响较大,水体全年基本保持弱碱性,下游营养盐和有机物污染程度高于上、中游。[结论]由空间分析结果可知,下游水质劣于上、中游,其主要的影响因素是营养盐和溶解氧,pH值单独作用不会对水质产生明显影响。季节污染程度排序为：夏季>秋季>春季>冬季,其中全河段的水质主导因素为溶解氧,而下游河段的主导因素为营养盐和有机物。     

太湖上游大溪水库流域营养盐输移时空特征分析

大溪水库位于太湖上游地区,是溧阳市的重要饮用水源地之一,近年来流域内湖（库）体水质有下降趋势。基于2008—2009年对入湖主要支流水质营养盐浓度监测数据,实地考察流域内的主要污染源以及耕作制度等因素,并以2009年航空遥感影像解译获得的土地利用数据为基础,结合季节气候变化以及农业活动等环境影响因子,分析流域内营养盐时空分异特征及原因,为改善和治理饮用水源地水质工作提供科学依据和保障。结果表明,大溪水库流域不同支流水质营养盐浓度空间差异显著,表现为临湖东岸的氮磷营养盐浓度普遍高于西岸及上游的洙漕河流域,是大溪水库流域氮磷营养盐主要的源;各流域的TN、DTN、NO3--N浓度逐月变化趋势基本一致,TP、DTP季节间浓度变化趋势不明显。进入大溪水库流域的氮素主要以可溶性氮素为主,TN平均浓度为1.82mg·L^-1;磷素主要以非溶解态磷素的形式输移,TP平均浓度为0.116mg·L^-1;总体水质属于Ⅳ水质。营养盐输移时空差异的原因与各小流域土地利用状况、农业活动及降雨季节变化关系密切。     

黄前水库水质监测及变化规律研究

本研究以泰安市地面饮用水源地——黄前水库为对象,通过对库区水质27项指标的连续监测,分析评价了水库水质时空变异规律,揭示了水库主要污染物及其产生原因,并提出了相应的解决措施,为有针对性地保护饮用水源,进一步改善水质,优化水源管理提供了科学依据。     

2016—2021年黄土高原马莲河干流水质时空变化特征及其成因

[目的] 分析黄土高原马莲河干流水质时空变化特征,揭示水质污染状况及成因,为该流域内生态文明建设和水环境治理提供科学依据。[方法] 基于黄土高原马莲河干流2016—2021年甘肃省庆阳市境内5个断面水质逐月监测数据,结合单因子污染指数法、综合污染指数法对水质进行评价,利用线性趋势法对水质演变趋势进行分析。[结果] ①2016—2021年庆阳市境内马莲河水质整体较差,属于Ⅴ类水范畴,综合污染指数较高,主要污染因子为高锰酸盐指数、化学需氧量(COD)、5日生化需氧量(BOD₅)、氨氮(NH₃-N)、总磷、氟化物及六价铬,下游水质优于上游。②庆阳市境内马莲河干流水质季节变化特征显著,综合表现为夏、秋季优于春、冬季。具体表现为秋季最优,冬季最差。[结论] 2016年以来,庆阳市境内马莲河水质趋势稳定向好,尤其是2017年以后,向好趋势表现明显;受入境水质及流域地质条件影响,马莲河水污染治理任务依然任重而道远。     

毕节喀斯特山区饮用水源地水环境污染分析及保护

在对毕节地区倒天河水库等13个饮用水源地水质进行评价的基础上,选择生活污水排放量等9个水环境因素作为分析变量,通过采用主成分分析,把水源地水环境影响因素概括为流域人口数量、流域农业土地利用强度、流域农业化学污染、流域自然条件4个主因素,其方差累积贡献率达86.093%。根据各主因素影响水体污染的强度差异和水体污染现状,将饮用水源地水环境划分为生活废水污染、水土流失污染和农药化肥污染3种类型,提出了相应的水环境保护措施。     

关键控制因子识别法筛查引黄济青干渠水质安全风险

[目的]了解引黄济青干渠水质安全风险,为干渠安全管理提供依据,保障青岛居民饮水安全。[方法]基于干渠沿线监测数据,识别出决定黄济青干渠水质的关键控制因子,并通过进一步的分析筛查风险因子,确定水质安全风险清单。[结果]干渠水质先好转后恶化,营养物质是影响干渠水质的主要指标,但南水北调水明显缓解了干渠的富营养化。宋庄分水闸至棘洪滩水库进水处之间的供水干渠存在较大的铁和磷污染源。[结论]关键控制因子识别法应用于长距离调水工程是可行的;干渠现有安全风险包括黄河水中氮磷营养物质及南水北调水中有机物和硫酸盐,以及干渠后半段铁、磷和有机物污染;潜在安全风险为南水北调水汇入量的变化或湿地系统失效可能造成富营养化和金属离子释出。     

成都平原典型样区浅层地下水水质调查与污染评价

[目的]开展成都平原区浅层地下水水质调查与污染评价,为该区域开展土壤和地下水资源保护、合理开发利用地下水资源提供理论依据。[方法]在成都平原典型样区采集了60个浅层地下水样,分析水样的pH值、溶解性总固体、总硬度、氯化物、氨氮、氟化物、硝酸盐、亚硝酸盐、硫酸盐、铁、锰等11项指标。利用层级阶梯评价法和主成分分析法对研究区浅层地下水水质进行评价,并用MapGIS绘制了水质综合评价图。[结果]研究区浅层地下水部分指标超标,尤其是硝酸盐污染较严重,其次是总硬度、铁和锰。[结论]研究区地下水质量总体较好,局部地区有一定程度污染。     

丹江口水库水环境变化特点及其改善对策

[目的]探讨南水北调中线工程运行后丹江口库区水环境变化影响因素及其防控对策,为削弱库区污染负荷,确保库区水质安全提供参考。[方法]以丹江口水库周围及上游流域为研究区域,采用前后对比分析法,分析水环境变化特征及其主要影响因素,从而提出保护改善水环境的对策。[结果]水库大坝蓄水后丹江库区水质总体良好但空间差异显著,部分入库支流和库湾局部污染较为严重,氮、磷和重金属元素含量较高。[结论]丹江口库周局部地区水土流失、农村点源污染、农业面源污染及人类活动是影响库区水质的主要原因。针对库区存在的生态环境问题,提出了继续稳定实施退耕还林/还草政策,优化农村产业结构,加强工矿企业排污监管,优化监控站点并加强居民环保意识的保护对策和建议。     

南方山丘区水源地土地利用结构对河库水质的影响——以珊溪水库流域为例

[目的]探明珊溪水库流域土地利用结构与河库水质的相关性,为南方山丘区土地开发利用和水源地保护提供依据。[方法]在库区以及河流入库点设置23个监测断面,于2017年7月及2018年1月进行实地取样监测,利用2016年TM影像数据对研究区用地类型进行划分,并通过ArcGIS水文、空间分析功能将整个流域分为8个子流域,分析每个子流域土地利用结构。选取高锰酸盐指数(COD_(Mn))、总氮(TN)、总磷(TP)、溶解氧(DO)4个水质指标分析其时空变化特征,探讨子流域不同坡度下土地利用结构对河库水质的影响。[结果]珊溪水库流域土地以林草地、耕地为主,两者面积比例总和达到80%以上。枯水期河库水质整体优于丰水期。各水质指标与林草地比例呈现负相关,而与耕地、建设用地呈正相关,丰水期土地利用结构与水质相关性相比枯水期更为明显。河库水质与不同坡度土地利用类型的相关性有差异,低坡度带(15°)COD_(Mn)与耕地比例呈显著正相关;中坡度带(15°～25°)TN,TP与林草地比例呈显著负相关,TN与耕地比例呈显著正相关。[结论]库区水体质量良好。在流域尺度上林草地和耕地是影响水体污染物浓度的主要土地利用类型。丰水期耕地是氮磷元素的主要输出源,林草地在一定程度上削减了氮磷元素的入河量,具有一定的正效应。     

汉江上游流域生态系统水源供给服务变化

[目的]研究汉江上游流域2000—2010年生态系统水源供给服务的时空变化及其影响因素,为区域水资源的科学管理与政策制定提供科学依据。[方法]基于InVEST模型的产水模块分析汉江上游流域生态系统的水源供给服务。[结果]10a间研究区林地、湿地和人工表面面积有所增加,耕地面积有所减少,草地面积基本稳定。年平均植被覆盖度总体呈上升趋势,变化率为0.005 1/a。2000,2005,2010年,汉江上游流域平均水源供给量分别为4.67×1010,5.22×1010,4.73×1010 m3。[结论]研究区水源供给量的时空变化是气候变化和土地利用共同作用的结果;降水增加对水源供给量增加起到一定的积极作用,土地利用变化导致的下垫面改变及生态系统好转可能是水源供给量下降的主要驱动力。     

基于DPSIR模型的甘肃省2000-2018年水安全评价

[目的] 对甘肃省水安全状况进行评价,为该区相关部门制定相应的区域水安全措施提供科学依据。[方法] 通过构建DPSIR评价指标体系,运用熵值法和单指标量化—多指标综合—多准则综合的方法对甘肃省2000,2005,2010,2015和2018年水安全进行评价。[结果] 甘肃省水安全健康指标由2000年的不安全上升至2018年的较不安全,总体呈上升趋势,但幅度较小,处于基本安全线以下。对于准则层而言,驱动力上升缓慢,压力依然较大,而响应水平有限,是甘肃省水安全健康指标向更好状态发展的主要限制因素。该省水安全状态和影响虽处于较不安全状态,但逐年稳步上升,是推动甘肃省水安全健康指标向更高水平发展的重要动力。[结论] 甘肃省水安全现状不容乐观,处于不安全状态。需要从水资源、生态环境和社会经济3方面入手改变水安全现状。     

水土流失对农村人畜饮用水水质影响的调查研究

在云南省水土流失对农村人畜饮用水水质有多种影响,如果不及时处理,人畜直接饮用将成不良后果。以云南省大冲箐水库为例,分析了因水土 失致使土中大量的有害物质及细菌随径流流入水库中,造成水质恶化的原因。     

基于三峡库区库水位和降雨统计分析的八字门滑坡稳定性评价

[目的]分析三峡库区水位及降雨对八字门滑坡的影响,为八字门滑坡的稳定性作出评价。[方法]利用滑坡的监测资料对八字门滑坡的变形进行定性分析,然后在对库区水位及降雨定量分析的基础上确定20种工况,利用Geo-Studio计算八字门滑坡的稳定性。[结果]八字门滑坡10个GPS监测点累积位移监测曲线均为阶梯形状并随着时间呈增长趋势,形态变化具有同步性。20种工况下八字门滑坡稳定系数大于1,当库水工况不变降雨工况变化时,最小稳定系数变化较小。当降雨工况不变库水工况变化时,最小稳定系数变化较大。最小稳定系数在库水位稳定在175水位、库水位稳定在145水位、2014年库水位波动、平均库水位、2013年库水位波动5种工况下依次减小。[结论]八字门滑坡整体处于稳定状态。降雨和库区水位对八字门滑坡稳定性存在影响,库区水位对八字门滑坡稳定性的影响较大,库区水位变化幅度越大,八字门滑坡稳定性就越差。     

森林蓄水量价格倒算法公式推演与实证研究

[目的]对森林蓄水量价格倒算法公式进行推演与实证研究,以提升森林涵养水源价值核算的准确性和合理性。[方法]研究采用价格倒算法推演森林蓄水量价格公式。以马克思经济学的基本原理:劳动价值论和生产价格理论为基础,效仿市场活立木林价倒算法的理论和方法,推演得到森林蓄水量的价格基本公式。并以吉林省森林蓄水量价格为例,验证此推演公式的正确性、可行性和合理性。[结果]2008年和2013年吉林省森林蓄水量的价格分别为1.00和1.28元/m3。[结论]本研究较以往研究结果更加贴合实际,也使森林涵养水源价值量的评价方法更加科学化。     

2004-2011年滹沱河忻州段水质变化及影响因素

[目的]研究2004—2011年滹沱河流域忻州段地表水水质的变化,并对影响水质变化的自然社会经济因素进行探讨。[方法]利用2004—2011年的水质监测数据和有关的自然社会经济统计数据,采用有机污染综合指数方法。[结果](1)滹沱河忻州段近8a的地表水水质变化可分为持续恶化和快速改善两个阶段,2007年是水质变化趋势的转折点,两个阶段有机污染综合指数(T值)分别为5.51和2.85。(2)自然因素方面,河道水量、降水量与水质均呈负相关,相关系数分别为0.675,0.532(p0.01)。河道水量、降水量对各河段水质改善作用有限。社会因素方面,水质恶化主要与工业废水排放量、施用化肥量、生活污水排放量、污水处理能力有关,相关系数分别为0.689(p0.01),0.633(p0.01),0.465(p0.05)和0.905(p0.01)。[结论]2009年后虽然生活污水超过了工业废水排放,但污水处理厂的达标运行使河段水质进一步改善,污水处率是今后该地区水质持续改善的前提保障。经济发展与城镇化并未给水质带来压力,而且经济发展已成为改善水质的积极动力。