基于模糊数学的黄河内蒙古段水环境质量评价

[目的]监测黄河内蒙古段5个监测地点,从上游到下游依次是三盛公、三湖河口、包头镫口、张立文尧、喇嘛湾,共24个监测断面,进而了解黄河内蒙古段水质现状。[方法]选择溶解氧、化学需氧量、氨氮、总磷、总氮5个评价参数,运用模糊数学综合评价方法进行综合评价。[结果]黄河内蒙古段水体中DO基本属于Ⅰ类水,其值在7.2~8.1mg/L之间;COD总体上介于Ⅲ和Ⅳ类水之间,其值在17~33mg/L之间;氨氮总体上接近Ⅲ类水,其值在0.5~1.3mg/L之间;TP总体上介于Ⅱ和Ⅲ类水之间,其值在0.12~0.28mg/L之间;TN基本超过Ⅳ类水,有的甚至超过Ⅴ类水,其值在1.4~2.7mg/L之间;主要污染物为COD和TN。其整体呈现Ⅲ和Ⅳ类水,其评价值在3.3~4.2mg/L之间。[结论]通过评价发现,黄河内蒙古段水质有逐渐恶化的趋势,主要原因是外源污染的汇入。     

台湾农村生活废水之水质特性及其影响研究

本研究之目的乃以桃园灌区农村生活废水为对象,调查其水质特性受季节变化之影响等,并与桃园大圳第二支线上游之灌溉水质进行比较。结果显示,农村生活废水的各项水质浓度与社区户数间并没有一致性存在,而是与社区规划、社区生活形态有关。其中,若因洗车、花园浇灌水等的稀释作用较小时,社区生活废水的化学需氧量约为 159～563mg/L、总氮 15～68mg/L,总磷 0.6～5.7mg/L。在季节变化的影响方面,发现生活废水中的 pH值乃随雨季初期→中期→末期而逐渐降低;电导度、生化需氧量、有机氮、凯氏氮及总氮的平均污染浓度则随雨季初期→中期→末期的顺序而升高;至于化学需氧量、氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮及总磷,是以雨季中期之污染值最高。最后,研究指出,农村生活废水的污染浓度非常高,其中,电导度是桃园大圳第二支线上游灌溉水质的 2.2倍,化学需氧量为 22.5倍,生化需氧量 45.6倍,氨氮 2.2倍,有机氮 122.4倍,凯氏氮 44.0倍,亚硝酸盐氮 2.4倍,总氮 14.3倍及总磷 128.3倍。因此,若不慎将生活废水排入灌溉水道,将严重影响灌溉水的品质。     

6种水生植物及其组合对模拟污水中磷的净化效果

[目的]针对河流湖泊水体污染严重现状,选择6种水生植物进行水质净化试验,为污染水体的水生植物治理提供选择依据。[方法]选择6种具观赏效果的水生植物菖蒲、美人蕉、大薸、凤眼莲、金鱼藻、穗花狐尾藻,采用静态水培的方法,研究6种水生植物及其组合对不同浓度模拟污水中总磷净化效果。[结果]单一水生植物试验中,凤眼莲在高(2 mg/L)、中浓度(0.5 mg/L)磷水体中总磷去除效果最好,去除率分别为95.9%,93.4%。金鱼藻在低浓度磷(0.1 mg/L)水体中总磷去除效果最好,去除率为91.1%。组合水生植物试验中,高浓度磷水体中金鱼藻+菖蒲+凤眼莲的水生植物组合对水体中总磷去除效果最好,去除率为96%。中浓度磷水体中穗花狐尾藻+菖蒲+凤眼莲水生植物组合总磷去除效果最好,去除率为98.8%。低浓度磷水体中穗花狐尾藻+菖蒲+大薸水生植物组合总磷去除效果最好,去除率为94.3%。[结论]选择的6种水生植物对总磷均有一定的去除效果,对水生植物的种植数量、面积、时间以及组合方式进行优化配置,可用于污染水体水质净化。     

盐碱地农田排水对查干湖承泄区的水质影响评价

为了评价盐碱地农田排水对承泄区的水质影响,该文选取吉林省前郭灌区的农田排水和查干湖承泄区为研究对象,通过2009－2010年水稻生长季每月定期的野外取样、实验分析水样的K+、Na+、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-、CO32-、HCO3-、总氮、总磷和化学需氧量,研究了查干湖灌溉灌排系统至承泄区相关排水水质的时空变化,并对查干湖水质进行了评价。结果表明,查干湖承泄区对灌排系统的各水质指标有一定的累积效应。目前查干湖水体pH值平均在7.87;钠吸附比最大值（3.59 (mmolc/L)1/2）出现在5月份泡田洗盐期;总氮含量为1.22 mg/L,低于近12年平均值1.56 mg/L;6月份总磷含量最高,达0.28 mg/L。除化学需氧量超标外,其他水质参数未达到浓度限值,但在丰水期查干湖水体已属IV类水质。该研究可为查干湖承泄区的生态环境预警提供理论基础。     

乌江流域水环境质量评价及污染源解析

为全面了解乌江流域贵州段的水质污染状况,根据2016年乌江流域贵州段丰水期、平水期、枯水期的水质监测数据,采用单因子和综合水质标识指数对其水质状况进行了评价,并用绝对主成分多元线性回归分析(APCS-MLR)量化不同主成分对各污染物的贡献率。结果表明:溶解氧、总磷在丰水期和平水期水质标识指数高于枯水期,高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮在各水期变化并不明显;氨氮、总磷是乌江流域水环境的主要污染因子,其次为化学需氧量、五日生化需氧量和溶解氧。乌江流域内各小流域之间差异显著,清水河流域水质最差,三水期平均样点超标率高达62%,湘江流域有20%样点超标严重,超标样点均劣于V类水,乌江干流中游水质次之,其余流域样点均处于Ⅱ类以上,且无样点超标;总体上乌江流域丰水期水质受农业面源影响略低于平水期和枯水期。根据PCA(主成分分析)和APCS-MLR分析结果,丰水期第一主成分与氨氮呈显著相关,对其贡献率为45.99%,表明丰水期氨氮为主要污染物,平水期第一主成分主要与化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮呈显著相关,对其贡献率分别117.88%,117.39%,118.38%,表明化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮为平水期主要污染物,枯水期第一主成分与化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷相关性较高,对其贡献率分别为6.38%,6.08%,6.21%,6.26%,表明这几个因子是枯水期主要污染物。研究表明,污染物主要来源于流域内沿岸乡镇、村寨、部分市县生活污水、生活垃圾排放以及农业面源和磷化工企业的废水排放,水质最差的清水河流域和湘江流域的J33样点受城市点源污染主导。     

基于主成分分析和模糊数学的黄河小浪底水质监测与评价

[目的] 监测了黄河小浪底水库南山、大横岭、桐树岭3个断面，分析了黄河小浪底水库水质现状及潜在污染来源，以期为其环境改善提供帮助。[方法] 根据3个断面的水质实测数据，采用主成分分析选择主要评价因子，运用模糊评价法对水库水质进行评价。[结果] 通过主成分分析得到6个主要水质因子，分别是溶解氧（DO）、五日生化需氧量（BOD₅）、氨氮（NH₃-N）、总氮（TN）、总磷（TP）、高锰酸盐指数（COD_Mn）。其中DO和BOD₅属于Ⅰ类水，其值分别在3.8~12.8 mg/L和0.9~1.7 mg/L之间；NH₃-N介于Ⅰ类水与Ⅱ类水之间，其值为0.03~0.72 mg/L；TN超过Ⅴ类水，其值在2~4.88 mg/L之间；TP和COD_Mn属于Ⅱ类水，其值分别在0.02~0.05 mg/L和1.8~2.7 mg/L之间。通过模糊综合评判法得到水库主要污染物为TN和TP，水质整体属于Ⅲ类水，达到了水质要求。[结论] 通过主成分分析与模糊综合评价法发现，小浪底水库水质基本满足要求，但存在TN和TP污染风险。     

汉江流域荆门段面源污染负荷时空分布与污染现状评价

[目的]对汉江流域荆门段面源污染负荷时空分布与污染现状进行分析和评价,为汉江水污染的治理提供科学依据。[方法]利用输出系数模型和等标负荷估算法,对汉江流域荆门段的面源污染负荷进行了空间分析和负荷估算,包括总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)和氨氮(NH3-N),得出了汉江流域荆门段面源污染负荷及其空间分布状况。[结果]在所有污染源中,农村生活、畜禽养殖、降雨、土地利用和城镇径流是5个主要的面源污染源;该地区各市县总氮和总磷污染负荷与COD和氨氮污染负荷的输出量的排序均表现为:钟祥市沙洋县东宝区掇刀区;各类污染源总氮贡献率排序为:农村生活农业用地畜禽养殖降雨非农业用地;各类污染物总磷贡献率排序为:畜禽养殖农村生活农业用地非农业用地降雨。[结论]总体来说,河流富营养化主要是由于农村污染物未经处理排放或处理措施不当引起的。     

沙湖的水环境容量和污染物总量控制

[目的]探明宁夏回族自治区沙湖富营养化状态及计算主要污染的水环境容量,为沙湖入湖污染负荷的削减和水环境保护提供一定依据。[方法]于2015—2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)监测了沙湖水体理化指标。采用综合营养状态指数法对其富营养化状态进行了评价,采用沃伦威德(Vollenweider)模型和狄龙(Dillion)模型计算了4种不同水质目标情景下的高锰酸盐指数、总氮和总磷的水环境容量。[结果] 2015—2017年沙湖富营养化状态总体上为春、冬季轻度富营养化,夏、秋季中度富营养化;情景二和三水质目标下沙湖2015—2017年高锰酸盐指数,总氮和总磷水环境容量剩余量均为0;情景四水质目标下沙湖2015—2017年总磷的水环境容量剩余量均为0,高锰酸盐指数的水环境容量有剩余量,总氮的水环境容量2015年有剩余量,2016—2017年剩余量为0。在2017年水质现状的基础上,达到Ⅲ类水质要求高锰酸盐指数、总氮和总磷分别消减655.97 t,39.27 t和1.41 t,消减率分别为112.89%,45.58%和37.60%;达到Ⅳ类水质要求高锰酸盐指数、总氮和总磷分别消减0,15.83 t和0.94 t,消减率分别为0,18.37%和25.07%。[结论]沙湖水体呈现一定程度的污染,已达到富营养化状态,高锰酸盐指数、总氮和总磷的水环境容量大于目标要求的水环境容量,应该及时进行治理和保护。     

内蒙古自治区呼伦湖水质变化特征及其影响因素

[目的]对内蒙古呼伦湖水质变化特征及其影响因素进行分析,为呼伦湖富营养化机理研究提供理论基础。[方法]采用2012—2014年的水质监测数据,对水体中TN,TP和叶绿素a(Chla)浓度的时空分布进行分析,采用综合营养状态指数法对水质进行富营养化评价,并对影响水质变化的因素进行探讨。[结果]在时间上,Chla,TN,TP浓度均表现为:7,8月9月1月;在空间上,TN的浓度的范围为1.70~2.31mg/L,均值为1.94mg/L。TP的浓度的范围为0.15~0.25mg/L,均值为0.19mg/L。呼伦湖水质已经达到地表水环境质量Ⅳ,Ⅴ类水体标准,是磷限制性湖泊。叶绿素a与总氮表现为:西南、东北两端中部,总磷浓度除一个水质观测点较高外,其他各观测点变化不大。呼伦湖水体夏季已经呈现中度富营养化水平,而冬季和秋季呈轻度富营养化水平。[结论]呼伦湖已经处于富营养化状态,丰富的外源输入为非冰封期呼伦湖发生富营养化提供了一定的物质基础。     

都市农业村域地下水非点源氮污染及其风险评估

以上海市南汇区新场镇果园村为研究区域,连续监测了该村域地下水中的总氮和"三氮"含量变化。结果表明:该村域地下水中的"三氮"主要以NO3--N形态存在,平均浓度范围为1.43～13.71 mg/L;地下水氮污染与土地利用类型有关,居民区地下水中NH4+-N污染最为严重,平均浓度范围为0.074～0.457 mg/L;河道旁地下水中NH4+-N污染较轻;果园旁和河道旁地下水总氮污染程度相当,平均浓度范围分别为33.67～62.57 mg/L,33.05～65.04 mg/L。均比居民区地下水污染严重。同时研究发现,该村域地下水中的总氮和"三氮"含量也受降雨强度和降雨时间的影响。同时,采用模糊综合评价法评价了该区域地下水氮污染的环境风险。     

保水剂构件的保水保肥效果研究

[目的]针对水土流失造成的肥料养分流失及部分地区干旱缺水的问题,进行节水保肥的系列研究,阐明保水构件的保水保肥效果及其应用前景。[方法]利用保水剂加工成各种形状的保水构件,并使其获得的保水保肥效果优于把保水剂和土混匀的常规方法。[结果]在同等淋水量的情况下使用保水构件可减少65%的水分流失,N,P,K养分流失可减少89%以上;盆栽试验中,在干旱胁迫情况下,保水构件可使玉米增产155%;大田试验显示,自然降雨条件下,保水构件可使玉米增产26%,甘蔗增产10.5%且糖度增加。同时N,P,K养分下渗流失减少而对养分的吸收增加。[结论]系列试验说明保水构件可提高作物产量、质量和对养分的吸收。     

水土保持与绿水资源保护

绿水概念是由瑞典斯德哥尔摩国际水资源研究所水文学家Falkenmark于1995年首次提出的,它拓宽了传统水资源的范畴,更新了水资源的思维,引起科学界对水资源概念和水文功能的重新思考。在水资源越来越匮乏的严峻情况下,从绿水概念出发,可以看出"水土保持"概念的全面性,也更加明确了保水的思路和方法,为全面做好水土资源保护提供了理论基础。水土保持中"保水"的对象就是绿水,水土保持工程措施可以增加绿水比例,林草措施可以储蓄绿水,耕作措施可以提高绿水利用效率。应完善保水评价体系,加强绿水资源管理,发展保水技术,完整地宣传水土保持概念,树立完整的水土保持意识。     

论水土、水土生态与水土生态保持

在论述水土在陆地生态系统中的地位和作用的基础上,提出了水土生态的概念,认为植被与水土不可分割的整体观念是水土生态的重要特征。同时,对水土生态保持的含义作了新的定义,并将水土生态保持划分为四大类型,即生态型、自然型、生产型、建设型。从水土生态的高度,从源头上、要素的联系中去认识和防治水土流失,是一种主动的、有机的、整体的水土保持观念,是水土保持认识观的深化和发展,将使水土生态保持事业进入一个崭新的时代。     

关于水权及水权交易的若干法理思考

水资源是人类生存之本,有效的水权理论以及水权交易体制是保障水资源高效利用的重要条件。目前,我国法律对水权概念界定模糊,水权交易体制存在较大弊病,因此,有必要明确水权的内涵及其法律特征,对现行水权交易体制进行改革。     

华北平原水氮优化条件下不同种植制度的水分效应研究

以华北平原冬小麦夏玉米一年两熟制、冬小麦夏玉米春玉米两年三熟制和春玉米一年一熟制轮作体系为对象,研究了不同种植制度下作物的产量、根层土壤水分动态变化和水分利用效率。结果表明,不同种植制度对产量、耗水和水分利用方面影响显著。一年两熟制下作物的产量、耗水量和水分利用效率均显著高于两年三熟制和一年两熟制,但是降雨量仅能满足总耗水量的72.9%,仍需较多地下水补充灌溉。两年三熟制降雨量能够满足作物耗水量80.4%,产量、耗水量和水分利用效率较一年两熟制分别减少23.1%,12.0%和15.8%。一年一熟制降雨量能够满足作物耗水量的89.2%,产量、耗水量和水分利用效率较一年两熟制分别减少45.2%,27.3%和30.7%。一年两熟制和两年三熟制的各层土壤水分在两年内呈现波浪型变化趋势,一年一熟制各层变化趋势较为平缓。两年三熟制和一年两熟制有利于提高土壤蓄水量,减少灌溉量,进而减少对地下水资源的抽取。两年三熟制降雨量能够较好地满足作物耗水量,产量和水分利用效率介于其它两种种植制度之间,与其它两种种植制度相比;能够兼顾水资源的可持续利用和粮食安全。春玉米高产的适宜栽培措施有待于进一步研究。     

水土保持与水资源可持续开发利用的探讨

水循环是自然界水体的自然规律,也是水资源可持续开发利用的基础,任何破坏水循环机理的因素都将阻碍水资源可持续开发利用;相反,有利于水循环机理的因素都将促进水资源可持续开发利用。这里从水循环机理分析水资源可持续开发利用与水土保持的内在联系,分析水土流失和植被破坏对水资源开发利用的影响,探讨水资源可持续开发利用与水土保持的辩证关系,进一步阐述水土保持在水资源可持续开发利用工作中的重要作用。     

水源涵养林林木耗水称重法试验研究

 为在水源涵养林林木培育中选择耗水量较低的树种,在北京密云水库水源涵养林集水区,采用小型蒸渗系统测定仪和TDR等仪器,用称重法研究了6个野外水源涵养林树种的耗水特性,对6个树种的日平均耗水进行了比较,对不同天气情况下各树种的耗水特性进行了比较。在正常水分条件下,各树种的日耗水量,从小到大依次为荆条(Vitexnegundovar.heterophylla)、油松(Pinustabulaeformis)、臭椿(Ailanthusaltissima)、侧柏(Platycladusorientalis)、杨树(Populussp)、刺槐(Robiniapseudoacacia);6年生荆条在7—9月份平均日耗水量为0.28kg,7年生油松在7—9月份平均日耗水量为0.57kg,3年生臭椿在7—9月份平均日耗水量为0.55kg,7年生侧柏在7—9月份平均日耗水量为0.7kg,3年生杨树在7—9月份平均日耗水量为0.77kg,5年生刺槐在7—9月份平均日耗水量为0.78kg。结果表明,荆条、臭椿和油松是耗水较少树种,适合在水源涵养林中应用。     

东新村农业水资源的开发与节水灌溉现状调查

通过对东新村的水量平衡分析表明:该村农业水资源供需矛盾日趋尖锐,在当前生产水平下,年缺水约50万m³,必须大力推广节水灌溉技术,维持地下水采补平衡,以维持该村农业的持续稳定发展.     

纳米碳混合层对土壤水分入渗特性及水分分布影响

通过室内一维垂直土柱试验,利用TDR和张力计分别研究土壤中纳米碳混合层对土壤水分入渗特性、土壤水分分布以及纳米碳混合层对土壤水分特征曲线的影响。结果表明:(1)随着入渗时间的增加,含有纳米碳的土壤在相同入渗时间内累积入渗量减少,湿润锋推进距离明显减小,施加纳米碳具有明显的减渗作用。利用Philip入渗模型拟合入渗数据,吸渗率S随着纳米碳含量的增加而减小,随着纳米碳含量的增加,水分入渗初期的累积入渗量逐渐减小。对湿润锋分层进行线性拟合,在湿润锋进入第2层土壤时,入渗速率有了显著的降低,纳米碳混合层有着明显的阻水效果。(2)随着纳米碳的加入,纳米碳混合层的含水量明显提高,纳米碳混合层下层的土壤含水量相对于空白对照组土壤含水量更低;当纳米碳含量为0.5%时,纳米碳混合层的土壤含水量达到最大值。(3)随着纳米碳的施入,在土壤脱湿状态下,能显著提高土壤的持水能力,运用van Genuchten模型对水分特征曲线进行拟合,公式中的土壤的滞留含水率、饱和含水率及与进气值相关系数较不加纳米碳的土壤明显增加,形状系数n则小于不加纳米碳的土壤。     

论水土保持在解决中国水问题中的战略地位

洪涝灾害、淡水资源短缺和水污染问题是中国水问题中的三大主要问题,已引起社会各界的高度重视。影响中国三大水问题的因素甚多,但水土保持是解决水问题之根本性、战略性措施。