阿什河流域非点源氮污染的δ15N源解析研究

农业活动往往沿着河流而发展,其产生的氮污染极大地影响了流域水质量。选择以种植业为主的阿什河作为典型流域,利用水质、土壤监测技术和¹⁵N稳定同位素示踪技术,对流域水体氮污染、种植业土壤氮特征以及氮污染来源进行解析。结果表明阿什河水质总氮浓度较高,氮污染较严重;位于上游的采样点水质较好,中游开始到下游水质逐渐恶化。种植业对于流域水体氮污染的影响根据水期以及种植周期的不同而有着不同的影响方式:平水期以种植业非点源氮污染为主要污染源的区域主要分布在中下游处,其δ¹⁵N值为0.46%～0.77%,表现为人工合成化肥和农田退水造成的土壤有机氮污染;丰水期以种植业非点源氮污染为主要污染源的区域较多,其δ¹⁵N值集中在0.19%～0.40%;上游地区以人工合成化肥为主要污染源,中下游以雨水及灌溉冲刷种植区土壤而形成的土壤有机氮来源为主。枯水期也有部分地区受到以人工合成化肥为主要污染源的氮污染,其δ¹⁵N值为0.11%～0.38%,主要是由于雨季人工合成化肥中的硝态氮下渗到土壤下层,当枯水期时地下径流补给河流,其中滞留的硝态氮对河水造成污染。     

武夷山国家级重点风景名胜区流域地表水质时空变化

通过对2008~2009年武夷山国家风景名胜区流域8个监测点不同水期水质污染物指标的跟踪监测分析,研究流域地表水质的时空变化特征。结果表明,在空间上,流域干流自上游至下游污染物含量总体上表现为:上游下游中游的趋势;在季节上,枯水期NH3-N、TP、NO-3-N浓度大于丰、平水期,主要与水量大小有关;TN、CODMn浓度表现为丰水期高于枯、平水期,与丰水季节降雨形成的非点源污染有关。该流域内水文特征环境因素、人类、农业活动及流域空间分布是造成溪流水质污染物特征的重要原因。     

基于输出系数模型的呼兰河流域非点源污染输出风险分析

非点源污染控制是实现流域水质改善的重要途径,通过风险评估识别重点污染区域并进行分区管理是流域非点源污染治理的最有效手段。以呼兰河流域为研究对象,收集国内外文献输出系数,利用随机模拟的方法,结合GIS技术估算了流域非点源污染输出风险。结果表明,呼兰河流域非点源污染发生率较高,氮平均输出风险达到40.48%,磷平均输出风险达到17.11%,氮为流域内主要非点源污染物质。流域的非点源污染呈现支流重于干流的现状。结合县级行政区划对估算结果进行分析发现,望奎县污染最为严重,绥化市和海伦市次之,庆安县与绥棱县相对风险较小。根据输出风险估算结果,对呼兰河流域进行管理分区,解析得到30.27%的区域属于高风险区,7.27%的区域属于极高风险区,非点源污染对流域的潜在威胁较大,有必要对高风险区域进行优先控制,并对不同等级的风险区制定相应管理措施,为流域非点源控制以及水质改善提供理论支持。     

广东淡水河下游流域水质时空变化特征

【目的】以广东重点整治河流淡水河下游流域为研究对象,探究其主要支流污染物的时空动态变化特征。【方法】通过遥感影像判读结合实地调研的方法,针对广东淡水河下游各支流流域不同土地利用功能区域河段布置监测点,开展断面水质逐月实地监测,利用单因子评价法、综合污染指数法和距平系数法等对其水质时空变化特征进行评价分析。【结果】淡水河下游主要支流中,除麻溪水外,其他支流汇水断面各监测指标均明显高于源头水质,总氮是主要污染因子;研究期间区域水体的氨氮达标率从 69.70% 提升至 79.17%,化学需氧量的达标率从 68.94% 提升至 70.08%。在年内变化上,麻溪水综合污染指数波动较小,大沥水波动较为剧烈,在 1 月、4 月、11 月和 12 月时明显高于其他月份,氨氮贡献占比达到 15%~37%,与总氮同为大沥水流域的重要水污染物;而各支流枯水期总氮污染指数均明显高于丰水期,但总磷污染指数则略低于丰水期,总体上各支流枯水期的综合污染指数高于丰水期;在空间上,淡水河西岸支流水质优于东岸,工业区、城镇生活区和农村居民区分别对流经河段的总氮、氨氮和总磷产生较大影响。【结论】淡水河下游西岸麻溪水水质整体较优,东岸大坑水、沙田水和大沥水水质相对较差,各支流综合污染指数年内变化无明显规律,工业、城镇及农村居民点附近河段污染指数高于其他河段。     

图们江中、下游流域水环境现状分析与评价

图们江中、下游流域城市集中,人口聚集,对整个图们江流域水环境影响较大,该研究调查了图们江中、下游水体中8项水质指标,并利用内梅罗污染指数法与对数型幂函数普适指数法评价了水体污染程度和富营养化程度。结果表明:在该流域有机污染与营养盐类污染相伴发生,且有机污染主要以可生化降解污染为主;2015—2017年,该流域水质整体处于清洁和较清洁水平,水质状况良好,8项分析指标中COD是该流域最大污染因子;该流域富营养化程度相对较高,均为富营养化及中营养化状态,丰水期高于枯水期,磷是该流域富营养化控制的关键;该流域各支流中布尔哈通河的水质污染程度及富营养化程度均最高。     

普者黑流域土地利用及“源-汇”景观的氮磷输出响应研究

以滇东南典型岩溶流域普者黑为研究对象,在将流域划分为26个子流域的基础上,以2018年3个水期各子流域的水质数据为依据,结合子流域内土地利用结构和景观格局特征,采用相关性分析、冗余分析和回归分析,探讨流域氮、磷输出与景观特征指数的定量关系。结果表明:丰水期氮、磷输出要高于枯水期和平水期,全流域从外围到中部呈"汇"景观逐渐减小,"源"景观逐渐增大趋势,耕地是流域氮、磷输出的主要"源"景观,水域具有改善水质的"汇"景观功能;耕地、水域面积比例和斑块密度、香农多样性指数与水质之间相互关系显著,说明农业活动是影响普者黑流域氮、磷输出的主要原因,景观的破碎化促使了这一生态过程的发展;3个水期景观空间负荷对比指数(LWLI)与TP、PO_4~(3-)-P和NH_4~+-N均呈正相关,枯水期和丰水期时LWLI与所有水质指标均集中于同一象限,LWLI与丰水期TP的回归系数最大,R~2为0.856,表明LWLI对水质指标的解释能力远大于传统景观指数,对水质评价及预测有重要意义。     

沮漳河流域水质的时空变化与评价

[目的]科学研究与评价沮漳河流域污染物排放与水质的时空变化规律。[方法]沿沮漳河流向选取6个断面,于2015—2016年分别进行取样与样品分析,并分别采用单因子污染指数法和综合污染指数法对水质进行分析与评价。[结果]沮漳河流域主要污染物排放在时间分布上没有显著差异,但在空间分布上呈显著差异,其中下游的TN和COD_(Cr)显著高于中上游。单因子污染指数评价表明,沮漳河主要污染物为TN,其次是TP。综合污染指数评价结果表明,沮漳河宜昌河段水质整体较好,但荆州河口断面水质污染严重,水质评价结果达到Ⅳ类,其他断面水质则符合Ⅲ类。[结论]沮漳河流域的水质呈现枯水期劣于丰水期和平水期、下游地区劣于上游地区的特征。     

新安江流域（黄山段）氮磷污染特征的研究

[目的]研究新安江流域黄山段氮、磷污染特征,为新安江流域生态补偿机制提供一定的参考。[方法]沿新安江流域黄山段布设了15个采样点,分别于丰水期、平水期、枯水期进行样品采集,并用分光光度法测定了样品中氮、磷等污染物的含量,分析新安江流域黄山段氮、磷污染特征。[结果]2013年新安江流域黄山段水质良好,氮、磷污染程度较低,总体能达到地表水Ⅲ类水质标准,但存在季节性差异和地域性差异。[结论]水质下降主要是由农业面源污染造成的,可以从农业管理方面加强治理。     

基于SWAT模型的流域非点源污染模拟——以密云水库北部流域为例

本文利用SWAT(Soil and Water Assessment Tools)模型,在GIS技术和流域数字高程模型的支持下,对北京密云水库北部区域进行了流域非点源污染模拟研究,建立了一套适用于SWAT模型的研究区非点源污染基础信息库;根据2000-2002年的气象、水文、水质等监测数据,对研究区非点源污染负荷的时空变化进行模拟.结果表明,在空间尺度上,白河流域产流(占总流域的47.75%)、产沙(占总流域的53.65%)最大,但潮河水系含沙量(占总流域的62.55%)最大;单位面积氮磷流失量最高区域在潮河水系的东部丘陵区安达木河控制流域,其次为西部山地区的白河水系控制流域, 流失量最低的区域出现在潮河水系中部冲积扇区主河道控制流域.在时间尺度上,8月份流量最大,占雨季总流量的51.48%;而硝态氮和矿物质磷在9月份输出最大, 分别占雨季总输出83.64%和50.55%.不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同,不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同,耕地负荷贡献最大,其次是农村居民点,林地的污染负荷贡献最小.     

滦河流域承德市非点源污染遥感模型评估分析

本研究采用遥感分布式非点源污染评估模型（DPeRS）,对滦河流域承德市非点源污染负荷的空间分布特征和污染来源进行遥感像元尺度评估分析,进一步识别非点源污染优控单元,并探讨分析了非点源污染贡献率及影响因子。结果表明:污染量上,2019年滦河流域承德市总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH₄⁺-N）和化学需氧量（COD_Cr）非点源污染排放负荷分别为0.12、0.014、0.06 t·km^-2和0.05 t·km^-2,入河量分别为119.6、7.8、70.3 t和49.8 t;污染类型上,滦河流域承德市氮型（TN和NH₄⁺-N）非点源污染的主要来源是农田径流,TP主要是来自农田径流和水土流失,COD_Cr主要污染来源是畜禽养殖;空间分布上,滦河流域承德市非点源污染高负荷区主要分布在流域的中部和南部地区,TN和NH₄⁺-N的非点源污染优控单元面积占比均达到65%以上,而TP为整个区域需防控的非点源污染指标。降水量与氮磷非点源污染入河负荷相关性较好,丰水期TN和TP非点源污染对河流中氮磷污染的贡献率分别为33%和50%;控制单元内耕地和林地面积占比与水土流失型氮磷非点源污染排放负荷的决定系数均超过0.5。因此,重点应从源头上防范丰水期非点源污染排放,建议进一步加强水土保持工作,以减少林草天然源水土流失引发的非点源污染排放,同时也应加强农田养分管理以减少养分流失。     

柴河流域典型区域大气降尘量年内变化特征研究

[目的]研究柴河流域大气降尘总量和可燃物总量随时间的年内变化规律。[方法]以滇池南部柴河小流域为研究区域,选择该流域居民点、化工区、砂石生产区、水源地4种典型区域测定大气降尘量和降尘可燃物量,探讨该流域大气降尘污染状况及其年内变化规律。[结果]居民点、化工区、砂石生产区及水源地4个区域中,砂石生产区降尘量(降尘可燃物量)最高,水源地最低,而化工区和居民点降尘量低于砂石生产区,高于水源地;在所选取的4个区域中,一年降尘量(降尘可燃物量)最高值出现在旱季,最低值出现在雨季,其他月份降尘量(降尘可燃物量)也有变化,但变化幅度不大,说明气象条件对降尘含量影响较大;相关性分析表明,砂石生产区降尘量与降尘可燃物量呈极显著相关,水源地降尘量与降尘可燃物量呈显著相关,居民点和化工区降尘量与降尘可燃物量均呈正相关。[结论]该研究为柴河流域大气污染状况提供科学依据     

陕西渭河流域水沙动态变化对环境的响应

根据1954～1996年的降水、径流和泥沙等方面资料,对陕西省渭河流域的水沙动态变化进行统计分析,并对水沙变化的主要原因进行探讨,进而揭示水沙变化对环境因素的响应关系。结果表明,渭河流域水沙输送主要集中于降水量较大的汛期,年内分布相对集中;年际变化较大,从20世纪50年代到90年代总体均呈下降趋势;流域径流量、输沙量与环境要素之间存在密切的响应关系。     

密云水库上游流域氮流失规律研究

以1212.69km^2的密云水库上游流域为研究对象，研究了氮素在大尺度范围内的流失规律。结果表明，雨季中、雨季后氮的流失量明显高于雨季前，分别为雨季前的2.9倍、2.36倍;位于下游的监测点氮的浓度偏高;随着雨季的到来旅游景点、果园径流中氮的浓度会明显增加;各项污染物的季节变异系数较大的点，位于农业活动比较剧烈和径流季节变异较大的区域，而在水库或塘坝污染物的季节变异较小。不同水文期，河流水体中氮素的主要形态不同，各监测点雨季前、雨季后以溶解态氮为主，雨季中溶解态氮所占比例有所下降，在部分河道以颗粒态为主。雨季前径流中氮的流失以NO3^--N为主，约占总氮的65%，随着雨季的来临所占比例有所下降。     

祁连山林草复合流域土壤水分状况研究

对祁连山排露沟林草复合流域土壤水分状况进行了系统研究．结果表明；流域内土壤水分状况随土壤结构、土壤层次、空间分布、季节动态等因子发生规律性变化；土壤水分状况影响径流形成．研究结论对评价土壤水分的径流作用及水文过程研究具有重要参考价值．     

定西市安家沟小流域生态经济系统健康定量评价

从资源环境支持、经济支撑和社会人文影响三个方面选取19个因素作为参评因子,建立评价指标体系,对定西市安家沟小流域生态经济系统的健康状况进行了定量评价.结果表明:定西市安家沟小流域的生态经济系统的健康指数随时间均呈上升趋势,到2005年为止,资源环境的健康指数达到了0.599,已经进入了健康的良好阶段;社会人文的健康指数为0.545,也即将进入健康的良好阶段;只有经济支撑的健康指数为0.462,仍滞迟于健康的相对稳定阶段.该小流域从20世纪50年代治理以来,流域健康指数呈逐年上升趋势,由60年代的0.151增大到2005年的0.507,正向健康的良好阶段发展.     

晋西黄土区降雨过程对小流域产流的影响

目的探究降雨过程（雨型）对小流域产流过程的影响,为小流域尺度上产汇流分析提供依据。方法以山西吉县森林生态系统国家野外科学观测研究站的蔡家川小流域为研究对象,利用蔡家川小流域2007—2017年场降雨径流数据,根据雨量在降雨过程中集中的位置进行雨型划分,并采用LSD多重比较法分析不同雨型的特征,在不同土地利用类型的小流域尺度上探究雨型特征与产流的响应关系。结果（1）蔡家川流域的降雨可划分为前期型降雨（I型）、中期型降雨（Ⅱ型）、后期型降雨（Ⅲ型）和均匀型降雨（Ⅳ型）。Ⅰ型降雨为短历时强降雨,是主要降雨雨型,占总降雨频次的44.6%,平均雨量为24.6 mm,降雨侵蚀力最强,集中分布在6—8月;Ⅳ型降雨为长历时小雨强降雨,平均历时716 min,平均雨量为17.84 mm,降雨侵蚀力最弱,多出现在雨季的前期（5月份）和后期（9月份）;Ⅱ型和Ⅲ型降雨的特征介于Ⅰ型和Ⅳ型降雨之间,多发生在6—8月,降雨量和频次相对均衡。（2）不同雨型条件下小流域的径流深、洪峰流量排序为:Ⅰ型降雨 > Ⅲ型降雨 > Ⅱ型降雨 > Ⅳ型降雨,洪峰滞后时间排序为:Ⅳ型降雨 > Ⅱ型降雨 > Ⅲ型降雨 > Ⅰ型降雨。（3）Ⅰ型、Ⅲ型降雨条件下农地小流域的径流深和洪峰流量高于封禁小流域,Ⅱ型和Ⅳ型降雨条件下封禁小流域的径流深和洪峰流量略高于农地小流域,封禁小流域的洪峰出现时间均滞后于农地小流域。（4）降雨量和历时对农地小流域产流的影响更大,雨强分布对封禁小流域产流的影响更大。结论不同雨型的降雨特征差异性显著,Ⅰ型降雨是引起小流域产流的主要雨型,大雨量强降雨更易造成流域的水土流失;封禁小流域削减径流、延长洪峰出现时间的作用显著,尤其对大雨量强降雨的调节作用更明显;在晋西黄土区降雨量、降雨历时和降雨过程中的雨强分布是影响小流域产流过程的重要因素。      

基于模糊数学法对赋石水库流域河流水质的分析

[目的]为了了解安吉县赋石水库流域内河流水质状况。[方法]2010年7月对该流域河流中15个点进行监测取样,采用室内测试分析和模糊数学综合分析法,分析了各测点DO、CODMn、NH4+-N、TN和TP 5项指标。[结果]构建了评价因素和评价等级的论域,计算了各监测点评价因子的关系矩阵,确定了监测因子的权重,并采用模糊数学综合评价法对各监测点的水质进行了评价。评价结果表明该流域河流水质为V类水,主要污染物为CODMn和TN。[结论]2010年7月以后该流域水质出现恶化,主要污染因子为CODMn和TN,需要加强对面源污染的管控。     

基于多元统计分析方法的西苕溪流域水质时空变化研究

基于太湖上游西苕溪流域38个采样点2009年6月至2010年7月完整周年的水质监测数据,综合运用聚类分析、单因素方差分析、因子分析及多维尺度分析等多元统计分析方法,对西苕溪流域水质时间与空间变化进行了分析。根据聚类分析将整个流域河段在空间上分为四个部分,即上游林区的河段、紧邻城镇的下游河段、下游平原区的干流河段和分散于农业灌溉区的河段;利用因子分析的旋转因子载荷矩阵从时间维度研究不同水质参数的季节敏感性,氮素在整个研究时间段与旋转因子的相关系数都大于0.900,表现出整个研究时间段内的敏感性;利用单因素方差分析和多维尺度分析实现时空的统一分析,相同时间不同河段间差异性显著且都与其地理位置特点相吻合,所有河段在时间维度上均显现出丰水期的水质与另两个水期差异显著的特点,紧邻城镇的下游河段水质是整个流域中不同水期间差异性最小的,凸显了人为干扰的持续性。研究结果表明,运用多元统计方法对西苕溪流域水质的时空变化特点进行分析,可以为流域水质监测与污染防控提供有益参考。     

降雨径流对江淮丘陵区农业流域磷素输出影响研究

选择位于安徽省滁州市城西水库上游的花山流域作为代表性流域,研究江淮丘陵区降雨径流对流域磷素输出的影响。2013—2015三个水文年高频次水量水质同步观测结果表明,流域出口断面径流总磷浓度和输出负荷与降雨、径流变化基本同步。研究期间49%和24%的水样总磷浓度超过地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅲ和Ⅴ类标准,水样超标主要发生在汛期雨洪过程。花山流域单位面积年总磷输出负荷分别为0.72、0.91 kg·hm~(-2)·a~(-1)和3.86 kg·hm~(-2)·a~(-1)。汛期和夏季总磷输出负荷占全年的比例分别为94%和80%。梅雨期间或台风雨期间单日磷素输出负荷最大值可达全年负荷的12%～18%。2013年和2015年梅雨时期总磷输出负荷占全年输出负荷约60%;2014年梅雨期总磷负荷输出比例仅占全年负荷的11%,受台风"麦德姆"影响,一次台风雨过程磷素输出负荷占全年负荷的22%。花山流域全年10%的时间内发生的5～10次雨洪过程中,约30%的直接径流输出的总磷负荷约占全年总负荷的50%。流域出口断面TP输出负荷主要受流量影响,建立了基于日平均流量的TP输出负荷预测模型。梅雨和台风雨形成的暴雨径流是江淮丘陵区花山流域磷素负荷输出的主要驱动因子。     

岷江上游典型流域植被水文效应模拟

该文通过研究现有土地覆盖下水文分布的空间格局,及不同植被类型集水区内降雨与径流间的关系,来揭示森林生态系统与水文动态之间相互作用的机制,从而为岷江上游的生态环境评价和区域生态环境保护及恢复提供理论依据和科学指导.在前人研究的基础上,结合先进的地理信息系统和遥感技术,构建岷江流域植被水文模型.模型以水文子模块TOPMODEL为中心,由山地小气候模型MTCLIM和林冠截留模型为其提供水文学参数,研究中水文循环过程涉及植被截留、(实际)蒸散发、降雨入渗和土壤水分动态等.最后将模型应用于岷江上游典型支流——杂古脑流域,对其1995年7—9月的径流特征进行了模拟分析.结果显示,7—9月日径流量总体趋势表现为逐渐降低,径流量对降水响应敏感,基本反映了杂古脑流域雨季的径流变化特征.