天津于桥水库流域河流表层沉积物中碳· 氮· 磷分布及污染评价

对流域内33个河流表层沉积物样点的总有机碳(TOC)、总氮(TN)和磷形态含量进行了测定,分析了沉积物中碳、氮、磷含量的分布特征及三者之间的相关性,并对于桥水库流域河流表层沉积物进行污染现状评价。结果表明:于桥水库流域河流表层沉积物TOC平均含量为0.99%,TN平均含量为0.15%,TP平均含量为1 904.93 mg/kg。相关性分析表明,沉积物TOC与TN呈极显著正相关(R2=0.794),TOC与草地面积比例呈极显著正相关,R2为0.685;TN和草地面积比例呈显著正相关(R2=0.392);TP与各种土地利用类型的相关性均不明显,但OP和Fe/Al-P与城镇居民用地面积比例呈极显著正相关,R2分别为0.664和0.698,与林地面积比例呈显著负相关,R2分别为-0.472和-0.403。有机指数和有机氮评价结果显示,有48.5%的采样点有机指数处于Ⅰ类水平,有39.4%和48.5%样点有机氮处于Ⅲ和Ⅳ类污染水平,表明于桥水库流域河流表层沉积物有机指数整体处于尚清洁及以上水平,受到有机污染程度较小,而流域内的有机氮污染相对较为严重。     

复杂流域氮磷污染物输出特征及模拟——以南京市云台山河流域为例

为定量分析复杂流域下垫面氮磷面源污染对流域水环境的影响,研究以南京市云台山河流域为研究对象,结合原位观测,并构建降雨-径流水文模型以及面源污染负荷模型,对云台山河总氮(TN)、总磷(TP)浓度的时空变化特征以及流域不同下垫面TN面源污染产生及入河特征进行分析。水质监测结果表明:云台山河TN平均浓度为5.1 mg·L^-1,各河段TN均超Ⅳ类水质标准。TP平均浓度为0.14 mg·L^-1,仅阳山河支流超Ⅳ类水质标准。TN浓度整体表现为下游高于上游,旱季高于雨季。TP浓度空间变化不明显,年内变化缓慢,表现为逐渐下降的趋势。水文模型及面源污染负荷模型对TN的模拟效果较好,模拟结果表明云台山河流域TN年产生量为581.1 t,主要来自农田径流与农村生活源,胜利河片区和主干流片区是TN污染物的主要来源区域。流域TN年入河量为187.8 t,占面源产生量的32%。受土地利用方式及城镇化程度影响,不同片区TN面源污染入河量呈现明显的空间差异性。为达到目标水质,流域TN需削减量为137.3 t·a^-1,其中农田径流与农村生活污染需削减量分别为55.5 t·a^-1和39.7 t·a^-1。研究表明在流域水文资料较缺乏的情况下,结合原位观测与模型构建,可实现流域面源污染物负荷的定量估算。     

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。     

洋河水库流域非点源污染迁移特性及流域数学模型的构建

【目的】分析河北秦皇岛市洋河水库流域N、P等主要污染元素的迁移特性,为洋河水库流域非点源污染入库前的治理提供参考。【方法】采用SWAT(soil and water assessment tool)模型,对秦皇岛市洋河水库流域内2008－2014年的径流及污染物迁移情况进行模拟,同时借助SWAT中的部分模块功能,应用Fortran语言建立流域污染物迁移扩散数学模型,模拟计算2015年流域污染状况并验证模型精确度。【结果】在2008－2014年,洋河水库流域年均非点源污染流失总量中,TN负荷总量为845.96 t,流失率为10.6%,其中有机氮负荷总量占91%;TP负荷总量为240.56 t,流失率为6.4%,其中有机磷负荷总量占40%,有机态污染物负荷量的空间分布与产沙量基本保持一致。数学模型计算结果表明,东洋河入口处2015年TN、TP质量浓度计算值分别为11.62,0.032 mg/L,TN、TP质量浓度实测值分别为10.80,0.024 mg/L,其中TN质量浓度模拟的相对误差为7.59%,TP质量浓度的绝对误差仅为0.008 mg/L。【结论】洋河水库流域内的有机态污染源是主要流失源,其中有机氮、有机磷主要通过土壤流失入河;经验模型模拟对洋河水库流域径流及污染状况的模拟精度较高,可以满足区域非点源污染的治理需求。     

流域氮磷输出、河流输送与库区富营养化关联分析——以福建山仔水库为例

建立流域氮磷输出、河流输送与入库通量的分析方法,以福建省山仔水库为例,基于GIS技术分析乡镇、子流域的氮磷污染分布和来源构成,识别关键源区并探讨库区水质与流域污染输出和河流输送之间的关联性。结果表明,2009年山仔流域单位面积总氮输出负荷为13.4 kg N·hm-2·a-1（生活污水和化肥流失占64%）,总磷输出负荷为0.82 kg P·hm-2·a-1（畜禽养殖和生活污水占90%）,入库氮、磷负荷分别为3248 t N·a-1和192 t P·a-1,其中河流输入占62%和89%,环库区面源污染贡献小于2%;不同乡镇单位面积氮输出负荷为3.54~20.0 kg N·hm-2,磷输出负荷为0.38~2.50 kg P·hm-2,其中日溪乡和霍口乡临近库区,化肥流失与畜禽养殖污染最重。上游乡镇污染较轻,但生活污水比重大（42%~84%）。皇帝洞溪子流域污染最重（19.4 kg N·hm-2;1.95 kg P·hm-2）,其次是霍口溪中下游和日溪子流域。库区总氮高值出现在坝区和日溪湾汊,总磷高值在小沧至霍口溪七里入口之间,水质有明显分区,与流域污染分布、河流输送和库区沉积物的释放相关联,河流输入对库区富营养化起决定性作用。流域氮磷输出负荷比值平均为16,库区水中氮磷比值在15~20之间,意味着该生态系统处于磷的弱限制,水华爆发风险较大,建议采取“分区整治流域污染、氮磷联合削减、畜禽养殖和磷肥流失优先控制”的富营养化防控策略。     

于桥水库水源地外源污染分析及环境保护对策

通过对于桥水库水源地的污染现状和外源污染源的分析,得出农田径流和畜禽养殖是水库周边面源氮磷污染负荷的主要来源。水库流域范围内分布的大量选矿厂是入库河流水体中铁超标的主要原因。另外,于桥水库周边农村生活污水排放也对水库水质构成了威胁。针对于桥水库水源地外源污染问题提出了外源污染控制和环境保护对策。     

亚热带源头流域梯级池塘氮磷含量的时空变异及其影响因素

研究亚热带源头流域梯级池塘氮磷含量的变异机制，有利于理解农业小流域池塘水体氮磷面源污染的发生机制。本研究以亚热带红壤丘陵区典型农业小流域——金井小流域为研究区，选择18组典型梯级池塘（每组上、下游池塘各1个，共36个池塘）进行长期定位观测，采用2017年6月到2018年5月期间共12个月梯级池塘水体氮磷的定位观测数据，分析总氮（TN）和总磷（TP）含量的时空变异及其影响因素。结果表明：梯级池塘水体TN含量呈现上游（1.86 mg·L^-1）低于下游（2.56 mg·L^-1），TP含量上游与下游接近，且上下游池塘TN和TP含量趋势在旱季偏高；梯级池塘水体TN和TP指标超标严重，超标率72.8%以上；周边土地利用类型和养鱼影响了梯级池塘水体TN和TP含量，相对不养鱼池塘，养鱼池塘水体TN和TP含量分别增加了60%、34%。研究结果表明，农业土地利用和养鱼加剧了研究区梯级池塘水质恶化，加强农田面源污染和水产养殖管理有助于梯级池塘水质提升。     

汉江流域农业面源污染的源解析

农业面源污染是水体污染的重要污染源。为明确汉江流域农业面源污染负荷及其空间分布,运用输出系数法,对2015年汉江流域范围内的13个地市的农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)污染负荷量进行估算,采用等标污染负荷法进行污染评价,再运用GIS软件分析农业面源污染负荷空间分布格局,通过快速聚类法划分汉江流域各地市的农业面源污染类型。结果表明:2015年汉江流域的TN、TP污染负荷量分别为179 127、26 975 t,相应的等标污染负荷量为2.26×10~(11)、1.68×10~(11)m~3;汉江流域农业面源污染TN等标污染负荷贡献率最大的污染源是农田化肥,TP等标污染负荷贡献率最大的污染源是畜禽养殖;TN、TP的等标污染负荷在空间分布上有很强的一致性,但各地市的等标污染负荷仍存在差异,等标污染高负荷区集中在流域中游,TN、TP的等标污染负荷最大值均出现在流域中游的南阳市;基于快速聚类结果确定汉江流域主要有6种污染类型。汉江流域的农业面源氮磷污染物污染负荷和空间分布研究为汉江流域面源污染的防治提供了决策参考。     

浑河上游清原县非点源污染负荷及其空间分布特征

以浑河上游清原县为研究对象，采用输出系数法和ArcGIS平台对清原县各乡镇和浑河主要支流非点源污染总氮(TN)、总磷(TP)负荷进行估算和空间分布特征分析，探讨从行政分区和河流集水区2个尺度控制非点源污染的方法与指导治理实践。结果表明，2017年清原县TN、TP的输出负荷量分别达3 410.66、208.47 t,重点污染乡镇为清原镇、英额门镇、南口前镇、南山城镇；综合污染负荷较重的支流为长山堡河、古城子河和南杂木河，TN、TP的输出负荷量分别为397.41、331.58、319.03 t, 29.63、22.39、20.04 t;清原流域接近于主干流的区域和支流污染较重，TN、TP污染负荷空间分布有相似性。旱田是TN的主要污染来源，TP主要污染源为旱田、居民生活和养殖；非点源污染控制应关注年内雨季和春季融冻期径流的监测和治理，生活污水和垃圾的收集与处理，分散型养殖和小型加工企的环保管理。     

岳阳南湖水环境容量研究

为了确定岳阳南湖对水污染物的随能力，根据南湖水体特征，利用盒模型模拟计算不同目标水质条件下的化学耗氧量（COD）、5日生化需氧量（BOD5）、总氮（TN）、总磷（TP）的最大允许人湖量，结果表明：在现有污染负荷的基础上，2003年TN，TP目标削减量分别为623.59,13.61t/年，削减率分别为91.84%,74.75%,2005年COD，BOD5，TN，TP目标削减量分别为9699.6,2122.48,651.27,16.41t/年，削减率分别为40.39%,9.09%,95.92%,89.92%,并且提出了分步治理对策。     

基于LOADEST模型和小波变换的河流氮磷污染动态分析

河流中污染物负荷量的估算及其演变规律的分析是开展流域非点源污染治理的基础。然而,常见的每月1~2次的低频率人工采样水质监测资料并不能反映河流水体中负荷量的每日连续变化。基于2003—2016年浙江省长乐江出口断面每月1次的水质监测资料,建立和验证了该河流总氮(TN)和总磷(TP)负荷量估算的LOADEST模型。应用该模型和连续的流量资料,核定了研究期间长乐江TN和TP的每日负荷量。结果表明,2003—2016年间长乐江TN年平均负荷量为(2 207.71±862.48)t·a^-1,TP年平均负荷量为(71.43±31.56)t·a^-1。TN和TP的日均负荷量变异较大,分别为(6.04±11.81)t·d^-1和(0.19±0.26)t·d^-1,它们在研究期间总体均呈上升趋势。采用小波分析方法,进一步揭示了研究期间长乐江TN和TP负荷量变化的基本规律。结果显示,长乐江TN负荷量以18个月的时间跨度为主发生着多时频的周期性变化;TP负荷量的变化主周期与TN负荷量的变化类似,但变化强度相对较弱。TN和TP负荷量周期性变化的决定性因素是河流流量的变化,受TN和TP浓度变化的影响较小。     

丹江口水库核心水源区典型流域农业面源污染特征

为分析丹江口库区农业地表径流及其水质污染特征,识别流域水质污染风险变量,探究主要潜在污染物时空排放规律,估算流域污染负荷并分析污染物来源贡献,应用因子分析方法,通过周年常规监测,对核心水源区典型小流域的地表径流及其水质污染特征进行了分析,并探讨了其时间差异性。同时采用平均浓度法估算了流域内面源污染负荷量和各污染源类型对主要潜在因子负荷的贡献率。结果表明:流域内水体浊度、色度及流量在上游与下游间存在显著差异,总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)、铵态氮(NH_4~+-N)、硝酸盐氮(NO_3~--N)、pH和电导率在不同监测断面间差异不显著;TN、TP、COD和流量是影响库区水质、造成污染风险的主要潜在因子;5—9月,随着降雨量和流量的增加,同步出现农业面源污染排放高峰。流域内,上、中、下游流域监测断面TN年负荷量分别为4.94、11.04、20.43 t,TP年负荷量分别为0.17、0.50、0.68 t,COD年负荷量分别为29.02、68.78、118.27t。农业生产及生活对TN贡献较大,规模化养殖对TP贡献较大,二者联合对COD负荷贡献率达到76%。研究表明,大量氮磷随水土流失进入水体是引起小流域面源污染负荷偏高的主要原因,加大对农业生活区和规模化畜禽养殖的控制管理,构建植被缓冲带等减少水土流失措施,对有效防治丹江口核心水源区典型小流域的面源污染具有重要作用。     

磨盘山水库总氮、总磷变化倾向的灰预测

氮和磷是磨盘山水库水体非点源污染最主要的污染物。根据汇入水库的支流水体中TN、TP的历年实际监测结果,可以模拟虚构历年水库水体中TN、TP的浓度,并以此作为灰预测所需数据,运用灰色模型预测水库水质TN、TP的变化倾向。经4种检验证明,建立的GM(1,1)模型精度较高,预测结果与实际监测浓度接近。从利用单一的GM(1,1)模型和GM(1,1)模型群预测比较可以看出,以模型群统计平均值作为最终预测值,使得预测精度更加准确,提高了预测结果的可信度,从而避免由于信息不稳定性在单一灰色模型所造成的缺陷。     

基于AnnAGNPS模型的苇子沟流域非点源污染模拟研究

采用连续分布式水文模型Ann AGNPS(Annualized Agricultural Non-Point Source Model),耦合GIS技术,对饮马河下游苇子沟流域2009—2015年非点源污染进行了定量模拟,同时用同步水质监测数据检验了该模型在苇子沟流域的适用性。结果表明,该模型对径流、总氮模拟效果较好,对总磷模拟效果较差。在日尺度上,模型对小型降雨事件径流量模拟值偏低,而对暴雨事件模拟值偏高;月尺度上,总氮、总磷的年内变化与降雨量的年内变化一致,5—8月雨季的非点源污染负荷占全年的80%以上;年尺度上,2009—2015年总氮、总磷污染负荷平均值分别为22 295.28 kg和7 085.00 kg,且年际变化趋势一致。降雨量与总氮负荷的Spearman相关系数为0.93,与总磷负荷的相关系数为0.92,且均达到极显著水平(P0.01),说明年降雨量的变化直接影响流域全年总氮、总磷污染负荷的变化。总氮和总磷负荷的空间分布具有很高的相似性,总体上总氮、总磷单位面积负荷量在流域西北部区域较低,而在流域中下游区域较高。     

洋河水库流域纳污能力及消减量分析

[目的]分析洋河水库流域纳污能力及消减量。[方法]在统计分析洋河水库流域污染物负荷量的基础上,根据水环境数学模型,结合流域内各个子流域控制单元的污染状况、水质现状和水质管理目标,计算多年平均、50%保证率和75%保证率水量条件下各个子流域控制单元的主要污染指标(TN、TP、COD、NH_3-N)水体纳污能力及消减量。[结果]多年平均水量条件下TN、TP、COD、NH_3-N的水环境容量分别为428.26、144.19、1 845.28、182.56 t/a;库区和西洋河支流的污染物消减量最大,为今后重点污染治理的区域。[结论]该研究可为洋河水库流域面源污染防治及消减提供理论依据。     

基于过程监测的典型小流域径流氮 磷含量变化特征分析

以沂蒙山区沂河上游典型小流域——孟良崮小流域为研究对象,利用野外原位定点连续监测试验,获取2010年7月至10月基流状态与降雨条件下的水质与水文过程数据,分析径流不同形态氮、磷含量变化特征。结果表明,在整个监测过程中,总氮(TN)和硝态氮(DNN)的含量均表现为跳跃式变化,铵态氮(DHN)呈波动性变化,次降雨后增加明显;TN的含量普遍高于2mg.L-1,其中DNN占TN的比例均大于50%,DHN所占比例不足7%。总磷(TP)和磷酸盐磷(PO34--P)的含量次降雨出现后均有所增加,且在汛期后基流状态下有明显增加趋势,TP的含量最小值为0.031mg.L-1,其中PO34--P所占比例为6.341%～91.904%。径流中颗粒态氮(PN)和颗粒态磷(PP)的含量在次降雨过程中均表现为短时间内在径流量峰值后达到最大,之后迅速降低,且PN和PP的含量与泥沙含量呈显著正相关。