基于小流域划分的拉林河流域农业非点源污染物入河量估算

针对拉林河流域土地利用类型及气候特点,将输出系数模型和GIS技术相结合,以小流域为计算单元,对拉林河流域的非点源污染负荷进行了计算。计算结果表明:流域内COD负荷为16 454.83 t/a、TP负荷为668.80 t/a、TN负荷为1 319.08 t/a;灌区退水对流域内非点源污染负荷的贡献相对较大,由灌区退水导致的COD负荷占总量的69.37%、TP负荷占总量的85.33%;子流域2、5、7、15是流域内水土流失非点源污染整治的重点区域。     

阿什河流域农业非点源污染优先控制区域识别

运用清单法和等标污染负荷法,借助GIS技术对松花江一级支流阿什河流域农业非点源污染负荷、来源解析及其敏感性进行深入分析,找出污染优先控制区域.结果表明:在总量上各污染源对阿什河水质污染贡献大小顺序为化:肥施用＞畜禽养殖＞农村生活污染＞土壤侵蚀＞秸秆污染,其等标污染负荷比分别为67.46％＞16.24％＞12.21％＞2.69％＞1.40％;除城郊幸福乡生活污染贡献率最高外,其他各乡镇均为化肥污染贡献率最高;地处阿什河中游平原的向阳、料甸、舍利、杨树和双丰5乡镇为污染高度敏感区,也即阿什河流域农业非点源污染优先控制区,其原因是高化肥施用量导致TN、TP浓度过高.     

泾河流域陕西段水环境容量估算和分配模型研究

非点源污染河流的水环境容量研究对其污染物总量控制具有现实意义。采用输出系数法计算年投放量和年入河量,对年入河量进行按月分配,通过河流输入—输出平衡关系计算研究河段的月自净水量。结果表明:按照水环境功能区划中Ⅲ类水质的要求,泾河流域陕西段总氮全年超标,流域内各污染源的总氮投放量均需削减,削减总量达到3 191.891 1t;按照污染源削减量分配结果,土地利用类型是总氮污染削减量最大的(1 294.239 6t),而畜禽养殖是削减比例最大的污染源(47.76%)。从污染源的时间分配来看,降水量大的丰水期是污染物削减量最大的时期,各污染源的削减量随着降水径流的增大而增大,说明降水径流是造成泾河流域陕西段总氮污染的限制性因子。     

昆明市云龙水库径流区氮磷非点源污染负荷分析

云龙水库是昆明市最大的城市集中式饮用水源地。水源区农业非点源污染是影响水库水质的主要来源,因此分析水库径流区氮磷非点源污染负荷与来源构成,可为饮用水源区水质保护提供科学依据。采用输出系数模型法,对昆明市云龙水库径流区氮、磷负荷的产生量与入库量进行了估算。结果表明:(1)云龙水库径流区氮、磷非点源污染负荷产生量分别为2079.8和454.32t/a,入库量分别为207.98和24.73t/a。(2)从不同乡镇分析,撒营盘镇的氮、磷负荷产生量最高,云龙乡和茂山镇产出量较低,其余乡镇产生量相近。(3)从不同污染源类型分析,该区非点源污染的主要污染源为农村生活污染和畜禽粪便污染。     

基于USLE模型的南昌大学非点源污染负荷预测

采用USLE模型与现场监测相结合的方法研究了南昌大学前湖校区的非点源污染状况,对校园内因土地利用类型不同而产生的非点源污染负荷进行了理论预测和现场分析。结果表明:土壤侵蚀总量为1352.161 t/a;各类不同的土地利用类型中,对非点源污染贡献最大的是道路,其次为运动场;采取工程和非工程的综合管理措施是减少非点源污染的有效途径。针对南昌大学前湖校园内的非点源污染问题,建议采用加强路面清扫、控制机动车数量和加强绿化管理等控制措施。     

东北坡耕地春季融雪侵蚀观测研究

为研究东北地区坡耕地的春季融雪侵蚀特征及其影响因素,选取吉林省吉兴小流域内坡耕地进行原位观测,通过分析融雪过程中径流量和含沙量的变化,以及融雪径流、土壤解冻深度等指标对融雪侵蚀的影响,探讨坡耕地融雪侵蚀过程及变化规律。结果表明,在日平均温度0~3.8℃的气象条件下,春季融雪侵蚀较为集中,径流与含沙量变化均先增加后减少。融雪径流与表层土壤解冻深度是影响融雪侵蚀的重要因素,初期融雪产流,土壤未解冻,径流急剧增加,径流量占融雪期总径流量的59.15%;中期积雪融化趋于稳定,土壤表层开始解冻,径流减少含沙量增加,侵蚀量达到最大且占融雪期总侵蚀量的41.74%;末期融雪产流停止,土壤解冻深度增加,含沙量达到最大(8.00kg/m~3)。坡耕地融雪侵蚀受垄作区域与集水洼地地形变化的影响,产流产沙具有较强规律性,二者峰值出现频次一致时,径流—泥沙呈"8"字循环滞后关系,反之呈复式循环滞后关系。     

等高线图形概括在黄土高原沟谷侵蚀量估算中的应用

在分析洮儿河流域上中游地区1970—2000年土地利用变化的基础上,利用长期水文影响模型估算研究区内非点源污染物的输出负荷,分析其空间分布特征,并引入单位贡献指数分析不同土地利用类型对不同污染物的影响程度。结果表明:(1)在这30a间,研究区的土地利用以草地、林地和农业用地为主,土地利用结构变化特征显著,生态用地面积大幅度减少,非生态用地面积迅速增加,研究区内人类活动增强并有加剧生态退化的趋势;(2)在这30a间,研究区内非点源污染负荷总量从3 400t上升到6 200t,总氮(TN)、总磷(TP)的高负荷分布区域主要集中在中游,并有向上游扩张的明显趋势;(3)采用贡献率和单位贡献指数(UCI)2个指标分析不同土地利用类型对非点源污染物TN,TP的影响,UCI能更好地反映土地利用对非点源污染的影响,其中农业用地对非点源污染的影响程度最大,住宅用地和工业用地次之,林地和草地影响最小。     

四川凯江流域农村非点源污染特征分析

为探讨凯江流域农村非点源污染状况,防止区域非点源污染进一步加剧,本文选取农村生活源、畜禽养殖源、农田径流源3大污染源,以2015年为基准年,利用排污系数法估算了COD、NH_3-N和TP的污染入河负荷。结果表明,2015年凯江流域农村非点源污染入河COD、NH_3-N和TP总量分别为4 906.71、1 074.02、203.50 t;农村生活源对COD和NH_3-N的入河贡献率最大,畜禽养殖源对TP的入河贡献率最大;凯江流域入河污染物主要分布在中江县、三台县和罗江县,COD、NH_3-N和TP入河量之和分别占凯江流域该类污染物入河总量的84.52%、84.28%和89.72%,其中中江县的污染负荷入河量最大。研究表明,中江县、三台县和罗江县是凯江流域农村非点源污染产生的关键区域,需重点关注。     

基于GIS的伊通河流域农业非点源污染风险评估

针对伊通河流域农业活动带来的水体污染及水土流失等环境问题,在分析农业非点源污染影响因子的基础上,选择了土地利用类型、土壤孔隙度、年降水量及氮磷排放量等影响因子,建立了农业非点源污染风险评估指标体系,并应用GIS技术,通过工程图绘制和叠加分析,采用幂法计算各因子权值,确定了风险等级指数,最后划分了农业非点源污染风险分区。研究结果表明:在沿河地区和相对发达的城市周边地区,受水田耕作和畜牧饲养等因素影响,农业非点源污染风险较高;在较偏远地区与林区,农业非点源污染风险相对较低。     

饮用水源区小流域氮素污染负荷估算方法比较

采用输出系数法、通用土壤流失方程估算法、径流试验场法和相关关系法4种方法对密云土门西沟小流域非点源氮污染负荷进行估算。结果表明：输出系数法中的Johnes模型和考虑降雨影响的输出系数模型计算值相对误差比较大,考虑流域损失的输出系数模型计算结果与实测结果相对误差仅为5%;输出系数方法适用于资料比较缺乏的地区,输出系数的确定是提高估算精度的关键。对流域非点源污染发生类型区和类型单元进行详细划分,并将对各类型采用径流试验场法的监测结果推算到小流域就能减小估算相对误差;采用径流试验场法推算密云土门西沟小流域非点源氮污染负荷相对误差仅为8%;相关关系法通过建立降雨和污染负荷的关系,其估算值相对误差达到4%,此方法需要长期的降雨-水质监测数据;通用土壤流失方程估算法主要估算流域土壤侵蚀量,没有考虑径流对污染物输移过程中的沉积、起动和交换等问题,估算值会偏大。     

融雪与降雨侵蚀条件下水土保持措施因子值对比研究

东北地区融雪条件下水土保持措施因子缺乏针对性研究。选择吉林梅河口吉兴径流小区2015年、2016年春季融雪侵蚀观测结果和已有降雨侵蚀数据,对比融雪与降雨条件下水土保持措施因子值、产流产沙次数、径流深、侵蚀模数,探讨了不同水土保持措施对降雨侵蚀和融雪侵蚀的防控效果。结果表明:融雪条件下P值范围为0.001~0.46,其中生态修复措施对于融雪侵蚀的防控效果最好,在融雪时期表现出周期短,融水量少的特点;水平坑措施对融雪侵蚀的影响主要体现在对融水的拦控上;融雪条件下耕作措施中地埂植物带侵蚀模数及径流深大于横垄。融雪侵蚀地区（尤其是坡耕地）在进行水土保持措施规划设计时,应兼顾降雨和融雪两种侵蚀类型。     

东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布

[目的] 融雪侵蚀是东北黑土区主要土壤侵蚀形式之一,是该区土地退化的重要作用力,融雪径流侵蚀力是计算融雪径流侵蚀量的关键因子,因此研究融雪径流侵蚀力具有重要意义。融雪径流侵蚀力主要受积雪深度、辐射强度及升温速率影响,其主要驱动力包括融雪速率和地表径流作用。[方法] 通过计算近31年日均融雪径流侵蚀力,分析东北黑土区融雪径流侵蚀力时空分布特征,并利用地理探测器辨析各区域融雪径流侵蚀力的主要影响因子。[结果] 3个黑土亚区1990—2020年日均融雪径流侵蚀力均呈现先增大后减小态势,近些年逐步趋于稳定,多年日均融雪径流侵蚀力为0.01 (MJ·mm)/(hm²·h·a);空间上多年日均融雪径流侵蚀力在0~0.21 (MJ·mm)/(hm²·h·a)范围内,基本呈现中间小、四周大规律。融雪径流侵蚀力影响因子空间上表现为积雪深度北部大、南部小,太阳辐射强度呈现由西向东递减,升温速率值从北部向南部递减。通过地探测器辨析融雪径流侵蚀力影响因子作用强弱发现,升温速率对蒙东黑土亚区作用最强,而积雪深度对松嫩黑土亚区及三江黑土亚区作用最强。[结论] 通过分析1990—2020年东北黑土区融雪径流侵蚀力时空特征及其影响因子,对于深化研究区融雪径流侵蚀特征及融雪侵蚀防控具有一定的理论和实践意义。     

Methylmercury output from the Svartberget Catchment in northern Sweden during spring flood

The problem of mercury (Hg) accumulation in the aquatic food chain is widespread in Sweden. The methylmercury (MeHg) in runoff from catchments may be an important component of the MeHg load in surface waters. The spring flood in northern Sweden constitutes a major portion of the annual catchment runoff. This brief, but large event, therefore, may be of significance for the annual output of MeHg from soils to surface waters in this region. Methylmercury, total mercury (Hg-tot) and other chemical parameters were measured in spring flood runoff during April and May 1993 from two tributaries as well as the headwater mire of the 50 ha Svartberget Catchment. Snow cores from April 1993 and April 1994 prior to the onset of spring snowmelt were also analyzed. Stable isotope techniques were used to estimate the proportion of snowmelt in runoff. During the spring flood, Hg-tot and TOC were diluted in output from the headwater mire compared to the concentrations observed prior to the flood. Over half of the runoff from the mire was snowmelt according to the isotope Hydrograph separation. In runoff from the two forested tributaries, however, TOC and Hg-tot concentrations increased. About a third of this runoff was snowmelt. MeHg concentrations in the spring flood declined at all locations to the lowest levels recorded during 1993 (<0.2 ng l^?1). The runoff concentrations of MeHg were less than the average snow core concentration of 0.3 4+/- 0.17 ng l^?1. The differences in MeHg dynamics in comparison to TOC or Hg-tot suggest that there are factors independent of the availability of Hg-tot or TOC, and even contemporary MeHg deposition (in this case the snowpack MeHg concentrations) which determine the concentrations and output of MeHg during spring flood.     

东北黑土区融雪径流对流域产沙的贡献及因素分析

[目的]揭示流域融雪期径流产沙特征及对全年总产沙的贡献,阐明东北黑土区影响融雪期产沙贡献的主控因素,并进而为东北黑土区流域综合治理提供科技支撑。[方法]基于东北地区203个气象站点数据以及15个流域水文站点径流泥沙资料,通过提取流域降水、地形、气候、土壤和土地利用等因子,采用多因素相关分析的方法,开展融雪期产沙贡献影响因素研究。[结果]东北黑土区不同流域年均降雪量占年均降水量的比例为3.7%～23.9%,空间分布差异较大,呈东南多、西北少的分布特点。融雪期径流深占全年径流深比例为13.7%～32.5%,融雪期产沙量对全年产沙量的贡献3.8%～23.47%,融雪期产沙模数占全年产沙模数的3.1%～35.9%,且它们空间分布规律性差。年均降水量、降雪量占降水量比例、融雪期径流深占全年径流深比例3个因素与融雪期产沙贡献在0.05的水平上呈显著相关。降雪量占降水量比例对流域融雪期产沙量和产沙模数的贡献率分别为25.41%和30.22%。最大高程对流域融雪产沙量和产沙模数的贡献率分别为24.36%和20.38%。[结论]东北区融雪期产沙对流域全年产沙有较大贡献,且受多重因素影响,未来应加强融雪期的侵蚀产沙观测研究。     

天山北坡呼图壁河流域积雪水文过程对气候变化的响应

积雪是干旱区水资源的重要组成部分,气候变暖引起的降水形态和积雪消融的改变势必会对流域径流过程及其组分变化产生重要的影响。选取天山北坡呼图壁河流域作为干旱区积雪补给典型流域,利用站点气象数据及IPCC CMIP5气候情景数据,驱动改进雨雪划分方案、融雪径流计算模块的VIC模型,以观测径流和MODIS积雪面积数据进行模型多目标参数优化,定量解析呼图壁河流域径流组成、变化特征及对气候变化的响应机理。结果表明:(1)呼图壁河径流呈暖季集中的单峰型分布,融雪径流、降雨径流和冰川径流分别占径流总量的27.7%,66.1%,6.2%。1978—2010年呼图壁流域在气温、降水量显著增加,降雪量变化不大,降雪占降水比例显著下降的背景下,总径流和降雨径流显著增加,融雪径流微弱增加。(2) RCP4.5情景下,预估未来呼图壁河流域气温将显著升高,降水缓慢增加,而降雪明显减少;流域总径流将缓慢增加,其中降雨径流显著增加,而融雪径流将显著减少;径流年内分配亦将改变,将表现为春季径流和峰值流量的下降,枯水期流量增加,融雪径流峰值前移。(3)春季融雪径流的占比最高,其变化直接决定着总径流的丰枯变化;预估未来融雪径流显著减少将导致3—6月灌溉期总径流减少,在现有农业生产模式下将进一步加剧灌溉用水矛盾。     

Potential Use of Newly Isolated Bacterial Strain Ochrobactrum anthropi in Bioremediation of Polychlorinated Biphenyls

The effects of urbanization on runoff pollutant concentrations and pollutant loading were studied in three urban catchments of varying imperviousness and land use type in the city of Lahti, Finland. Imperviousness of the catchments were 19 % (“Low”), 62 % (“Intermediate”) and 89 % (“High”). During the 2-year study period, runoff quantity was measured continuously and samples were taken for water quality analysis. Besides imperviousness, land use type strongly affected pollutant concentrations: differences in total phosphorus (tot-P), Al, Cr, Zn and Pb concentrations were observed especially between the city centre catchments (High and Intermediate) and the residential catchment (Low), while total suspended solids (TSS), total nitrogen (tot-N), Mn, Co, Ni and Cu concentrations increased with increasing imperviousness. As for pollutant loads, imperviousness was strongly related to TSS, tot-P, Al, Mn, Zn, Cr, Co, Ni and Cu export. The effects of urbanization on runoff quality were season dependent: urbanization increased runoff volumes and, hence, pollutant loads, especially during warm seasons. Still, highest pollutant export in the catchments occurred during spring. Nevertheless, the warm period produced comparable loads to spring at the city centre catchments. Pollutant concentrations, especially in the city centre catchments, exceeded thresholds set for surface waters, indicating a need for runoff treatment in water quality protection.     

天山北坡中段融雪径流敏感性分析——以军塘湖流域为例

以天山北部中段军塘湖为典型研究区,利用军塘湖河流域径流和气象数据分析了高山融雪径流与温度、降雨的定量关系。基于天山北坡中段10个气象站(乌苏、石河子、沙湾、玛纳斯、呼图壁、昌吉、米泉、小渠子、大西沟、天池)1961—2010年逐月气温、降水数据等实测数据为基础进行Mann—Kendall趋势检验与分析。以模比系数差积曲线在M—K检验基础上分析径流、温度与降水之间的趋势关系。以SWAT模型为框架建立新疆军塘湖河流域水文过程模型,利用红山水库12a径流数据在SWAT模型参数校准后对新疆天山北坡融雪径流过程进行敏感性分析预测。通过改变SWAT模型输入数据的平均温度、降水量等因素分析了其对融雪径流的敏感性及影响。结果发现,从冬季至初春温度及降水等因素变化仅在融雪期对径流产生较大影响。此外,温度数据的变化对军塘湖天山北坡流域融雪径流的影响较降水量大。     

基于遥感的径流丰枯与高山区积雪关系分析——以天山玛纳斯河流域为例

山区降水和高山冰雪融水是玛纳斯河流域径流的重要补给来源。利用MODIS陆表遥感数据MOD10A2提取2001-2007年1-12月流域积雪覆盖数据。用肯斯瓦特水文站1957-2007年径流资料为样本分析年径流丰枯演变规律。选择径流丰水年和枯水年,重点分析融雪期4-7月径流量与1-5月流域积雪面积和高山区气温-降雨的关系。结果表明:①流域内积雪分布年内变化特征显著:8月中旬至次年1月上旬为积雪增长期;1月中旬至8月上旬为积雪衰减期;②流域流量20世纪90年代以来持续增加,但2002年、2003年出现丰水和枯水现象;③在春季,流域水资源主要以融雪径流方式为主,春季随着气温的升高,积雪面积逐渐变小,流量逐渐增加;④冬季山区积雪面积越大,以固态形式存储的水量亦越大,春夏季随着气温的升高,积雪消融速率越大,河流来水量就越丰富。