太子河流域水质演变特征及污染源解析

结合太子河流域8个水质监测断面2002—2007年及2016—2018年连续水质采样监测数据对其水质演变特征进行分析,并采用主成分分析法对其污染源贡献率进行探讨。研究成果可为太子河流域水环境保护和治理措施提供依据。     

宁波市主要流域农用水质量调查与评价

通过对宁波市两大主要流域姚江、奉化江农用水质环境质量的监测和综合分析评价,结果表明:两流域上游水质较好,没有监测指标超标,达到1级水质标准;中下游水质较差,有多项指标超标,水质以3级为主,部分地段水质达到2级,其主要超标物为粪大肠菌群数、悬浮物、石油类、六价铬和化学需氧量等,其中粪大肠菌群数、悬浮物是影响两流域水体质量的主要污染因子。姚江流域水质要明显好于奉化江流域。在水质的具体农业应用上应先考虑粮油作物和其他旱作作物的灌溉,若使用在对水质要求较严的蔬菜灌溉或渔业养殖上,建议对水质进行治理后再应用,以防影响农产品的产量和品质。     

美国布莱克河流域优化治理措施的评估方法

美国已投资数百万美元用于农业流域治理,但人们对流域治理和保护工作所取得的远期效益却知之甚少,有关各项优化治理措施(BMPs)远期的运行状况和对水质影响的相关资料也不多见。普度大学的K.S.Bracmort等在实地勘测的基础上,针对原始设计方案中的草皮水道、固坡工程、田畦工程及水平梯田提出评估方法。其有效性由专家组来评定,可靠性则通过评分人(非专家)组内相关性来验证,并采用3分制评分系统。将已完全发挥功能且仍满足设计要求的某项BMP评为3分,将已失去设计功能的某项BMP评为1分。用该方法对70年代末期印第安纳州布莱克河流域工程所实施的各项措施进行了评估。研究表明,在某些情况下,BMPs在超过了其设计寿命后仍能正常发挥作用,但是应注意,BMPs的使用寿命是有限的,在流域规划治理中应明确地考虑这一点。     

嫩江流域农业面源污染管理及水质模型系统集成及应用

利用MIKE 11软件,构建了包含降雨径流模型、水动力模型、对流扩散模型和生态模型的嫩江流域农业面源污染管理及水质模型系统,并以此为基础对2020年嫩江流域农业面源污染排放量及水质状况进行预测,结果表明:2020年COD和NH+4-N比2012年削减30%和40%之后,嫩江流域各控制单元水质有明显改善,均能达到控制单元的水质目标要求。     

汾河上游流域沿程典型水样点水质变化分析

 为研究25年来汾河上游流域的水环境变化是否影响太原居民正常供水,以确保该流域经济和环境的可持续发展,根据汾河上游流域1985—2010年水质资料和5个水样点(汾河头马营、宁化、东寨、河岔、汾河水库)的水样,采用单因子评价方法(据水质评价标准,确定水质类别)和综合评价指数法对该流域沿程水质变化进行分析。结果表明：1）汾河上游水质在2002年前后变化比较明显,主要表现在水质类型普遍升高,大多从Ⅱ、Ⅲ类水上升为Ⅳ类以上水质。宁化到河岔间超Ⅲ类水的比例增大,汾河水库水质类型变化不很明显,基本处于Ⅱ、Ⅲ类水质。这主要是由于上游炼焦、洗煤废水排放和化肥的大量使用使高锰酸盐指数、BOD5和氨氮上升,导致水质类型发生年际变化。2）汾河上游水质污染指标中,高锰酸钾和氨氮沿程都呈上升趋势,说明沿程水域中亚硝酸盐过高,水环境不适合水中无机和有机污染物的分解,导致水质恶化。3）汾河上游流域水质综合情况是有机污染物浓度和种类发生了变化,水体的富营养化程度和硬度日趋增高,主要原因是由于流域用水量增加和污染物处理不当,导致污染严重。整体来看,汾河上游水质在不断恶化,采取各项措施保护汾河上游流域水环境是当前和今后工作的重点。     

2007-2019年东江流域赣粤出境水质评价与成因分析

[目的] 分析东江源区赣粤出境水质时空分布特征,为该流域的水环境治理和水生态改善提供理论依据和数据支撑。[方法] 基于东江源区2007—2019年赣粤出境监测断面的11项水质指标,运用描述性统计分析、水污染指数法、相关性分析和Mann-Kendall检验等方法,分析了流域出境水质变化与成因。[结果] ①不同水文时期的水质状况均存在差异,以氯化物、硫酸盐和氨氮的时空差异性最为明显。②年内变化为汛期水质好于非汛期,劣Ⅴ水仅存在于非汛期;年际变化为,2008年出境水质最差,2009年开始好转,2017—2019年全部满足Ⅱ—Ⅲ类水。③氨氮是出境水质最主要的污染物但浓度显著下降,稀土开采,果业开发和大型养殖等是影响水质的主要因素。[结论] 过去十几年,东江源区赣粤出境水不同水文时期水质略有不同但总体呈下降趋势,主要污染物氨氮浓度显著下降,源区近年采取的保护修复措施成效显著。     

基于水量水质耦合模型的辽宁西部农业面源污染模拟研究

将辽宁非饱和水量模型和水质模型进行耦合,并以辽宁西部某流域为研究区域,对该区域的农业面源污染进行模拟。此外通过设定不同农业耕作方式,模拟分析不同耕作方式对流域面源污染影响。研究结果表明:构建的水量水质耦合模型在流域农业面源污染模拟具有较好的精度,各指标模拟误差小于25%,拟合系数在0.6以上,模型适用于区域农业面源污染模拟。研究成果对于干旱半干旱区域农业面源污染提供方法参考。     

淮河上游水质污染特征及其综合评价

为明确淮河上游水质污染特征及其综合评价,取淮河上游流域4个监测断面(南阳、信阳、阜阳、六安)开展了2006—2016年丰水期(7月份)、平水期(10月份)、枯水期(1月份)的水质时空分析,并借助单因子水质标识指数法和多元统计分析方法识别水质污染特征,并对其进行了综合评价,为淮河上游流域管理提供一定的理论依据。结果表明:(1)淮河上游六安污染最严重,其枯水期的氨氮(NH+4-N)值和丰水期、平水期的粪大肠菌群均超出水环境功能区要求。其余各监测断面水质指标值均达到水环境功能区目标,化学耗氧量(CODCr)、生物耗氧量(BOD5)、硫化物和挥发酚污染最轻且水质指标优于水环境功能区的要求。(2)淮河上游流域水质状况在不同水期表现结果相差不明显,说明水期变化对水质指标影响较小。针对丰水期进行了污染源解析,发现主要污染物有高锰酸盐指数、粪大肠菌群、BOD5和CODCr。(3)针对不同的污染源,建议对淮河上游流域实行不同的监督管理制度,全面发展高效生态农业,调整农业产业结构,降低农业化肥、农药的使用量,有效降低农业面源对淮河水环境恶化的风险,制定严格的排污标准。     

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。     

BMPs在千岛湖流域农业非点源污染控制中的应用

农业非点源污染是最主要的一类非点源污染,也是成为构成目前水质环境恶化的一大威胁。通过对千岛湖流域农业非点源污染现状进行调查,指出非点源污染已成为千岛湖流域重要的污染来源。最佳管理措施(BMPs)通过工程措施、耕种措施和管理措施共同作用控制农业非点源污染,可以取得良好的经济环境效益。根据千岛湖流域农业非点源污染特点,针对性地提出各类非点源污染控制的最佳管理措施。     

基于主成分分析的北洛河水质时空分布特征及污染源解析

[目的] 对2014—2020年北洛河干流4个监测断面的水质状况进行分析和评价,为进一步改善该流域水环境状况提供理论依据。[方法] 根据北洛河水量的年内分配规律,对丰水期、平水期和枯水期进行划分,采用主成分分析和综合水质标识指数法,对北洛河主要污染指标进行筛选和评价。[结果] COD,氨氮和氟化物是影响北洛河水体水质最显著的指标。从沿程分布上看,北洛河干流上中游水质最好,下游水质相对较差;从时空分布上看2018年之后北洛河干流水质改善明显,基本满足水功能区Ⅲ类水质要求。[结论] 北洛河上中游河段主要污染源来自于沿岸城镇生活污水和畜禽养殖废水排放;下游河段煤化工等企业工业废水和氮肥施用引起的农业面源污染是影响河道水质的主要因素。     

石泉县生态清洁小流域建设实践与发展对策

生态清洁小流域建设是有效控制水土流失、保护水质和流域内生态系统良性循环的重要举措。近几年来,陕西省石泉县在生态清洁小流域建设过程中采取围绕水源保护突出溯源治污,注重系统发力做好过程防控,深化治理内涵强化和谐发展,积极创新探索破解运管短板等措施,累计治理点、面源污染面积约25 km2,为"十三五"末建成宜居、宜游、宜业"三宜石泉"提供了有力支撑,但还存在生态清洁治理投资资金短缺、生活污水处理设施推广利用难、流域生态指标监测不足等问题。针对这些问题进行分析并提出建议,对探索生态清洁小流域水土保持和农业面源污染治理的新模式具有重要意义,对推动汉江流域生态清洁小流域建设具有重要借鉴作用。     

不同时空尺度下流域景观格局与水质的相关性研究——以嫩江右岸典型子流域为例

流域景观格局与水质的相关关系依赖于研究的时空尺度,区分时空尺度的研究有助于为流域水陆一体化管理提供准确依据。以嫩江右岸典型子流域为例,从亚流域、河流廊道2个空间尺度,丰水和枯水期2个时间尺度,研究了景观格局与河流水质的相关关系,分析了相关关系的时空差异。空间尺度上的研究结果表明：（1）亚流域尺度上与水质指标相关性显著的景观指标个数较河流廊道尺度多;（2）随尺度增大,NO3—N,综合污染指数与林地景观百分比的负相关性先增后减,400m处负相关性最强;TDS,NH4—N,NO3—N,综合污染指数与耕地景观百分比的正相关性先增后减,300m处正相关性最强,300～400m是嫩江支流廊道管理的关键区域。时间尺度上的研究结果表明,丰水期与水质指标显著相关的景观指数个数较枯水期多;丰水期林地、草地和耕地景观与水质指标的相关性强,而枯水期建设用地景观与水质指标的相关性强。     

密云水库水源涵养林对水质的影响

 为给密云水库流域的水质保护规划和控制措施提供理论依据,以密云县北庄镇为试验区对水源涵养林进行调查,对地表水进行监测,分析水质中存在的主要问题及其产生的原因。自2000年密云水库流域开始实施“退耕还林”工程以来,森林面积不断增加,减少了由于农田施肥造成的非点源污染,使地表水水质的浑浊度和氨氮指标有所下降。以油松林和板栗林为例,对降雨流经森林生态系统各环节的水质进行监测、分析,说明密云水库流域水源涵养林与降雨之间的淋溶、交换、吸附等过程对降雨具有净化作用。     

土地覆被变化对流域非点源污染的影响研究——以黑河流域为例

以黑河流域为例,在探讨SWAT模型在陕西黑河流域适用性的基础上,通过对不同土地利用情境下产生的非点源污染进行定量分析与对比研究,结果表明:①土地利用/覆被变化会对流域非点源污染产生极大的影响.林地具有较强的减水、减沙效应,从而极大地削减了流域非点源污染的产生.②加强土地管理,促进土地的合理利用,特别是15°以上坡耕地的合理利用,将是有效控制流域非点源污染,保护流域水质的有效措施.③未来黑河流域土地利用最佳状况是:响应国家水源保护政策,流域人口逐渐搬离,15°以上的坡地全部还林,在满足饮用水水质标准的情况下,允许15°以下坡度中有少量适宜农耕的耕地,无未利用地,且植被覆盖较好.此时,流域氮的年总负荷为13.25kg,磷的年总负荷为3.29kg,对流域水质不会造成污染.     

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。     

论对农业的保护问题

世界各国在促进农业发展过程中，在采取的方针、政策和措施上，都对农业进行保护。通过６个国家实例，阐述了以地农业保护的必要性、保护的目标、主要方面以及结合我国实际，应采取的可行措施。     

2014-2017年赣江上游稀土矿区典型流域水质污染变化及成因

[目的] 分析赣江上游稀土矿区典型流域水质的时空分布特征,揭示水质污染状况和成因,为该流域的水环境治理提供理论依据和数据支撑。[方法] 采用2014-2017年赣江上游桃江流域10个监测断面的6项水质指标,运用描述性统计分析、水污染指数法、相关性分析等方法分析该流域水质污染现状及其成因。[结果] ①桃江流域各监测断面不同水文时期的污染状况均存在差异,以氨氮含量的时空差异最为明显。②水污染指数评价结果表明水质类别为Ⅱ类和Ⅲ类所占比例分别为55%和29%,龙头滩断面的水质状况最差,以劣Ⅴ类为主。[结论] 水质污染成因解析揭示出氨氮为桃江流域最主要的污染物,降雨对流域内水环境的影响较大,农业活动和以稀土采选为主的工业活动是造成水环境污染的重要人为活动。     

基于生态产品价值的流域生态补偿标准核算研究——以海南省南渡江为例

[目的] 探索流域生态补偿标准在生态产品价值实现路径中的可操作性,为流域生态环境建设提供理论支撑。 [方法] 以海南省南渡江流域为研究区,基于生态损害赔偿、生态保护补偿理念,将其与InVEST模型和ArcGIS相结合,评估南渡江流域内主要生态系统服务,从生态系统服务变化的角度计算生态补偿标准。 [结果] ① 2015—2020年,南渡江流域内生态系统服务具有明显的空间异质性,中上游地区水源涵养服务、土壤保持服务和水质净化服务能力较强,流域下游地区较低。 ②2015—2020年,流域内水源涵养价值在205.39～260.76亿元之间;土壤保持价值在19.11～20.39亿元之间;水质净化价值在2 782.30~3 233.92万元之间。水源涵养变化量价值在11.50～27.32亿元之间;土壤保持变化量价值在1 137.16～10 365.34万元之间;水质净化变化量价值在7.99～400.59万元之间。 ③根据3种服务功能价值量计算,南渡江流域2016—2020年生态补偿标准为90.62亿元,年生态补偿标准在11.82～28.36亿元之间。 [结论] 2015—2020年,南渡江流域生态系统服务价值在224.81～281.48亿元之间,流域2016—2020年生态补偿标准在11.82～28.36亿元之间。该流域中上游是提供综合生态系统服务的核心区域。     

城镇-农业-生态协调的高原湖泊流域土地利用优化

为了解高原湖泊流域土地利用布局现状,探究在"城镇-农业-生态"协调下的高原湖泊流域土地利用空间优化配置方案,该文以抚仙湖流域为例,基于3S技术,运用MCR-CLUE-S模型,研究流域城镇建设情景、农业开发情景、生态保护情景和综合优化情景4种模式下2030年国土空间的结构和布局,最终提出抚仙湖流域"城镇-农业-生态空间"协调下的土地利用空间优化分区。结果表明:1)2005、2010和2015年抚仙湖流域城镇空间呈上升趋势,农业空间呈下降趋势,生态空间先升后降,10 a间空间分布格局基本一致;2)以重要水源地、湖滨湿地和大面积自然林地为保护源,选取高程和坡度等8个阻力因子,采用最小累积阻力模型和累积耗费距离模型构建抚仙湖流域生态安全格局,以及有利于生态保护的"源"核心区、生态保护区、生态边缘区、农业开发区、农业边缘区和城镇建设区;3)以生态功能分区面积为约束条件,通过Markov模型结合CLUE-S模型模拟抚仙湖流域2030年城镇建设、农业开发和生态保护情景下"城镇-农业-生态空间"的优化布局。城镇建设情景综合考虑生活需要以及政策指导下以开发城镇空间为主导的"城镇-农业-生态空间"数量及空间结构的发展方向;农业开发情景控制城镇空间规模,开发部分生态空间潜力;生态保护情景下农业空间面积有所减少,城镇空间面积少量增加;4)抚仙湖流域2030年综合优化情景模式下,根据土地功能的不同,划为城镇空间、农业空间、生态空间、城镇-农业空间、城镇-生态空间、农业-生态空间和城镇-农业-生态空间,其中农业-生态空间最小,生态空间最大;5)通过分析4种情景下区域发展的特点,结合抚仙湖流域耕地保护、生态保护和经济社会发展等多种因素,认为综合情景方案更合理并更适合当地的发展,其他3种单要素情景方案可为综合情景方案的实施进行相关的补充和调整。研究结果可为抚仙湖流域国土空间规划和生态保护战略决策提供参考依据。