小河流水环境容量测算与容量总量控制

实施水污染物总量控制是改善水环境质量的重要措施,我国对水污染物排放总量控制先后经历了浓度控制和目标总量控制阶段,现已逐渐进入容量总量控制阶段。浓度控制和目标总量控制制度的实施,在特定历史条件下的环境管理工作中发挥了巨大的作用,但随着我国环境管理方式和经济发展模式的改变,原有的浓度控制和目标总量控制制度已不能适应。为此,探索、建立容量总量控制机制是当前环保工作中的一个重要课题。文章针对蚂蚁河流域水质现状进行了水质达标分析,对辖区内的点源、面源和生活源排放情况进行了调查分析。选择适宜的容量测算模型,并科学地确定了COD、氨氮等水主要污染物的降解系数等计算参数,对该河水主要污染物环境容量进行了计算与核定,指出污染物的水环境容量研究是进行流域排污总量控制的基础,并对环境容量管理工作提出了建议。     

基于GIS技术小流域水环境容量控制单元流量的推求

[目的]基于GIS技术,推求小流域水环境容量控制单元的流量。[方法]采用ArcGIS9.0对清潩河进行水文分析,结合市控断面设置情况划分"水-陆"响应的控制单元;应用等值线图法、径流系数法和水文比拟法,推算控制单元的最枯月(90%保证率)汇水流量;综合考虑废水入河量和上游来水,计算各控制断面的最枯月流量,并取临颖高村桥断面计算值与2010年实测值进行对比。[结果]临颍验证结果表明,临颍高村桥断面最枯月流量计算值与2010年实测值分别为6.03、5.93 m3/s,相对误差为1.69%,说明推求结果合理。[结论]该控制单元划分方法合理,流量推求结果准确,能够满足水环境容量测算精度。     

基于WASP模型的灞河流域氨氮水质达标管理方案研究

基于WASP(the water quality analysis simulation program)模型,采用马渡王水文站近20年(1991年—2010年)50%保证率下的日径流数据,结合流域2015年点源、非点源排污现状,建立灞河流域一维水质模拟预测模型。基于基础情景和污染负荷削减控制情景(情景B-情景C-情景D)4种方案,分析了研究河段水质达标状况。基础情景A分析表明,全流域河段达标率在枯水期为38.45%,平水期为22.35%,丰水期均不达标。情景B-C-D结果表明,削减负荷在一定程度上保障了研究河段氨氮指标达标率,模拟年3个水期河段达标率在80%左右。     

南汀河流域化学投入品施用强度及控制对策

[目的]分析南汀河流域化肥农药施用状况和化学投入品施用强度超标的主要原因。[方法]采用文献研究法、问卷法、访谈法和抽样调查法等进行研究。[结果]南汀河流域平均化肥施用强度达517 kg/hm~2,化学农药施用强度达10.64 kg/hm~2,说明南汀河流域化学投入品施用强度严重超标;究其原因,除存在产业结构不尽合理的客观因素,还存在人们由于认识不足,为追求高产盲目使用化肥和农药,以及相关职能部门的引导和扶持的干预作用较弱等的主观因素。[结论]该研究为制定科学、有效的南汀河流域生态治理措施提供决策依据。     

邢台市水功能区达标分析与总量控制方案研究

以邢台市各水功能区控制断面水文资料和入河排污口调查分析评价结果为基础,选取COD和氨氮为控制限制指标进行达标分析。根据有关国家限制目标,规划设计2025年、2030年限制目标量和减排量,提出适合于邢台市水功能区达标的总量控制方案和改进措施建议,为实现邢台市水功能区综合治理规划目标和经济社会可持续发展提供科学依据。     

基于河流分段与分季节的涑水河水环境容量计算及模型预测

【目的】建立适合于干旱和半干旱地区季节性河流的水环境容量计算模式及预测模型。【方法】以山西省涑水河为例,基于河流分段(上游(横水铁路桥断面以上)、中游(吕庄水库断面至横水铁路桥断面)、下游(吕庄水库断面以下))和分季节(丰水期、平水期、枯水期)的原则,在传统水环境容量计算模型的基础上,利用涑水河流域现有的水文资料、环境资料及生态、经济等资料,探索影响干旱和半干旱地区河流生态环境容量的主要因素,构建涑水河水环境容量计算模式与自适应调整粒子群-RBF神经网络预测模型,并用涑水河流域监测数据、历史资料进行验证。【结果】水体原污染物质量浓度、当前水环境的质量标准、河流距离、河流流量、排放污水量和排放时间是影响干旱和半干旱地区河流生态环境容量的主要因素。在丰水期、平水期、枯水期涑水河3个断面之间水环境容量计算值与预测值均非常接近,计算值相对误差为0.12%~1.47%,预测值相对误差为0.09%~2.02%,可见计算方法和预测方法的精度均较高。【结论】涑水河水环境容量预测值可用于指导涑水河水资源优化配置和水环境污染控制,对推动干旱和半干旱地区流域的可持续发展具有积极意义。     

基于WEPP的蚂蚁河流域土壤侵蚀状况研究

[目的]探寻准确、有效的方法研究蚂蚁河流域土壤侵蚀状况。[方法]利用WEPP模型对蚂蚁河流域的侵蚀状况进行定量研究,得到近30年来蚂蚁河流域的土壤侵蚀分布状况,并结合模型参数进行分析。[结果]该流域土壤侵蚀较严重的区域位于东南部和北部,侵蚀量总体由中间向四周先逐渐降低后又升高。对所得到的侵蚀量进行换算,结果显示,该研究区的平均侵蚀模数范围为0~1 020t/(km2·a),属于微度和轻度侵蚀。[结论]WEPP模型的应用为东北黑土区土壤侵蚀预报提供一种可行方案,也为水土保持规划提供依据。     

基于CA-Markov模型的锡林河流域土地利用变化及预测分析

研究土地利用变化特征及预测未来土地利用变化的趋势,对经济平衡发展、提高生态环境质量、实现土地资源合理利用具有重要意义。以锡林河流域为研究区,对Landsat 2000、2005、2010年和2015年4期遥感数据进行目视解译,采用土地利用结构分析方法、重心迁移模型和CA-Markov模型,分析研究区16 a间土地利用演变特征,并对2030年土地利用情况进行预测。结果表明:1)2000-2015年,草地、林地和耕地呈波动变化,水域面积缓慢增加,建设用地不断扩张,未利用地面积在不断减少。建设用地、耕地和未利用地重心具有明显的方向性移动,耕地先向南后向北移动,建设用地主要向西北方向扩张,未利用土地重心持续向北移动。2)研究区综合土地利用动态度为5.70％,变化速率较快;锡林浩特市和各苏木土地利用变化速率差异较大,总体表现为中游＞下游＞上游;不同土地利用类型动态度为建设用地＞水域＞林地＞耕地＞未利用土地＞草地,即建设用地变化最快。3)研究区土地利用变化的主要方向为草地和未利用地的相互转换、耕地和草地的互相转换以及建设用地的不断扩张。4)2030年预测结果表明,耕地面积继续增加,速率有所下降,重心向西南方向移动;林地延续之前变化趋势,稳中有升;草地和未利用地面积继续减少,且未利用地重心持续向北移动;建设用地扩张明显,重心向锡林浩特市中心移动,速度减缓;水域有少量增加。CA-Markov模型与土地利用重心迁移模型相结合,实现了对未来耕地、建设用地和未利用土地的迁移方向的预测,可以为研究区提高草地退化防治效果、土地管理政策的制定和实施、城乡建设、土地利用规划等提供理论指导。     

藉河流域面临的水安全问题与对策探讨

水安全问题是近年来在中国水资源紧缺情况日益严重的背景下所提出的重要自然资源问题之一.为深入研究水安全问题的解决策略,以藉河流域的自然资源情况、经济发展情况为线索,分析了水土流失、水资源的供求、洪涝以及干旱等水资源问题,结合藉河流域基本情况对如何治理当地的水安全问题提出相应的防治对策.     

基于RUSLE的沂沭泗河流域水土流失强度研究

基于RUSLE对沂沭泗河流域的土壤侵蚀进行定量研究,确定土壤侵蚀风险区域。研究结果表明:该流域土壤59.297%为微弱侵蚀,15.65%为中度侵蚀,主要分布于沂沭泗河流域土壤侵蚀的重点风险区域和重点治理区沂蒙山区;人类合理的活动在减少土壤侵蚀中发挥重要的作用。研究结果为该区域控制水土流失提供了基础数据。     

淮河干流安徽段水环境质量评价

通过对2000～2006年安徽省辖淮河干流地表水环境质量例行监测数据的分析,评价淮河干流的水质现状和污染结构,预测干流水质的发展趋势.结果表明,2006年安徽省辖淮河干流整体水质状况属轻度污染,主要污染因子为石油类、NH3-N、BOD5和CODMn.2000～2006年,干流出入境断面水质显著好转,但总体水质无明显变化趋势.并针对如何改善淮河水质提出了建议.     

松花江流域水质管理空间数据库系统的研究与设计

松花江流域水质管理空间数据库系统是一个时态空间数据库管理信息系统,综合集成松花江流域水质管理信息数据与知识挖掘,为形成松花江流域水质管理提供系统性信息服务。文章从建立这一数据库信息系统的设计思路、系统组成和功能模块进行阐述。     

基于地表水目标水质的畜禽粪便水环境承载力估算

针对南方水网地区畜禽养殖业发展受限问题,以浙江省江山港流域为研究对象,实地调研核定流域水污染物来源途径与入河污染负荷量;基于QUAL2K模型,建立地表水水质响应模型,评估江山港流域在达到目标水质时的畜禽粪便水环境承载力;运用情景分析法探究畜禽养殖与地表水水质响应关系。结果表明：1)2020年江山港流域入河负荷量为190.564 t（以氨氮计）,土壤流失、污水处理厂、化肥施用、有机肥施用和水产养殖分别占总负荷的70.0%、14.8%、11.0%、2.8%和1.4%。2）当水质目标设定为达到Ⅰ类和优于Ⅱ类时,江山港流域能承载畜禽最大养殖量分别为133.5万和1 622.1万头猪当量,当前养殖规模未超载。3）江山港流域地表水水质对畜禽养殖量的响应关系弱,畜禽养殖不是流域水环境保护的制约因素。建议江山港流域加强生态沟渠的建设与管理,协同实现畜禽养殖业发展与水环境保护。     

汾河中下游复流前后水环境容量及排污控制量研究

【目的】明确汾河中下游水环境容量,改善水质不断恶化的状况,促进地区经济与水环境容量的协调发展。【方法】在一维稳态水质模型的基础上对排污口进行概化,推导出河段水环境容量计算公式。根据已有水质、水文监测资料和沿岸排污情况,选取污染物中所占比例最大的化学需氧量(COD)和氨氮作为河段的主要污染控制因子,计算出复流前枯、平、丰各频率年和复流后COD、氨氮的水环境容量。【结果】汾河中下游复流前枯、平、丰各频率年COD、氨氮的全年水环境容量分别为27 454.63 t,1 107.40 t;40 910.53 t,1 621.34 t;55 832.85 t,2 202.48 t。复流后COD和氨氮的全年水环境容量分别为26 512.22 t,1 031.60 t。【结论】汾河中下游污染严重,结合现状排污量计算得COD和氨氮在各设计条件下全年削减量分别为0~20 949.08 t和6 443.72~7 614.61 t。     

基于GIS的红枫湖流域土地利用变化与水质响应

为探究红枫湖流域土地利用变化与水质的响应,利用ENVI 5.2、Arc GIS 10.2软件对红枫湖流域2001、2008年和2016年的Landsat TM影像进行解译,选取监督分类法结合人工修正将研究区分为水域、林地、耕地、草地、建设用地、未利用地6个土地类型,并与水质进行Spearman秩相关分析。研究表明,红枫湖流域以林地和耕地为主,占总面积的60%以上。从2001年到2016年,耕地、林地、未利用地均有所减少,主要流入建设用地和草地,林地面积减少了10.68 km2,减幅达7.30%,建设用地增加了11.41 km~2,增幅达36.11%。2001年水质总体为Ⅲ类,建设用地与TP、NH3-N、COD呈现明显正相关关系,表明污染主要来自于工业源和生活源;2008年建设用地、耕地与营养指标表现出正相关关系,但未达到显著水平,水质总体为Ⅳ类,水质较差可能是工业源、农业源和生活污染源共同作用的结果;2016年耕地与TP、NH3-N、COD和DO的相关系数分别达0.757*、0.750、0.786*和-0.847*,说明在工业污染源和生活污染源得到治理后,农业面源成为红枫湖流域的主要污染源,但其排放系数较小,水质为Ⅱ类,没有对水质产生较大影响。总体上建设用地和耕地表现为污染"源"的作用,林地则呈现"汇"的效应。     

盆地环境条件下幼蟹养殖池塘浮游动物群落结构及水质评价

为研究盆地环境条件下幼蟹养殖池塘浮游动物群落结构特征,探究浮游动物群落结构与水环境因子的关系,以促进盆地地区河蟹养殖事业的可持续发展。2021年5—9月,对四川开江民生渔业发展有限公司养殖基地的幼蟹养殖池塘及水源水体的浮游动物群落结构和水环境因子进行采样监测,对采集到的浮游动物进行鉴定和定量分析,并利用生物多样性指数进行水质评价。结果表明,幼蟹养殖期间共发现浮游动物65种（优势种16种）,包括轮虫类36种（优势种9种）,桡足类15种（优势种2种）和枝角类14种（优势种5种）。幼蟹池塘轮虫、枝角类和桡足类的平均密度分别为1 685.0～25 370.0,1.7～34.3和57.7～960.3 ind·L^-1;平均生物量分别为1.087～10.261,0.022～0.434和1.234～13.738 mg·L^-1。水源水体轮虫、枝角类和桡足类的平均密度分别为30～510,0～12和2～166 ind·L^-1;平均生物量分别为0.001～0.132,0～0.316和0.006～1.081 mg·L^-1。幼蟹池塘的Shannon-Weiner多样性指数、Pielou均匀度指数和Margalef丰富度指数变化范围分别为1.233～1.994,0.451～0.678和1.478～2.404;水源水体的变化范围分别为0.849～2.171,0.474～0.910和0.577～2.306。RDA排序结果显示水体T、DO、TP、TN和COD_Mn是影响浮游动物群落分布的主要因素。生物多样性指数综合评价结果表明,盆地环境条件下幼蟹养殖池塘和水源水体污染状况相同,均处于中污染状态。     

平原河网区排水沟塘水质动态与景观特征的关系

为了探讨沟塘水质与景观特征之间的关系,以长江下游平原典型沟塘系统为研究对象,首先根据总氮（TN）、总磷（TP）、铵氮（NH₄⁺-N）、硝氮（NO₃^--N）浓度分析水质时空变化,再用景观指数法和土地利用动态模型分析沟塘景观特征变化,然后用Pearson相关性分析以及冗余分析对二者的关系进行研究。结果表明：不同季节的沟塘水质对景观特征有不同的响应,景观特征对干季的水质变化解释度能够达到47.3%,相对于湿季水质有较强相关性。沟塘景观结构能够解释15.7%~47.3%的水质变化,沟塘边缘密度在不同时段均对水质有重要影响,与污染物浓度呈显著负相关;景观组成中沟塘对水质作用相对较弱,但在景观结构中沟塘类型景观指数相较于其他斑块类型景观指数作用较强。研究表明,沟塘的形态结构特征对不同时段水质有重要影响,聚集的沟塘斑块以及复杂的边界条件对水质有利,沟塘景观特征与干季水质相关性较好。     

基于环境流体动力学模型的浅水草藻型湖泊水质数值模拟

针对内蒙古乌梁素海面临的污染现状,基于三维环境流体动力学模型(EFDC)的计算模式,将其与CE-QUAL-ICM模型耦合,模拟了不同情景下的乌梁素海藻类、总氮、总磷、化学需氧量年际和季节变化规律,模型中不仅考虑了风速和蒸发对模型的影响,也加入了挺水植物密度、高度、直径等形态指标,以此反映水生植物存在的区域中植物吸收降解污染物质、风速对底部应力、流场变化等因素对模型模拟结果的影响。研究结果表明:考虑挺水植物分布的耦合模型能够很好的模拟藻类和污染物质在乌梁素海内的年际、季节变化过程,模拟结果更接近于实际,模拟值与实测值间的相对误差基本控制在30%以内,大部分相对误差已控制在20%以内;降低入湖污染物质负荷直接影响着湖区内水质浓度的变化。另外,对于浅水或挺水植物密集而无法进入取得信息的区域,利用所建耦合模型能够为这些区域湖泊规划、管理、修复提供依据。     

篦齿眼子菜对水体氮、磷去除效果的研究

试验以白洋淀底泥为栽培基质,用室内栽培的试验方法,研究不同营养条件下,蓖齿眼子菜的生物量变化及其对水体中氮、磷的去除效果.结果表明:随着营养等级的提高,蓖齿眼子菜生长性状良好,且生物量及其对水体总氮的去除率均呈逐渐增加趋势,当水体中总氮浓度高于10 mg/L时,蓖齿眼子菜对总氮的去除率达到最高,为63.06％;对总磷的去除率呈递减趋势,水体总磷浓度低于0.9 mg/L时,蓖齿眼子菜对总磷的去除率最高,为96.63％.同时提出更加优化的修复富营养化水体的途径.