河流水环境容量的估算和分配研究

在水污染物综合降解系数率定、分析和验证的基础上,估算不同设计条件下曹娥江上游主要支流的水环境容量,并给出了综合体现社会性、经济性和历史性的水环境容量分配方案。结果表明,河流中CODMn和NH4^＋-N的综合降解系数受到水温和流量的影响,而具有显著的时间变异性,变异范围分别为0.078～0.29/d和0.087～0.3/d,其中以冬季枯水期（11月,10月,12月,1月）的值最小。不同设计条件下,CODMn和NH4＋-N全年水环境容量分别为139.74～633.80 t和56.47～151.09 t。通过增加设计流量、降低水质目标、采用段末控制的方法均能不同程度地增加河流水环境容量,但加大污染治理力度、削减流域内各业的排污量,才是提高河流水质的根本方法。为保证社会、经济、水环境的协调发展,河段沿岸的部分排污企业需削减当前CODMn排放量的27.5%～70.5%,所有NH4＋-N排污企业需削减当前NH＋4-N排放量的12.6%～70%。这样的分配结果不但具有实际的可操作性,而且有利于促进排污权交易市场的形成。     

南水北调中线水源区汉江流域水环境容量研究

汉江流域作为南水北调中线工程的水源区的起始端,其水质状况对丹江口水库和陕西境内汉江沿岸社会经济发展和人民生活影响重大.结合汉江流域水质、水文监测资料和沿岸排污状况,通过不同的水文条件设计,并应用一维和二维水环境容量模型,对已划分的水功能区,计算出其主要污染物COD的水环境容量.     

辽宁省典型流域水环境容量计算与分析

根据一维、二维水质模型,建立了水环境容量计算模型。在全面分析辽宁省某典型河流的水质状况、污染源及污染物特征的基础上,选取一维水环境容量模型进行计算。以河段功能分区情况为基础,结合该典型流域各断面水质及水文站的水文监测资料,对该河流的主要污染物COD在不同保证率（90%,50%,20%）情况下的水环境容量进行计算,全河段平水年水环境容量达2 520.71 t/d,并对结果进行了分析,在计算结果的基础上,提出了针对典型流域进一步改善和控制水环境的规划建议。     

渭河流域宝鸡眉县段水环境容量核算与分析

随着陕西经济建设的飞速发展,环境问题日益突出,渭河水生态环境也随之遭到破坏。为提高干流水体消纳污染负荷的能力,以渭河眉县干流及境内3条较大的支流,即石头河、霸王河、汤峪河为研究对象,通过实地监测获取选定河段的河宽、水深、流速、溶解氧以及COD等相关水质参数。采用一维水质模型核算出干流河段稀释混合长度。通过情景设定,对比分析干流稀释混合长度与河流背景COD浓度以及污染排放量之间的关系。结果表明,采用完全混合模型核算出3条支流河段均有一定剩余COD水环境容量,可以很好地补给干流水环境的污染负荷能力。结合干流稀释混合长度与支流水环境容量,提出河段达标优化治理方案。     

基于遥感的泾河流域日蒸散量估算

蒸散发是陆地水分和能量循环过程中的重要环节。利用遥感数据与传统蒸散发模型相结合的方法,对泾河流域2006年3—10月日实际蒸散量进行动态模拟,并利用LAS站实测数据对模拟结果进行了验证。结果表明:1)基于遥感的P-T方法估算地表实际蒸散发可获得较好的效果。2)泾河流域蒸散发空间上,总体趋势为"南高北低;东西两侧山区高,中部平原低";林地蒸散量最高,其次为农田,最低的是草地。3)时间上,泾河流域蒸散发呈单峰型分布,7月、8月份的蒸散发量最高。4)月均气温、月降雨量和月均植被指数与月均蒸散发量的相关系数分别在0.8,0.5,0.7左右,表明温度、降水和植被是影响泾河流域蒸散发的关键因素。     

泾河流域模糊关系方程输沙量预报模型研究

根据模糊数学基本理论，运用泾河流域１９５２～１９８４年的降雨、输沙资料，建立了泾河流域年输沙量的模糊关系方程预报模型，据此对流域１９８５～１９８９年的输沙量进行了预报，并预估了相应的产沙水平。经与实测值验证，结果令人满意。     

无定河流域水环境规划研究

根据无定河流域面临的水环境问题,运用系统科学的原理和方法,建立了一套兼顾经济、环境、社会三者效益的流域水环境规划模型,通过模型的求解,得到了满足水环境要求的水库水沙运行方式、不同水平年的污水处理厂规模.本文的研究成果不仅对无定河流域水环境规划具有重要意义,而且对其他类似流域水环境规划有重要的参考价值.     

沙湖的水环境容量和污染物总量控制

[目的]探明宁夏回族自治区沙湖富营养化状态及计算主要污染的水环境容量,为沙湖入湖污染负荷的削减和水环境保护提供一定依据。[方法]于2015—2017年冬(1月)、春(4月)、夏(7月)、秋(10月)监测了沙湖水体理化指标。采用综合营养状态指数法对其富营养化状态进行了评价,采用沃伦威德(Vollenweider)模型和狄龙(Dillion)模型计算了4种不同水质目标情景下的高锰酸盐指数、总氮和总磷的水环境容量。[结果] 2015—2017年沙湖富营养化状态总体上为春、冬季轻度富营养化,夏、秋季中度富营养化;情景二和三水质目标下沙湖2015—2017年高锰酸盐指数,总氮和总磷水环境容量剩余量均为0;情景四水质目标下沙湖2015—2017年总磷的水环境容量剩余量均为0,高锰酸盐指数的水环境容量有剩余量,总氮的水环境容量2015年有剩余量,2016—2017年剩余量为0。在2017年水质现状的基础上,达到Ⅲ类水质要求高锰酸盐指数、总氮和总磷分别消减655.97 t,39.27 t和1.41 t,消减率分别为112.89%,45.58%和37.60%;达到Ⅳ类水质要求高锰酸盐指数、总氮和总磷分别消减0,15.83 t和0.94 t,消减率分别为0,18.37%和25.07%。[结论]沙湖水体呈现一定程度的污染,已达到富营养化状态,高锰酸盐指数、总氮和总磷的水环境容量大于目标要求的水环境容量,应该及时进行治理和保护。     

永定河水系水环境容量计算与分析

以山西省永定河水系固定桥、册田水库等6个水质站点为样点,根据《地表水环境质量标准》中的Ⅲ类水质标准,选取COD、氨氮和挥发酚为指标,对其水环境容量的进行了计算分析与评价。结果表明,册田水库水质相对较好,堡子湾次之,艾庄、固定桥、高山、观音堂水质较差,其中艾庄、固定桥已经丧失了饮用功能。根据实际,提出了相应的措施。     

湖泊水环境承载力研究

以博斯腾湖为实例研究湖泊的水环境承载力,从湖泊水环境承载力的承载媒介(水资源量和水体质量)入手,以湖泊水环境承载力的承载对象(人口、污染物质、人类活动等等)为基础,建立湖泊水环境承载力研究概念模型和量化模型,通过建立湖泊生态需水量模型、湖泊环境需水量模型,结合系统动力学法计算了博斯腾湖的水资源量承载力,结合二维水流——水质模型模拟了湖泊中的污染物质(BOD、TN、矿化度)浓度分布,通过各点浓度分布经过聚合得到整个湖泊不同水位、不同来水频率下的水环境容量、富营养化水平、矿化度水平,而博湖的有机污染加剧、富营养化、矿化度升高正是湖泊水质受损的重要因子,通过这些因子用多目标规划模型得到湖泊的水质承载力。最后,将水资源量承载力和水质承载力结合得到湖泊的水环境承载力,对于湖泊水环境承载力的研究具有重要意义。     

辽河流域各市水资源承载力计算分析

为了探讨辽河流域各市的水资源承载状况,以水资源的极限承载力作为水资源承载力的定义,根据最小生态需水量和适宜生态需水量分别计算了水资源可利用量的上限及下限,在此基础上用多目标计算了"生态一般型"、"生态良好型"及"生态良好节水型"三种方案下辽宁省辽河流域各市的水资源的"生产"、"生活"和"生态"的极限承载力,并根据各城市的特点对计算结果进行了分析,分析表明"生态良好节水型"方案生态经济社会效益最好。     

基于盲数理论的四川省西充河水环境容量研究

嘉陵江一级支流西充河为四川省严重污染河流。经监测分析,2009年西充河水质被评为劣5类,主要污染物包括氨氮、化学需氧量、总氮、总磷、粪大肠菌群等。以西充河南充市段为研究对象,运用盲数理论测算,对比了西充河雷打石和拉拉渡2个断面2003—2009年的水质监测资料。2个断面的水环境容量值CODCr为637.01kg/d,NH3—N为0.76kg/d。2断面间的化学需氧量、氨氮超过水环境容量值(WCODCr=874.59kg/d,WNH3—N=116.34kg/d)分别是允许水环境容量的1.37和153倍。为了达到国家3级水质标准,西充河的治理已经刻不容缓。     

泾河来水来沙对渠首电站运行的影响

针对泾河河流含沙量高,电站运行工况复杂的实际情况,通过分析泾河干流(电站取水口)1994—2009年水文数据,研究了泾河来水来沙变化特点及对电站运行的影响。结果表明,在强烈的区域水土保持措施的作用下,泾河近16a来年径流量和输沙量均呈明显下降趋势;河道来水来沙年内分布极不均匀,汛期来水来沙分别占全年来水来沙量的64.6%和92.6%,尽管来沙量减少但汛期河水含沙量仍然很高。针对泾河来水来沙变化特点,进一步探讨了泾河来水来沙对电站运行的影响,并初步给出了高含沙条件下几种保证电站正常运行的对策。     

陕西省榆林市水资源人口承载规模研究

榆林市地处于我国生态脆弱带和水土流失严重地带,属重度缺水地区,其能源化工产业的迸发式增长造成用水需求和水污染的巨大压力。水资源已经成为决定其人口和产业发展规模的刚性约束条件。针对这类资源性缺水的能源型地区,开展水资源人口承载能力评价已成为促进可持续发展的必要研究工作。通过对1956—2010年的水文资料与1980年以来的人口数据进行统计分析,对未来人口和需水量进行预测,基于城市人口适度发展规模模型,结合GIS技术,利用超载度的指标衡量并预测了榆林市2020年人口规模及承载状态。结果表明:榆林市水资源的人口规模现处于轻度超载状态,超载人口8.14万人,超载度为1.02,超载度随时间逐渐加重,超载人口数量成倍数增长;到2015年,水资源能够承载的人口适度规模与预测结果相比,超载人口达15.99万人,超载度达到1.04;到2020年,超载人口约30.93万人,超载度增加为1.08;超载人口主要以城镇人口超载为主,2015年、2020年的超载度分别为1.89和1.73,农村人口处于可承载状态,并呈现递减趋势。由此可见,在现有的人口集聚模式下,城镇人口的增长势必加重人水矛盾,城镇化与水资源相互制约的作用会更加突显。     

中国农业生产水环境承载力及污染风险评价

[目的]对我国各区域农业生产水环境承载能力和污染风险进行评价,以期实现水环境承载力的可控和生态环境的平衡,为合理规划农业生产密度与区域布局、实现农业可持续发展提供参考和意见。[方法]利用2006—2014年中国7大农区24个省份的统计数据,采用过剩氮和水盈余方法测算农业生产水环境承载力。[结果]中国农业生产水环境负荷警报值不断向污染威胁临界值靠近,辽宁、河南、河北、山东、江苏和宁夏6个地区的污染风险最为严重。[结论]污染风险严重的地区应强制实行农业生产总量控制与污染消减措施;东北平原、长江流域和华南基本不存在污染风险,可适当扩大农业生产规模;河套灌区和汾渭平原污染风险较低,应结合地区产业发展特色,重点加强污染物消减措施。     

水环境承载力研究述评

回顾了水环境承载力研究的酝酿、兴起和发展阶段，总结了水环境承载力的基础理论和研究方法，分析了水环境承载力的概念、内涵和承载机制，着重论述了水环境承载力的研究方法。认为水环境承载力的进一步研究应该完善其基础理论和支撑理论，促进研究方法向模式化和模式的动态化方向发展，加强水环境承载力的应用研究。     

泾河流域高含沙水流的尺度效应研究

基于泾河流域1965—2014年5—9月的逐日降雨量、逐日径流量和逐日含沙量数据,选取日含沙量≥100kg/m3作为高含沙水流,分析了泾河高含沙水流的空间特征及其变化,并参考降雨量探讨变化成因。结果表明,研究期内泾河流域的高含沙水流变化可以分为3个阶段:1965—1978年为多发期,1979—1990年为略微减少期,2006—2014年为显著减少期。将泾河流域分为南北两个分支,高含沙水流具有明显的尺度效应,北支的产沙模数随流域面积增加而减少,产流模数随流域面积增加而增加,南支的产沙模数随流域面积增加而增加,产流模数也随流域面积增加而增加。南北两个分支的产流模数和产沙模数在3个阶段经历了相似的变化,先是1979—1990年略微减少,之后在2006—2014年显著减少,使最初的复杂尺度效应转变为后期简单的线性尺度效应。分析结果说明泾河流域内部各区域在水土保持措施长期实施下高含沙水流均得到有效控制。     

泾河流域径流-泥沙的尺度效应研究

[目的]分析泾河流域径流和泥沙的尺度效应,并通过突变检测确定突变时间点,对比突变前后水沙尺度效应的变化,为气候变化和人类活动对水沙尺度效应研究提供支持。[方法]收集整理了泾河流域1958—2013年的水沙资料,基于流域水沙异源的特性,将流域分成南北两个分支,分别探讨2条分支水沙的尺度效应,并通过Mann-Kendall突变检验方法计算出突变时间点,对比突变前后尺度效应的异同。[结果](1)南北两分支的径流—泥沙之间的尺度效应具有反向关系。北支(洪德—张家山)的产流模数随面积增加表现为线性增加,南支(三关口—张家山)的产流模数随面积增加表现出对数函数关系,随集水面积增大产流模数先快速减小后缓慢减小。北支的产沙模数随面积增加表现为线性减少,南支的产沙模数随面积增加表现出幂函数关系,即随面积增大产沙模数先快速增加后缓慢增加;(2)突变后水沙都比突变前出现了不同程度的减少,突变前后水沙的尺度效应大部分具有相同的拟合函数关系式,仅南支的产沙模数由突变前的最优二项式函数拟合转变为突变后的线性函数。[结论]气候变化和人类活动的共同作用不同程度的改变了泾河流域径流—泥沙的尺度效应。