基于灰色关联分析法在区域水环境评价中的应用--以锦江河流域为例

根据锦江河流域下游湄河湾、石马湾、谭湾、锦滨等4个监测点的水质监测结果,运用灰色关联分析法评价该流域下游水环境。结果表明：该域水环境受到较严重污染,主要污染因子为总磷、氨氮和高锰酸盐指数。     

图们江中、下游流域水环境现状分析与评价

图们江中、下游流域城市集中,人口聚集,对整个图们江流域水环境影响较大,该研究调查了图们江中、下游水体中8项水质指标,并利用内梅罗污染指数法与对数型幂函数普适指数法评价了水体污染程度和富营养化程度。结果表明:在该流域有机污染与营养盐类污染相伴发生,且有机污染主要以可生化降解污染为主;2015—2017年,该流域水质整体处于清洁和较清洁水平,水质状况良好,8项分析指标中COD是该流域最大污染因子;该流域富营养化程度相对较高,均为富营养化及中营养化状态,丰水期高于枯水期,磷是该流域富营养化控制的关键;该流域各支流中布尔哈通河的水质污染程度及富营养化程度均最高。     

巢湖柘皋河沉积物重金属分布特征与风险评价

选取柘皋河为对象,研究了巢湖东半湖入湖河流沉积物中重金属的污染状况。自流域上游至下游共布设13个监测点(编号S1~S13),调查分析表层沉积物中V、Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb等7种重金属的含量和分布特征。结果表明,柘皋河表层沉积物中重金属的污染程度为CdCuNiPbVZnCr,其中Cu和Cd在部分河段污染较重,最高含量分别达到173.78 mg·kg~(-1)和1.11 mg·kg~(-1)。自流域上游至下游,各重金属含量总体呈升高趋势。柘皋河上游河段的重金属污染最轻,其内梅罗综合指数为0.33,处于安全范围;下游污染加重,内梅罗综合指数达到1.67,处于轻度污染水平。应用潜在生态危害指数进行风险评估后发现:所调查的7种重金属中Cd和Cu存在较高的环境风险,特别是在流域下游风险值提高;流域下游的重金属综合生态危害指数RI大于300,具有强生态危害等级,下游段应是重金属污染治理的重点区域。聚类分析结果显示靠近柘皋河入巢湖河口的S12点是重金属累积的"汇"和"拐点",再往下游的河口地段因受到河湖水文-水质交换的影响其重金属含量反而极速下降。分析认为,流域农业面源和下游的水产养殖活动是柘皋河重金属污染的主要来源。沉积物粒径分级结果显示,重金属在河道中自上而下的迁移和累积与水中粘粒的随波逐流和在靠近河口地段发生较明显的沉降密切相关。对柘皋河沉积物中重金属的潜在释放风险进行了评价,并提出巢湖柘皋河重金属污染的治理与控制策略。     

农村地区河流污染状况分析——以清远佛冈潖江某支流为例

以广东省清远市佛冈县潖江某支流为对象,对该流域水质污染现状进行了分析。由河流11个采样点的数据分析可知：总氮、CODcr和总大肠菌群是主要的污染因子;养殖场排污给下游水体造成严重的微生物污染。该地区河流污染的主要来源是未经处理的养殖废水,其次是未经处理的村民生活污水和农田灌溉水。     

南方红壤区楠溪江流域生态健康评估

选择典型南方红壤区楠溪江流域的水域和陆域生态系统为研究对象,运用遥感和地理信息系统技术,选取包含水域的生境结构、水生生物、生态压力和陆域的生态格局、生态功能、生态压力共6类16项指标,建立流域生态健康评估体系,进行多指标综合评估与压力分析。结果表明,楠溪江流域整体健康状况良好,仅水生生物和生态功能方面状况较差,83.3%的评估单元健康状况良好,其余状况一般且均处于流域下游。流域生态系统退化主要源于流域内城镇用地面积快速增长、畜禽养殖及无序捕捞等人为干扰,建议调整流域保护区域范围,加强对点、面源污染的管控,保护水生、河岸生物多样性。该评估方法和指标体系能全面反映楠溪江流域生态健康状况,以期指导生态脆弱地带流域管理,保障该流域及下游区域水体生态健康。     

武夷山国家级重点风景名胜区流域地表水质时空变化

通过对2008~2009年武夷山国家风景名胜区流域8个监测点不同水期水质污染物指标的跟踪监测分析,研究流域地表水质的时空变化特征。结果表明,在空间上,流域干流自上游至下游污染物含量总体上表现为:上游下游中游的趋势;在季节上,枯水期NH3-N、TP、NO-3-N浓度大于丰、平水期,主要与水量大小有关;TN、CODMn浓度表现为丰水期高于枯、平水期,与丰水季节降雨形成的非点源污染有关。该流域内水文特征环境因素、人类、农业活动及流域空间分布是造成溪流水质污染物特征的重要原因。     

密云水库流域农业非点源污染基本特征分析

通过对密云水库上游流域8个乡镇化学肥料、畜禽粪便、水产养殖等农业非点源污染的调查统计和监测,初步明确了该区域农业非点源污染的基本特征：（1）化肥的不合理使用和坡耕地耕作为该区域农田养分流失的主要原因,区域内农用坡耕地2005年流失氮素19.2 t,流失磷素5.5 t,流失养分的主要来源为施用的化肥;（2）流域内畜禽粪便污染负荷区域间差异明显,部分乡镇畜禽粪便环境污染风险大;（3）流域内水产养殖排放水体水质50%不达标,加剧了下游水体的富营养化.     

沱江流域农业面源污染排放特征解析

【目的】为了准确把握沱江流域农业面源污染现状,探明其首要污染源和关键污染物,对沱江流域农业面源污染排放特征进行分析,旨在为开展流域污染防治提供理论依据。【方法】应用历史资料宏观统计方法对沱江流域25个县（市、区）2012年农业面源污染情况进行初步宏观统计分析,运用排污系数法估算污染物排放量,污染评价与源解析采用等标负荷法,通过聚类分析划分污染类型。【结果】沱江流域农业面源污染物化学需氧量（COD）、总氮（TN）和总磷（TP）绝对排放（流失）总量分别为52.56×10⁴、4.10×10⁴和0.55×10⁴ t,表现出COD较多、TN和TP相对较少的特征,各流段与流域特征保持一致。流域中游各污染物绝对排放量较高,上游其次,下游最少。其中仁寿县各污染物绝对排放量为全流域最高,同时简阳市、雁江区和安岳县各污染物绝对排放量也较高,均位于流域中游。通过等标负荷评价发现全流域污染物等标排放总量为79 468.23 m³,其中TN等标排放量最高（34 151.65 m³）,占流域等标排放总量的42.98%,TP和COD相对较少,TP仅占流域等标排放总量的28.98%,流域各流段污染物等标排放量也表现为TN＞TP、COD,且流域不同县（市、区）等标排污系数也均以TN最高。全流域各污染源中畜禽养殖业源等标排放总量最高（44 898.96 m³）,占流域等标排放总量的56.50%,农村生活源等标排放总量仅次于畜禽养殖业源,水产养殖业源等标排放总量最低（1 311.91 m³）,流域各流段也以畜禽养殖业源等标排放量最高;沱江流域中游污染物等标排放量最高（56 095.43 m³）,上、下游等标排放量分别为12 817.43、10 555.37 m³,中游与上、下游差异较大,其中位于流域中游的仁寿县各污染物等标排放量最高（11 309.51 m³）,位于下游的自流井区与之相反。基于等标负荷评价及聚类分析结果确定沱江流域主要有畜禽养殖业源严重污染型、畜禽养殖业源主导型、畜禽养殖业源-农村生活源复合主导型和农村生活源主导型4种污染类型。【结论】畜禽养殖业源是沱江流域首要污染来源,总氮为首要污染物。沱江流域农业面源污染属于生产生活复合污染型,流域中游农业面源污染程度最严重,是沱江流域农业面源污染重点防治区域。     

细河流域不同重金属污染土壤微生物种群及微生物量的研究

[目的]研究细河流域土壤污染情况与土壤微生物之间的互作关系。[方法]测定细河流域不同剖面重金属污染土壤的基本理化性质及微生物氮、碳和磷含量,采用稀释平板分析法,对污染土壤微生物区系进行分离纯化,最后对污染土壤微生物群落多样性进行分析。[结果]供试土壤样品中,细菌数量最多,其次是放线菌,真菌数量最少;细河上游重金属污染严重,3类微生物数量均最低,中游污染次之,下游污染较轻。供试土壤微生物氮量和磷量与重金属污染程度呈负相关。细河下游土壤中细菌、放线菌和真菌的多样性指数最高,生境条件较好,土壤质量较优。[结论]细河流域土壤污染情况与土壤微生物之间有着密切的关系。     

钱塘江流域下游城市河道沉积物重金属污染评价

为了解钱塘江流域下游河道沉积物中重金属的污染情况,本课题以钱塘江流域下游城市河道(杭州下沙段)为研究区域,选择三处代表点(1号工业区、2号湿地区、3号生活区)位采集沉积物检测其中重金属镉(Cd)、铜(Cu)、铬(Cr)、锰(Mn)浓度,并运用潜在生态危害指数法和污染负荷指数法对其污染程度进行评价。潜在生态危害指数法表明大多数重金属污染处于低潜在生态风险等级,但Cd在1号点位和2号点位附近达到较高潜在生态风险,1号点位和2号点位3号点位均处于低潜在生态风险状态,但2号点位综合污染指数指数直逼中等潜在风险。污染负荷指数法也表明,Cd在1号点位和2号点位污染程度较高,均为重度污染状态,2号点位综合多种重金属污染达到强污染等级。评价结果显示：钱塘江流域下游城市河道重金属污染不容乐观,其中Cd是对河道污染较严重的元素,需要广泛的关注和有效的控制。     

近60年岷江流域气温变化趋势与突变性分析

利用岷江流域1955—2014年的逐月气温资料,采用线性趋势、距平分析、Mann-Kendall突变检验及Morlet小波变换对该流域上、中、下游的气温变化趋势及突变性与周期性进行分析。结果表明,近60年岷江流域年均气温、最高气温、最低气温均呈上升趋势,增速从大到小依次为上游、中游、下游;该流域各季节的年均气温由北向南递增,但冬季中游比下游略高;岷江流域年均气温从20世纪80年代中后期开始整体波动回升,进入21世纪后上升趋势显著,但上、中、下游的突变时间并不一致;岷江流域气温出现低温-高温循环变化的规律,上、中、下游分别以9、4、4年左右的周期振荡为主。     

图们江流域湿地土壤重金属污染特征

以中国一侧图们江流域为研究区,选取该流域湿地为研究对象,采集85个表层土壤样本,对Cr、Ni、Cu、Zn、As、Cd和Pb这7种重金属含量进行测定。利用主成分分析法探索污染来源,通过地质累积指数与内梅罗指数相结合的综合指数法(GNI)及潜在生态危害指数法(RI)并结合GIS技术对土壤重金属污染程度及空间分布特征进行分析。结果表明,图们江流域湿地土壤7种重金属中Cu、As、Cd和Pb污染情况显著。Cu、Zn、As和Pb主要受人为因素影响,Cr、Ni和Cd主要由自然因素影响。图们江流域湿地土壤重金属新综合污染指数评价总体上基本处于偏中度到中度,其中As污染较为严重;潜在生态危害污染评价总体上处于轻度;其中Cd污染较为严重。从整体流域分界上看,污染程度表现为中游下游上游;从整体空间分布上看,污染程度由西向东表现为先升高在降低,由北向南表现为降低。     

黑河流域土壤理化性质分布特征

以黑河流域纵向梯度(上游、中游、下游)不同植被覆盖条件下的土壤作为研究对象,通过野外调查取样和数据分析相结合的方式,系统地分析了该流域土壤理化性质特征。结果显示:黑河流域土壤密度、pH值、电导率在黑河流域表现为下游中游上游,且3个指标在黑河流域上游﹑中游及下游具有显著差异性;沙粒含量不论在上游﹑中游还是下游,都是占主要组成成分的。其中,沙粒的含量在黑河下游表现最高,为84.93 g·kg~(-1),且显著大于上游和中游的含量。粉粒的含量在中游表现最高,为29.30 g·kg~(-1),且黑河流域上游、中游及下游的粉粒含量具有显著差异性;黑河流域土壤全碳量和全氮量表现为上游中游下游,差异显著。由此可知,黑河上、中、下游土壤理化性质差别较大。     

黑河流域土壤理化性质分布特征

以黑河流域纵向梯度(上游、中游、下游)不同植被覆盖条件下的土壤作为研究对象,通过野外调查取样和数据分析相结合的方式,系统地分析了该流域土壤理化性质特征,结果显示:(1)黑河流域土壤密度、pH值、电导率在黑河流域表现为下游中游上游,且3个指标在黑河流域上游﹑中游及下游具有显著差异性;(2)沙粒含量不论在上游﹑中游还是下游,都是占主要组成成分的。其中,沙粒的含量在黑河下游表现最高,为84.93 g·kg-1,且显著大于上游和中游的含量。粉粒的含量在中游表现最高,为29.30 g·kg-1,且黑河流域上游、中游及下游的粉粒含量具有显著差异性。(3)黑河流域土壤全碳量和全氮量表现为上游中游下游,差异显著。由此可知,黑河上、中、下游土壤理化性质差别较大。     

湛江某流域水稻田土壤汞污染特征及评价

【目的】开展湛江某流域水稻田土壤汞污染调查,为流域农田合理种植及农产品安全生产提供参考依据。【方法】测定研究区上、中、下游水稻田共42份土壤的汞元素含量,综合采用单因子指数法、地累积指数法及潜在生态风险指数法进行污染评价,并结合指示克里格法分析汞污染概率的空间分布特征。【结果】湛江某流域水稻田土壤汞元素含量范围为0.040～0.504 mg/kg,变异系数为68.42%,属中等变异程度;土壤汞含量平均值为0.193 mg/kg,总体上表现为中游>上游>下游,其中中游平均值为0.343 mg/kg,为全流域最高。总体上虽未超过国家农用地土壤污染风险筛选值（0.5 mg/kg）,但远高于湛江土壤背景值（0.045 mg/kg）,汞含量平均值是湛江土壤背景值的4.3倍。整个流域水稻田土壤中汞污染较明显,基于湛江土壤背景值的单因子指数评价结果表明,水稻田土壤中汞出现重度累积的样点高达52.38%;地累积指数分析结果显示33.33%的样点为中污染至强污染;整个流域水稻田土壤的汞元素潜在生态风险指数平均值在160～320范围内,风险等级为IV级,属于很强潜在生态风险。指示克里格法分析结果显示该流域水稻田土壤中具有较高汞污染概率,尤其是中游流域污染情况较突出。【结论】湛江该流域水稻田土壤汞含量属于安全范围,但存在很强的潜在生态风险。农药化肥的大量使用及汽车尾气排放可能导致水稻田土壤汞污染的问题应引起重视。     

沮漳河流域水质的时空变化与评价

[目的]科学研究与评价沮漳河流域污染物排放与水质的时空变化规律。[方法]沿沮漳河流向选取6个断面,于2015—2016年分别进行取样与样品分析,并分别采用单因子污染指数法和综合污染指数法对水质进行分析与评价。[结果]沮漳河流域主要污染物排放在时间分布上没有显著差异,但在空间分布上呈显著差异,其中下游的TN和COD_(Cr)显著高于中上游。单因子污染指数评价表明,沮漳河主要污染物为TN,其次是TP。综合污染指数评价结果表明,沮漳河宜昌河段水质整体较好,但荆州河口断面水质污染严重,水质评价结果达到Ⅳ类,其他断面水质则符合Ⅲ类。[结论]沮漳河流域的水质呈现枯水期劣于丰水期和平水期、下游地区劣于上游地区的特征。     

湖北四湖流域排水沟渠水质指标的因子-聚类分析

排水沟渠水质监测是研究湿地农业区域农业面源污染特征的基础。沿湖北四湖流域总干渠两岸采集了14个排水泵站所在沟渠水样,测定了EC、pH值、DO、COD、TN和TP6项水质指标,应用因子分析、聚类分析对该流域沟渠水质指标进行了分析。结果表明,沟渠水质的主导影响因子为水体氮、磷负荷;以3个主因子得分为依据进行聚类分析,将沟渠污染水平划分为4种类型,即重度、中度、轻度污染类型以及一个特殊的生物污染类型,其中属于重度、中度、轻度污染类型的沟渠分别位于流域总干渠的中游、上游、下游3个空间位置;属于特殊的生物污染类型的沟渠是洪湖出口处的万全泵站所在的沟渠,表现为溶氧低、耗氧高。     

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。     

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。     

浙江省安吉县西苕溪流域非点源污染负荷研究

为探究浙江省安吉县西苕溪流域非点源污染现状,运用污染输出系数法对非点源污染负荷进行估算,并应用地理信息系统(GIS)技术对非点源污染负荷的空间分布特征进行分析.结果表明,2007年浙江省安吉县西苕溪流域非点源污染COD、TN、TP、NH3-N输出总量分别为2 236.12t、1007.22t、78.11t、82.90t,分别占西苕溪流域污染物总量的71.91％、70.05％、83.52％、23.64％,其中农村生活污水、农林用地和村镇工业废水是COD的主要污染源,农林用地是TN的主要污染源,农村生活垃圾、畜禽养殖和农林用地是TP的主要污染源,畜禽养殖和村镇工业废水是NH3-N的主要污染源.在空间尺度上,非点源污染负荷主要集中在西苕溪流域中下游地区,COD、TP、NH3-N输出量从上游至下游逐渐增加,但TN输出量相近.