洋河水库流域纳污能力及消减量分析

[目的]分析洋河水库流域纳污能力及消减量。[方法]在统计分析洋河水库流域污染物负荷量的基础上,根据水环境数学模型,结合流域内各个子流域控制单元的污染状况、水质现状和水质管理目标,计算多年平均、50%保证率和75%保证率水量条件下各个子流域控制单元的主要污染指标(TN、TP、COD、NH_3-N)水体纳污能力及消减量。[结果]多年平均水量条件下TN、TP、COD、NH_3-N的水环境容量分别为428.26、144.19、1 845.28、182.56 t/a;库区和西洋河支流的污染物消减量最大,为今后重点污染治理的区域。[结论]该研究可为洋河水库流域面源污染防治及消减提供理论依据。     

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.     

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。     

鄱阳湖水环境承载力及主要污染源研究

通过研究鄱阳湖水环境承载力、水污染主导因子及其主要来源,为科学规划鄱阳湖生态经济区的产业布局和发展规模,建设"环鄱阳湖生态经济区"提供理论依据。研究结果:鄱阳湖水资源承载力0.5216,表明鄱阳湖水资源对流域内社会经济发展还有一定的承载空间;水质承载指数6.179,说明流域范围内主要污染物的排放量超过鄱阳湖的水质承载力;水环境承载力4.295,反映出鄱阳湖虽然水资源丰富,但水环境较差的水质性缺水的生态问题仍然存在,防治流域水污染刻不容缓。鄱阳湖水体中BOD、COD的年纳污量虽小于Ⅲ类水质控制纳污量,但TN的年纳污总量介于Ⅲ类水和Ⅳ类水质的控制纳污量之间,TP年纳污量大于Ⅳ类水质的控制纳污量,TN和TP成为湖区水体的主要污染因子。鄱阳湖水体中的COD、TN、TP主要来源于城镇生活污水和非点源污染,其中非点源污染的贡献率最大,农业非点源污染控制应成为"环鄱阳湖生态经济区"建设重点。     

湘江保护治理对水质的影响及原因分析

湖南省于2016—2018年针对湘江保护和治理开展了第二个“三年行动计划”(简称“行动”),但是其对湘江水系水质的修复效果及其关键因素并不完全清楚。本研究选取湘江干流和支流26个水质监测站的2015—2018年水质逐日监测数据,分析该行动对湘江水系水质变化的影响及其原因。结果表明,调查期间水质各项指标基本保持在国家地表水Ⅲ类水质及以上。水体污染时空变化特征主要表现在:从上游到下游,干流氨氮富集,总磷先上升后下降;支流比干流污染更严重,乡村站点比城镇站点的氨氮浓度低、总磷浓度高;氨氮冬季高、夏季低,总磷秋季达到峰值。水体污染与pH、溶解氧浓度负相关,而与高锰酸钾指数正相关。氨氮和总磷可能的主要来源分别是城镇工业污染排放和农业源排放。本次“行动”使水体氨氮浓度、总磷浓度、高锰酸钾指数分别下降32.24%、30.03%和5.80%,溶解氧浓度增加4.66%。污染改善的主要原因可能在于干流沿岸城镇和工业污染的氮磷协同减排,其次是乡村和支流的农业源减排。因此,湘江流域水体的后期治理应该更多地关注农业源水体污染物尤其是磷的排放。     

辽河流域干流水质特征分析与评价

根据国家《地表水环境质量标准》,采用单因子评价方法,对辽河流域干流28个断面水质进行分析和评价。结果表明,辽河流域水质污染严重,水质超标区域主要分布在辽河干流的上游和下游,主要污染指标为高锰酸盐指数、氨氮、挥发酚和重金属元素。其中,高锰酸盐指数在辽河上游老山头断面超标倍数为Ⅴ类水体标准的17.3倍。辽河干流39%的河段为Ⅲ类水体,21%的河段为Ⅳ类水体,Ⅴ类或劣Ⅴ类水体的比例高达40%。     

三峡库区汉丰湖流域水环境容量实证研究

采用二维水质模型对三峡库区汉丰湖流域流量、水位、污染源排放、水动力和水质进行模拟,依据国家标准和规范计算了2017年的三峡库区汉丰湖流域水环境容量。结果表明,三峡库区汉丰湖流域COD、氨氮(NH_3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)的水环境容量分别为30 596.93、2 795.97、2 882.35、144.12 t/a。目前三峡库区汉丰湖流域水体的COD、TN、TP已经达到水环境容量限值,属于饱和运行状态;NH_3-N污染负荷已基本接近维持现有水质功能下的水环境容量阈值。     

小清河流域畜禽养殖结构变化及其粪便氮素污染负荷特征分析

在分析小清河流域199l-2007年间畜禽养殖总量和结构变化态势的基础上,估算该流域畜禽养殖粪便总量和氮素污染负荷量及其空间分布特征..结果表明:该流域畜禽养殖粪便量(以氮含量为标准的猪粪当量计)呈现增加-下降-增加-下降的趋势,基本上是随着畜禽养殖总体数量的变化而变化.小清河流域上游地区畜禽养殖产生的粪便量最大,约占整个流域地区的58%,对小清河流域氮素污染起到主要作用.该流域畜禽粪便平均氮素污染负荷为116 kgN·hm-2,但流域各县粪便氮素污染负荷量则差异较大.负荷量大的县(区)主要集中在小清河流域的上游地区(槐荫区除外),其氮素污染负荷均高于250 kgN·hm-2欧盟的最高限制标准,尤其是历下区和天桥区的氮素污染负荷最为突出,对小清河流域水体环境影响极大.     

秦岭北麓小流域地面水质特征及农业面源污染负荷

【目的】研究农业面源污染对秦岭北麓河流水质的影响及其面源污染负荷,为更科学有效地治理水环境及促进农业的可持续发展提供参考。【方法】以陕西周至余家河竹峪乡段流域为监测对象,从上游到下游共布设了8个水质监测点,分析2012-10-2013-10水质基本性质(流量、水温、pH、总悬浮物、溶解氧、电导率)和面源污染指标(总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD))的变化,并在此基础上,采用排污系数法和等标污染负荷法计算各污染物的等标污染负荷,从而确定出该区域主要农业面源污染来源。【结果】2012-10-2013-10,余家河流域水体TN质量浓度逐渐降低;TP质量浓度春季较高,其次是秋季和冬季;水体COD质量浓度呈波动性变化,在2013年由春季进入夏季后,总体呈下降趋势。各水质监测指标中,除TN质量浓度严重超标(最高超标9.6倍)外,其他指标均符合地表水Ⅲ~Ⅳ类水质标准。余家河流域农业生产过程中排放到河流中的TN、TP及COD等标污染负荷总量分别为2.167 0×10-6,0.617 0×10-6,0.670 0×10-6 m3/年,污染物贡献率依次是TN>COD>TP,主要污染源贡献率依次为生活污水>种植业>畜禽养殖。【结论】陕西周至余家河流域的农业面源污染属于农业生产和生活的复合污染。     

基于SWAT模型的流域非点源污染模拟——以密云水库北部流域为例

本文利用SWAT(Soil and Water Assessment Tools)模型,在GIS技术和流域数字高程模型的支持下,对北京密云水库北部区域进行了流域非点源污染模拟研究,建立了一套适用于SWAT模型的研究区非点源污染基础信息库;根据2000-2002年的气象、水文、水质等监测数据,对研究区非点源污染负荷的时空变化进行模拟.结果表明,在空间尺度上,白河流域产流(占总流域的47.75%)、产沙(占总流域的53.65%)最大,但潮河水系含沙量(占总流域的62.55%)最大;单位面积氮磷流失量最高区域在潮河水系的东部丘陵区安达木河控制流域,其次为西部山地区的白河水系控制流域, 流失量最低的区域出现在潮河水系中部冲积扇区主河道控制流域.在时间尺度上,8月份流量最大,占雨季总流量的51.48%;而硝态氮和矿物质磷在9月份输出最大, 分别占雨季总输出83.64%和50.55%.不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同,不同土地利用类型非点源污染流失负荷不同,耕地负荷贡献最大,其次是农村居民点,林地的污染负荷贡献最小.     

第二松花江流域非点源污染输出负荷研究

根据第二松花江流域水文具有明显季节变化和非点源污染主要发生在汛期,点源排放鼍年内相对稳定的特点,利用第二松花江流域出口控制水文站和水质控制断面监测数据,分别计算了第二松花江流域COD和NH厂N的非点源输出负荷.结果表明.流域多年平均输出的非点源COD负荷为99930t·a-1,点源COD负荷为174 743 t·a-1,分别占流域总输出COD负衙的36%和64%,点源COD污染仍是第二松花江流域的主要污染源;非点源NH-4LN输出负荷为9888 t·a-1,占总NH3-N负荷的44%,并呈增长趋势;非点源污染输出负荷有明显的时空分布特征,并与流量呈显著正相关.夏汛期非点源COD输出负荷(y)与同期流量(x)有y=44849+161·682x.因此可利用气象、水文动态预报数据进行流域非点源污染输出负荷的预报,为非点源污染预防和控制提供科学基础.建议在继续加大流域内工业废水和生活污水处理力度的基础上,对非点源污染防治也要进行更多关注.     

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。     

稻田水肥管理对不同尺度区域农业面源污染排放规律影响分析

采用SWAT数学模型来模拟稻田水肥管理制度对不同尺度区域农业面源污染排放规律,可为制订科学的农业面源污染防治技术措施提供依据。通过在江西省赣抚平原灌区选取封闭小流域——芳溪湖小流域,进行不同尺度区域农业面源污染排放规律分析模拟,结果表明:节水灌溉模式间歇灌溉较当地传统淹水灌溉模式对削减氮、磷排放负荷具有明显优势;同时,农业面源污染田间尺度较流域尺度削减作用更大,表明从源头改善田间灌溉模式,将起到更好的减污效果。随着施氮肥量的减少及施肥次数的增加,稻田尺度和流域尺度总氮排放负荷均相应减少,但总磷排放负荷变化均很小;随着施磷肥量的减少,稻田尺度和流域尺度总磷排放负荷均相应减少,但总氮排放负荷变化均很小。     

稻田水肥管理对不同尺度区域农业面源污染排放规律影响分析

采用SWAT数学模型来模拟稻田水肥管理制度对不同尺度区域农业面源污染排放规律,可为制订科学的农业面源污染防治技术措施提供依据。通过在江西省赣抚平原灌区选取封闭小流域——芳溪湖小流域,进行不同尺度区域农业面源污染排放规律分析模拟,结果表明:节水灌溉模式间歇灌溉较当地传统淹水灌溉模式对削减氮、磷排放负荷具有明显优势;同时,农业面源污染田间尺度较流域尺度削减作用更大,表明从源头改善田间灌溉模式,将起到更好的减污效果。随着施氮肥量的减少及施肥次数的增加,稻田尺度和流域尺度总氮排放负荷均相应减少,但总磷排放负荷变化均很小;随着施磷肥量的减少,稻田尺度和流域尺度总磷排放负荷均相应减少,但总氮排放负荷变化均很小。     

京杭大运河江苏段氨氮浓度时空变化研究

[目的]进一步掌握京杭大运河江苏段的水质现状和污染来源,从而制定合理的整治措施保护京杭大运河的水环境.[方法]以7个位于京杭大运河江苏段上下游断面的水质自动站的1年监测数据为基础,分析比较了氨氮浓度时空变化特征.[结果]京杭大运河江苏段2014年水体氨氮浓度在0.07～4.02 mg/L之间变化,且由上游至下游水体中氨氮浓度基本呈逐渐上升趋势;上游徐州蔺家坝断面氨氮浓度最高值出现在7月,其余6个断面氨氮浓度最高值出现在枯水期;同一季节不同断面氨氮浓度之间存在显著性差异,尤其是无锡五牧断面氨氮浓度最高.[结论]该研究可为客观评价、合理开发、充分利用和保护该地区流域的地表水环境提供一定科学依据.     

宁夏永宁县三沙源水库水质评价研究

以三沙源水库流域不同区段(上游、水库、波浪坝、下游)作为研究对象,选取影响水体水质的监测指标,以国家《地表水环境质量标准》作为参考依据,应用TOPSIS法综合评价不同区段水体水质情况。结果表明:三沙源水库流域不同区段水质pH均在8.0左右,呈偏弱碱性;溶解氧、亚硝酸盐指标达到I类水质的要求;总氮和氨氮的指标值均较高,超过Ⅴ类水质的要求,其中水库区段的值最高;TOPSIS法水质综合评价排序依次为三沙源水库上游波浪坝下游水库。由此可知,三沙源水库流域污染物主要为含氮类物质,污染较为严重的是水库区段,是未来需要重点保护的对象。     

基于控制单元的襄河流域容量总量控制及水质达标对策

采用乡镇行政区划与流域管理相结合的方式,对襄河流域控制单元进行了划分,调查了单元内各污染源污染指标的排放入河情况。根据控制断面的水质目标,计算了各控制区近10年最枯月平均流量下的水环境容量,进而确定各控制单元污染物的削减任务量和具体减排措施。结果表明,流域主要污染源为城镇生活、畜禽养殖和种植业,首要污染物为氨氮、总磷(Total phosphorus,TP)和化学需氧量(Chemical oxygen demand,CODcr)。基于襄河流域3个控制区,9个控制单元的划分方案,各控制单元排污入河量均较大幅度的超过了其水环境容量。近期削减任务量较高为下游C段控制区的襄河镇、六镇镇和十字镇等3个控制单元,为保证襄河入滁河控制断面水质达标,其CODcr、氨氮和总磷的削减比例要分别达到54.6%、82.9%和85.7%。     

汉江中下游浮游植物群落结构特征及其影响因子分析

为了解汉江中下游流域浮游植物的时间及空间分布规律,分析影响藻类种类及数量变动的主要外界因素,于2016年2月～2017年4月分丰水、平水、枯水3个时段对汉江中下游6个监测站点的浮游植物进行鉴定,并监测酸碱度、化学需氧量(COD_(Cr))等水质指标。结果共鉴定出浮游植物7门共34种藻类,以硅藻门为主,其次是绿藻门,丰水期蓝藻数量剧增并超过绿藻数量;多样性指数分析结果表明汉江中下游水体总体上处于中度污染状态,与2010年比较,汉江中下游藻类种群结构变得更简单、整个水体稳定性结构变差。浮游植物与环境因子冗余分析(redundancy analysis, RDA)结果表明,影响汉江中下游浮游植物群落结构的主要驱动因子是酸碱度、化学需氧量(COD_(Cr))和水温。     

基于SWAT模型的植草河道对非点源污染控制效果的模拟研究

以三峡库区香溪河流域为研究区,基于SWAT模型,通过收集整理香溪河流域2011年DEM、土壤、土地利用数据和1970—2011年的气象数据,在模型得到满意的率定和验证的基础上,模拟分析了流域内农业非点源污染的空间分布特征,评价了植草河道措施对于农业非点源污染的削减效果。模拟结果表明,SWAT模型能够较好地模拟研究区非点源污染,研究区TN和TP污染负荷集中分布在南阳水系,以及古夫、高岚水系的下游区域。全流域TN和TP污染总负荷分别高达1388t和239t。实施植草河道措施之后,TN和TP污染负荷分别降到1120t和157t,共削减了16.7%的TN负荷和34%的TP负荷。因此,从控制效果来看,植草河道能够很好地控制三峡库区香溪河流域的农业非点源污染,尤其是对TP污染控制效果更加明显。     

基于SWAT模型的水库型水源地非点源污染模拟分析

月塘水库为仪征市应急备用水源地,流域内农业为主要产业,由农业活动产生的非点源污染也成为该水库污染物的主要来源。选择总氮(TN)、总磷(TP)作为污染物代表指标,构建SWAT模型,模拟月塘水库流域2008—2018年月尺度下径流、TN、TP的入库量,以及年尺度下TN、TP负荷的空间分布,结合区域农业管理分析,结果表明：入库径流量与TN、TP峰值出现在汛期;流域上游氮、磷负荷弱于下游,关键污染源区主要为集中于水库周边以耕地为主的区域;水量调度会影响模拟精度,自然-人工水循环耦合是该模型的改进方向。