湘江流域永州段水质和水文气象因素变化规律及其相关分析

为推进湘江流域永州段水资源保护,加强水质预测,利用2014—2018年冷水滩断面水文气象和水质监测数据,基于相关分析、主成分分析等多元统计方法,研究分析了湘江冷水滩断面水质、水文气象因素变化规律以及两者的相关关系、量化关系。结果表明:该地区水文气象因素对水质影响最大,水质与水文气象因素之间的相关关系显著,水文气象因素是影响湘江流域水质的重要因素;溶解氧与水温、降水量呈线性回归关系,高锰酸盐指数与水位呈线性回归关系,高锰酸盐指数拟合回归方程的精度略低于溶解氧拟合回归方程。     

自动监控系统在太湖流域水质变化预警中的作用

以2011年太湖流域水质自动监控系统捕捉到的水质异常数据为基础,对太湖流域水质异常预警的特征进行分析。结果表明,太湖流域水质异常预警具有明显的时空变化特征,水质异常频次较高的断面多位于丹阳、武进、宜兴交界处,且以泥炭河、漕桥河、中干河等河流为主。流域水质异常预警主要发生在枯水期,导致水质异常的主要污染指标以氨氮、总磷为主。典型河流水质预警情况分析表明,流域水质变化具有明显的上下游响应关系。水质变化与水文气象、工厂生产周期等外界因素的关系较明显。     

长湖流域水质时空分布特征及影响因子

利用2009—2014年长湖5个水质监测点数据,采用时间序列法分析了长湖水质的时间变化规律,采用相关性分析法,分析了流域水污染的影响因子。结果表明:在时间上,长湖水污染物质量浓度季节变化明显,COD、TN、NH3-N均为7、9月较低,1、3月较高,丰水期水质好于枯水期。入湖地区TP质量浓度7月达最高值,且7月份入湖地区的桥河口、关沮口的NH3-N、TN含量稍高于5月。空间上,西北部入湖地区水质劣于湖心及东南部出湖地区。工业、生活等点源污水,以耕地为主的农业非点源以及天然降水量和径流量是影响水质的主要因素,入湖排污量、降水量和径流量与长湖水质呈显著相关关系(P0.05)。     

汕头市练江流域景观格局与水质的关联分析

水环境对景观格局的变化极为敏感,水域(湿地)面积、分布格局、水质、水文特征等的变化,与土地变化和人类活动有着密切的关系,明确影响水质变化的关键景观因子,对于深入了解景观格局对水质的影响机制具有重要的研究价值。该研究选择广东省汕头市练江流域为研究对象,以2019年TM卫星影像、水质监测以及工业点源污染数据为基础,利用Spearman秩相关和多元线性回归模型等统计方法综合分析在子流域、河岸带尺度水平上景观格局与水质之间的相关性。研究结果表明:流域和河岸带的城镇比例、景观多样性和破碎度均对水质有较大影响,水质指标受到多个景观指数的综合影响,景观格局指数变化对总磷的解释能力要大于其他水质指标;氨氮、化学需氧量受河岸带尺度的景观格局影响更大,总磷受流域尺度景观格局影响更大;工业点源对景观格局与水质的关联分析有较大影响,剔除重点工业点源污染后的氨氮和化学需氧量与景观格局相关性比剔除重点工业点源污染前更高。     

基于SWAT模型的湘江永州流域非点源氮磷污染特征分析

为精准治理流域非点源氮磷污染,基于SWAT模型,运用本地区第二次全国污染源普查数据和2000—2019年流域水文、水质数据,开展湘江永州流域非点源氮磷污染模拟。结果表明：湘江永州流域建立的SWAT模型具有较好的模拟效果,流域2005—2019年的总氮月均污染负荷为383.40～17 998.70 t/m;总磷月均污染负荷为64.62～567.86 t/m,总氮和总磷各月污染负荷均与各月降雨量呈显著相关关系;农田和林地是本流域总氮、总磷污染负荷总量最大的2种用地类型,但两者之间单位面积输出的污染负荷强度却相反,林地对流域水污染防控具有正面效应,农田种植面源污染是非点源氮磷污染治理的重点。     

湖州合溪新港污染物入湖通量估算与分析

根据2021年5月—2022年4月合溪新港河流水量、水质(TN和TP)的同步监测数据,利用通量模型核算了合溪新港污染物(TN和TP)通量。通过测算合溪新港TN、TP通量与断面降雨强度、水质的响应关系,分析了该区域的污染类型及特点,为后期水质污染调查及通量研究提供了新思路。结果表明：合溪新港流量与降雨量存在明显相关关系,在强降雨期(7—8月)水体流量最高,占监测周期总流量的57.77%;少雨期则流量最低,且会出现湖水倒灌现象(11—12月)。通过分析合溪新港TN、TP通量与流量、水质的相关关系,确定了该流域污染类型为点源污染及农业面源污染共存的混合型污染,且在高强度降雨时污染物负荷量较大。综上,可针对农业面源污染对该流域治理提出相关对策,建立农业面源污染防治体系,以有效降低TN和TP污染物的入湖通量,减少太湖TN和TP污染物负荷量。     

新安江水库主要入流营养盐的时间变化特征及其影响因素分析

流域上游来水是水库的重要补给源，其水质状况直接决定下游受纳水库的生态系统状态和功能，研究入库来水营养盐的时间演变特征并揭示其变化的影响因素，为水库水质管理提供重要科学依据。以新安江水库安徽辖区为研究区，分析了2007—2016年期间流域入库水质的变化特征，探讨水文、气象等环境条件对入库水质的影响。研究结果表明，2007年以来，COD_Mn和透明度表现为下降趋势，TN、TP、NH₃-N呈明显上升趋势，来水营养水平上升，但叶绿素a呈下降趋势。流域降水带来的水文情势的变化对来水水质起重要作用，来水中N、P营养盐丰水期显著高于枯水期，同流域降水过程显著正相关。     

太湖水华的遥感分析

随着太湖流域的经济迅速发展,太湖湖体的富营养化程度日趋严重,特别是在20世纪的后期,水华频繁爆发。国家环保总局常规的水质监测是基于21个点位对全湖进行评价,完成一次采样耗时近1月,其对大面积水华现象的监测具有很大的局限性。文章利用遥感技术快速、大尺度、动态监测的特点,基于多个时相的TM影像对太湖的水温、悬浮物、叶绿素等水质参数的浓度和分布进行了遥感反演,进而对太湖水华的成因、发展程度、影响因素等方面进行分析,从而对太湖水华发生的特点,太湖的水质情况有一个全面的了解。     

凤羽河小流域水质氮磷特征及影响因素分析

基于2013年凤羽河流域水质氮磷监测数据,解析流域水质氮磷特征,并分析影响其变化因素。结果表明:凤羽河水质氮磷质量浓度较高出现在3个时段,2月份,TN 0.95 mg/L~2.47 mg/L,以NO_3~--N(55.6%)和DON(32.0%)为主,人类活动是影响的主要因素;5—6月,TN 0.77 mg/L~2.47 mg/L,以NO_3~--N(64.3%)为主,TP 0.08 mg/L~0.70 mg/L,以PP(56.4%)和DTP(43.6%)为主,水稻种植和初期降雨是影响的主要因素;7—9月,TN 0.76 mg/L~3.73 mg/L,以NO_3~--N(47.4%)和PN(35.4%)为主,TP 0.07 mg/L~0.97 mg/L,以PP(74.6%)为主,日降雨量是影响的主要因素。治理凤羽河流域农业面源污染应分时段、分区域调控。     

不同降水年型环境因子对水质的影响

通过检测2019年和2021年7月—9月颍河源头流域水质,采用多元逐步线性回归分析和冗余分析检验环境因子与水质之间的关系。结果表明：2019年（平水年）流域pH值和EC值较高,而2021年（丰水年）N和P含量较高,这说明强降水可能会导致水体富营养化,而正常降水则更可能出现无机污染。平水年总体水质变化与农业用地面积占比和平均海拔高度相关,两者分别占总解释率的31.1%和18.6%。丰水年总体水质变化的主要影响因子为农业用地面积占比和斑块密度,分别占总解释率的26.1%和15.9%。环境因子在平水年和丰水年对总体水质变化的影响分别占总解释率的74.2%和69.3%。     

松花江流域水生态环境中生物与生境和化学要素间的关联 性研究

利用2012年松花江流域生物、生境和水质的调查数据,采用生物完整性指数(IBI)评价松花江流域的水生态环境质量,并着重对IBI评价结果与生境质量、水质间的关系及生物与生境和化学参数间的相关关系进行了分析。结果表明,松花江流域IBI评价结果与其生境质量存在显著正相关,与水质评价结果基本一致。生境质量及大多数生境参数均与多项生物参数间存在显著/极显著的相关关系;其次,COD、CODMn、BOD5、TN、TP等超标化学因子也与多项生物参数存在显著/极显著的相关关系,说明生境受损和有机污染压力是引起松花江流域水生态环境质量变化的主要压力。为恢复和改善松花江流域的水生态质量,研究建议针对流域生境质量和超标化学污染开展相应的保护和控制措施。     

北京市水环境非点源污染监测与负荷估算研究

文章对北京全市域范围开展水环境非点源污染监测以及污染负荷估算研究。监测结果表明,天然降雨氨氮、总氮污染程度高;城区典型下垫面降雨径流的有机污染十分严重,其中屋面降雨径流总氮和氨氮污染最严重,路面降雨径流COD和总磷污染最严重;下垫面降雨径流汇入城市排水管网后,由于冲洗下水道中的沉积物,使得水质污染进一步恶化。农业典型小流域面源污染对水质影响也很明显。城市非点源污染负荷估算选用SWMM暴雨径流模型,农业非点源污染负荷模型选用改进的输出系数模型,估算结果表明:城市非点源污染主要来自大气湿沉降、综合用地、路面和屋面等,农业非点源污染主要来自耕地和林地;全市污染物排放总量中,点源排放总量与非点源排放总量基本各占50％左右。为进一步挖掘污染减排空间,完善总量减排体系提供了依据。     

基于实测光谱的海河悬浮物浓度反演研究

悬浮物浓度是评价水质优劣的重要指标之一。以天津滨海新区海河为研究区域,进行光谱数据测量和水体样本采集,并在实验室进行水质参数提取,得到归一化光谱反射率和光谱一阶微分数据。然后对光谱测量数据和悬浮物浓度实测值进行相关性分析,发现896 nm归一化光谱反射率和光谱反射率比值(R_(896)/R_(546))与悬浮物浓度相关性较好。最后,分别建立单波段、波段比值和一阶微分函数拟合模型,进行对比分析。结果表明,基于R_(896)/R_(546)的二次多项式模型拟合效果最好,方差齐性检验(F)值也是最高的,可用于该地区水体的悬浮物浓度反演和预测。     

矿区河流中氟化物的多源贡献量计算及环境背景值确定

环境背景值反映了环境质量的原始状态，是确定区域环境污染程度的基础，在环境质量评价、政府决策中起着十分重要的作用。对于具有矿产背景的区域，由于其水文地质环境复杂，传统背景值的计算方法存在局限性。笔者以明白河流域为研究对象，利用水文分析工具，结合实际采样检测，将流域内氟化物的来源分为4类，单独进行估算，并利用研究区出境断面处的多年历史数据对估算结果进行验证，预测精度达到89.4%；最后只考虑自然因素对总量的贡献，计算出河流中氟化物的背景值为1.72 mg/L。     

An Integrated Approach Towards Assessing the Value of Water: A Case Study on the Zambezi Basin

The aim of this paper is to develop a methodology for assessing the value of water in the different stages in the water cycle. It is hypothesised that if a cubic metre of water provides some benefit in some spot at a certain moment, this cubic metre of water has a certain value not only at that point in space and time, but in its previous stages within the water cycle as well. This means that, while water particles flow from upstream to downstream, water values ‘flow’ in exactly the opposite direction. The value of water in a certain place is equal to its value in situ plus an accumulated value derived from downstream. This value-flow concept is elaborated for the Zambezi basin. It is found that water produces the smallest direct economic benefits in the upper part of the Zambezi basin. However, water flows in this part of the basin − due to their upstream location − have the highest indirect values. Return flows from the water-using sectors are particularly valuable in the upstream sub-basins. The analysis shows that the value per unit of river water increases if we go from downstream to upstream. Another finding of the study is that percolation of rainwater is generally more valuable than surface runoff. Finally, a plan to export water from the river Zambezi to South Africa is evaluated in terms of its opportunity costs. The results of this study show that the value-flow concept offers the possibility of accounting for the cyclic nature of water when estimating its value. It is stressed, however, that for the current study many crude assumptions had to be made, so that the exact numbers presented should be regarded with extreme caution. Further research is necessary to provide more precise and validated estimates. This revised version was published online in July 2006 with corrections to the Cover Date.     

黑龙江流域水环境背景值研究进展

黑龙江流域地处世界三大黑土区之一的中国东北平原，土壤腐殖质含量高，这些腐殖质随着地面径流进入水体，成为流域溶解性有机物（DOM）的自然本底（环境背景）。自然本底的存在导致流域水质有机污染综合指标不能真实反映流域的人为污染，流域背景区内高锰酸盐指数、化学需氧量背景值范围分别为3.0~11.7、14.3~40.5 mg/L。流域部分水质考核断面水质受到有机质背景值的影响。由于叠加人为污染，定量分析高锰酸盐指数、化学需氧量背景值范围存在很大难度。重金属元素相对稳定，相对于"六五"时期重金属背景值，目前水体中重金属含量普遍升高。结合水环境管理需求，背景值研究成果应用于水环境管理还需要进一步深入研究和实践。笔者在综述黑龙江流域水环境背景值研究基础上，总结目前存在的问题，提出水环境背景值研究建议，为科学客观评价流域水质提供参考。     

Water Environmental Degradation of the Heihe River Basin in Arid Northwestern China

Water environmental degradation is a major issue in the Heihe River Basin belonging to the inland river basin of temperate arid zone in northwestern China. Mankind’s activities, such as dense population and heavy dependence on irrigated agriculture, place immense pressure on available and limited water resources during the last century, especially the recent five decades. An investigation on the water environmental degradation in the Heihe River Basin and analysis of its causation were conducted. The results indicated that water environmental changes in the whole basin were tremendous mostly in the middle reaches, which reflected in surface water runoff change, decline of groundwater table and degeneration of surface water and groundwater quality. Some new forms of management based on traditional and scientific knowledge must be introduced to solve problems of water environmental degradation in the Heihe River Basin.     

基于遥感影像的木兰溪水质参数反演

水质监测对水环境评价及污染预防至关重要,但地面监测成本高、监测面积有限等,难以满足实时、大范围监测的要求。为了更好地解决该问题,基于遥感影像的空中监测技术越来越得到研究人员的青睐。以木兰溪为研究区,利用和地面监测数据同步的Landsat-8卫星遥感影像数据,对木兰溪的典型水质参数总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数的反演问题进行研究。首先,根据Landsat-8的水体敏感波段,分别选取总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数的反演特征波段组合为(b1-b2)/(b2+b3),(b1-b2)/(b3-b4),b2/(b1+b4),b1/b2;其次,利用反演特征波段组合分别构建总磷、总氮、溶解氧、高锰酸盐指数浓度的SVR(Support Vector Regression)反演模型,通过IPSO算法对SVR模型的参数进行优选;然后,将IPSO-SVR反演模型和统计回归反演模型、广义回归神经网络(GRNN)反演模型在验证集上进行评估,以平均绝对误差和均方根误差作为评价指标进行对比分析,结果表明IPSO-SVR反演模型的平均绝对误差和均方根误差最小,说明IPSO-SVR反演模型具有较高的精度和较好的实用性...     

北京市城市屋面径流特征研究

对北京市城区不同功能区和不同类型的屋面进行三场降雨径流监测,并分析屋面径流污染过程和水质特征。采用降雨径流污染物平均浓度(EMC)分析评价径流污染程度,结果表明径流水质与屋面材质、降雨强度等因素有关,沥青屋面污染较重,降雨强度越大,径流水质越差;三场降雨中污染物浓度随降雨历时总体上呈先升高后降低的变化趋势,初期径流水质较差,存在明显的初始冲刷现象。