焉耆盆地水污染物总量控制研究

以控制博斯腾湖盐污染、有机污染和防止富营养化为目标,分区分阶段提出焉耆盆地主要水污染物的总量控制目标和方案,并进行了投资和目标可达性分析。      

不确定性流域污染负荷优化分配模型及其应用

流域优化决策模型以最优化建模方法指导流域管理决策过程,然而流域系统的不确定性会导致决策存在一定风险.本研究通过建立区间参数机会约束线性规划(ICILP)模型来处理流域决策过程中的不确定性,并将该模型运用于太滆运河流域优化决策中,探讨在不同违反概率下系统最优解.结果表明,随着允许入湖量约束违反概率增加,系统对污染物削减量和削减成本有所降低.由于受到经济成本和削减量约束,系统优先减小环境代价较大、削减效率较低的工程项目规模.但受到最低处理率约束,违反概率增加到一定水平时各工程项目趋于定值.虽然较高的违反概率使系统成本降低,但也会导致削减效率降低,不利于流域保护.因此,在实际管理中应根据管理需求选择合适的削减方案以达到保护流域水质的目标.     

基于流域尺度的农业非点源污染物空间排放特征与总量控制研究

农业非点源污染是导致流域水质恶化的重要原因之一.依据农业污染源主要污染物空间排放特征和排放强度分析,划分农业非点源污染空间管理分区,并研究设计分区污染物总量控制方案,是提高农业非点源污染控制成效的重要途径之一.以湖北省四湖流域为研究案例区,系统开展了流域尺度的农业非点源污染空间排放特征识别与总量控制研究.结果表明,四湖流域水环境COD、总氮、总磷、氨氮负荷主要来自于农业非点源污染,4类非点源污染物分别占到流域污染物排放总量的67.6％、 82.2％、 84.7％和50.9％.对四湖流域非点源污染物空间排放特征分析结果表明,水产和畜禽养殖业发达的洪湖、监利、潜江、沙洋地区是流域非点源污染物的主要贡献源区.根据污染物在流域空间上的排放特征和源强评价结果,将四湖流域划分为3个农业非点源污染管理分区,即长湖上游水产和畜禽养殖污染重点控制区、四湖干渠农村非点源污染综合控制区和洪湖水产养殖污染重点控制区,针对不同管理分区分别提出了污染控制措施.基于水质改善和水体纳污能力综合考虑,设计了针对3个非点源污染管理分区的总量控制方案,分阶段实现监测断面全指标达标和满足水体纳污能力要求.主要污染物中,COD主要削减区域为四湖干渠区和洪湖区,分别占到流域COD削减量的43％和42％;氨氮主要削减区域为四湖干渠区,占到氨氮总削减量的66％;总氮主要削减区域为四湖干渠区和洪湖区,分别占到流域总氮削减量的42％和31％;总磷主要削减区域为四湖干渠区,占到流域总磷削减量的53％.     

控制流域氮流失的最佳管理措施配置及效率评估

以潮河流域为研究对象,分别进行流域整体单一措施配置和氮流失分区综合措施配置,既采用负荷去除法从污染负荷削减率的角度对BMPs配置效率进行评价,也采用R-R-V （Reliability-Resilience-Vulnerability）指数法从可靠性、可修复性和脆弱性等角度对流域水质改善效果进行评价.结果表明,分区进行氮流失综合措施配置效果更为理想,研究年内流域出口总氮削减率为14.35%~31.65%,年平均削减率为24.98%,在地表水Ⅱ类评估标准下,年平均总氮R-R-V指数为0.37、0.24、95.78,而多项单一措施的年平均削减率为17.48%,月尺度平均总氮R-R-V指数为0.36、0.24、112.96.R-R-V指数法从可靠性、可修复性和脆弱性等角度反映消减效率,无论单一措施配置或分区综合措施配置,可靠性指数与脆弱性指数的改善效率较高（大于14%）,而可修复性指数的改善效率较低.多数情况下可靠性指数与脆弱性指数的改善效率高于总氮削减率,可修复性指数的改善效率低于总氮削减率,表明流域总氮负荷虽然得到一定程度的削减且短期低于标准负荷,但其生态修复难度依旧较大.营养物标准负荷所对应浓度的设定是评估流域R-R-V指数改善效果的关键,且评估标准越严格,待评估营养物的R-R-V指数越趋于稳定.     

高速公路路面雨水径流下渗系统性能研究

为了分析径流下渗系统在径流削减和污染控制方面的性能,本文对一个高速公路路面雨水径流下渗系统性进行了监测.结果表明,降雨量、径流量、径流削减量和径流排放量之间存在明显的正相关性(r=0.82～0.97,p0.05).该系统表现出高效的径流削减能力,当降雨量小于20 mm时,可以削减70%以上的径流量.与径流削减相比,该系统在污染物负荷控制方面更为有效.当降雨量在0～10 mm之间时,污染负荷的削减率几乎为100%;而当降雨在10～20 mm之间时,污染负荷的削减率仍然可以超过60%.相对总氮(TN)和总磷(TP)而言,下渗系统对悬浮物(SS)和化学需氧量(COD_(Cr))的去除能力要更高、更稳定.研究表明,径流下渗系统作为雨水管理的工具,在径流削减和改善水质方面具有良好的性能.     

基于负荷历时曲线法的流域污染负荷特征解析与纳污能力研究——以沙河流域为例

以位于天津的沙河流域为研究对象,以水污染防治攻坚目标作为水质目标(地表水环境质量Ⅲ类),基于沙河桥监测断面2006～2018年水文水质数据,利用负荷历时曲线法(Load Duration Curve)分析不同水文条件下的污染负荷输出特征,分析点源与面源污染对水质的影响,并核算沙河流域总磷、总氮和COD的环境容量与负荷削减量.研究结果表明:沙河桥断面汛期总磷、总氮和COD最大日负荷量均值大于非汛期,有较强的纳污能力;总磷、总氮各月份浓度均超过地表Ⅲ类水标准,COD未超过Ⅲ类水标准.在地表水环境质量Ⅲ类的目标下,沙河桥断面总磷在低流量区未超过水环境容量,在高流量区、中高流量区、中流量区、中低流量区均超过水环境容量,需要削减的负荷分别为0.086、0.011、0.014、0.001t/d;总氮在各流量水平下均超标,高流量区、中高流量区、中流量区、中低流量区、低流量区削减量分别为11.811、4.386、2.327、0.466、0.008t/d;COD在各流量水平下均未超标,无需削减;流量保证率在大于75%区间为中低流量区,水质主要受点源负荷的影响,沙河桥断面在这一流量区间基本满足允许负荷要求...     

流域水质目标管理技术研究(Ⅳ)——控制单元的水污染物排放限值与削减技术评估

对国内外流域水污染物排放限值与削减技术评估体系进行了归纳,系统介绍了美国和欧盟水污染物排放限值与削减技术评估体系的框架和特点,指出其对我国流域水污染物排放限值与削减技术评估体系建设的借鉴意义.以水质保护目标为前提,按照“分区、分类、分级、分期”的理念,建立了流域控制单元水污染物排放限值与削减技术评估体系,阐述了该体系的内涵和特点;探讨了控制单元各类污染源的水污染物削减技术评估和最佳可行技术,削减技术评估指标、方法和程序,污染物削减技术检测平台,污染物排放限值确定等关键问题.      

基于多目标决策的水污染负荷分配方法

为科学、合理地配置汇流区域的水污染负荷,从经济最优性、公平性综合决策角度,构建了一个以区域环境经济收益最大化、水污染负荷削减费用和加权综合基尼系数等最小化为目标的水污染负荷分配多目标决策优化模型,并将该模型应用于巢湖流域COD削减负荷分摊中.计算得到合肥市、肥东县、肥西县、巢湖市、庐江县、无为县、含山县、和县和舒城县等...     

基于环境基尼系数的洞庭湖区水污染总量分配

从社会、经济和自然资源系统的整体效益出发,构建了基于基尼系数的水污染负荷公平分配评价指标体系,并且以贡献系数作为判断不公平因子的依据,结合GIS技术分析洞庭湖区不公平因子分布的空间差异性;利用基尼系数最小化模型,制订了洞庭湖区基于公平性的水污染物总量分配方案. 研究表明:2008年湖区基于GDP和土地面积的总氮、总磷污染负荷基尼系数均大于0.2,超过了基尼系数合理限值,湖区氮磷排放在经济和自然资源方面存在不公平现象;在湖区3个大型污染控制区中,Ⅰ区(中心城市污染控制区)和Ⅲ区(山地丘陵生态保育区)分别具有最小的氮磷土地面积贡献系数和经济贡献系数,是湖区不公平性特征最为显著的2个区域;在优化分配所得的2020年湖区各单位相对于2008年的总氮排放削减方案中,Ⅰ区削减率最高,达8.18％,岳阳市区削减量最大,为865.0 t/a;在相应的总磷排放削减方案中,Ⅱ区(平原农业综合整治区)削减率最高,达9.45％,华容县削减量最大,为78.45 t/a.      

基于环境基尼系数最小化模型的水污染物总量分配优化——以张家港平原水网区为例

本文通过应用WASP模型计算出研究区域环境容量及其在各镇的空间分布,在此基础上确定整个区域的污染物目标总量.结合研究区域实际情况,提出并开发了基于经济、社会和资源禀赋的综合环境基尼系数最小化模型,用于污染物目标总量分配的最优化求解.最终分配方案相比污染物现状排放、容量分配两种情形而言,COD的基尼系数分别下降15.1%和8.4%,氨氮的基尼系数分别下降11.0%和13.7%,分配方案更加公平、合理.在最终优化分配所得的COD削减方案中,长泾镇削减比率最高,达到20%,削减量为231.74t/a;在相应的氨氮削减方案中,祝塘镇削减比率最高,达到59.9%,削减量为59.74t/a.     

大型浅水湖泊水质模型边界负荷敏感性分析

为探究太湖水质对外源负荷削减的时空响应分异性,阐明不同入湖水量和污染来源条件下对应的外源削减侧重点,基于EFDC模型构建太湖水质模型,将太湖入湖边界划分为7组,以COD和氨氮为输出目标,采用局部敏感性分析方法进行太湖水质边界敏感性分析.结果表明,各湖区的COD和氨氮改善响应特点为自削减边界向外围递减,边界敏感性指数均为西北湖区最高.枯水期削减条件下COD浓度改善率比丰水期低28.40%~34.71%,边界敏感性排序为西北湖区边界 > 竺山湖边界 > 贡湖边界 > 梅梁湾边界 > 西南湖区边界 > 东部湖区边界 > 东太湖边界;枯水期削减条件下氨氮浓度改善率比丰水期高41.59%~42.34%,边界敏感性排序为西北湖区边界 > 梅梁湾边界 > 竺山湖边界 > 贡湖边界 > 西南湖区边界 > 东太湖边界 > 东部湖区边界.因此,在进行大型湖泊外源污染防控决策时,需要根据不同水质考核指标综合考虑削减的时期和入湖河流位置.     

磷矿开发对星云湖总磷污染影响研究

通过对星云湖流域磷矿开发污染历史的分析,并将星云湖与杞麓湖各污染源入湖污染负荷进行比较研究,得出磷矿开发是造成星云湖TP污染负荷较大的重要原因。磷矿开发对星云湖TP输入量为58．66t／a,占总入湖污染负荷的28．2％。     

基于水环境约束的抚仙湖流域农业结构调整研究

农业面源污染严重污染水体,是水体富营养化和水质恶化的主要污染源. 在考虑水环境容量农业分配量、农业面源污染削减、粮食及副食品安全的基础上,建立抚仙湖流域农业产业结构优化调整的系统动力学模型,并设置惯性发展和目标导向2种发展方案进行仿真模拟. 结果表明:目标导向发展方案可以有效降低流域内污染物入湖量,TN和TP分别削减了221.45和24.74 t,处在允许的水环境容量农业分配量范围内. 根据调整优化结果,建议在抚仙湖流域大力发展绿色有机生态农业,形成观光休闲农业产业;建立集中养殖小区,采用立体式生态饲养畜禽模式.      

泸沽湖流域水环境承载力研究

以湖泊流域水质、水资源量、入湖污染负荷环境承压度、湖泊生态等4个主要功能过程,兼页考虑社会经济对水环境的影响,设计并构建了湖泊分层分级水环境承载力评价模型研究与应用体系,采习系统分析的方法对湖泊现状水环境承载力和弹性环境承栽力进行了定量化的研究。     

基于AQUATOX的城市景观湖泊的水环境模拟与控制

城市浅水景观湖泊因其在水循环系统中的特殊性和其景观功能容易产生富营养化污染。针对位于成都市的某小型景观水体,混合了点源污染和非点源污染多种污染源,可持续生态维护难度较大,探索了利用水生态系统模型AQUATOX来模拟和预测该景观水体的水环境状态。根据为期1年的水质参数监测数据,分析不同来源污染负荷对水体营养物质含量的影响。利用实测数据拟合模型结果,分析模型运行的敏感参数,对相关参数进行率定,以增加模型对该水体水生态演变预测的准确性。使用高度拟合模型对水体富营养化关键决定参数TP、TN以及NH₃-N对该浅水景观湖泊水质的影响,利用SWMM模型模拟LID措施对入湖雨水污染负荷的削减效果,LID措施后TP和TN的雨水径流污染负荷分别减少59.34%和58.39%,NH₃-N的负荷降低21.94%,对降低面源污染效果负荷良好。水体中TP、TN和NH₃-N含量的平均削减效果分别为38.57%、42.2%和58.31%,可为景观水体富营养化生态修复提供理论指导。     

南四湖及入出湖河流水环境质量变化趋势分析

南四湖作为南水北调东线工程重要的输水通道和调蓄湖泊,其水质状况一直受到人们的广泛关注. 根据南四湖流域主要入出湖河流14个监控断面及湖内5个监测站点的数据,从年际、年内、不同时间段和不同监测站点等进行了南四湖及河流水质变化趋势的综合分析. 结果表明,2007与2000年相比,南四湖入出湖河流监控断面的ρ（COD_Cr）总体下降率达到84.2%,ρ（NH₃-N）总体下降率达到79.7%. 南四湖及河流水质总体上出现了大幅度的改善,但距离稳定达到调水水质Ⅲ类标准的要求还有较大差距. 受水文情势、底泥释放和污染源以及各项污染控制措施等因素的影响,南四湖及入出湖河流监控断面水质改善存在一定的波动现象,水体富营养化形势严峻. 提出了科学合理地计算与分配南四湖养殖承载力和流域水环境承载力,重视非点源的控制与治理,大力推进“退耕还湿、退渔还湖”策略,是当务之急.      

红枫湖、百花湖水污染趋势分析及控制对策

研究了贵州高原地区红枫湖和百花湖的水污染状况,结果表明湖水中TN、K-N、SD、DO、NO2-N和TP等 普遍超标,水质达不到功能区类别要求,并呈现水体富营养化现象。通过水污染的趋势分析,探讨湖水污染的原 因,提出相应的水污染控制对策。     

基于流域分析方法的湖泊水污染综合防治研究

鉴于流域思想在水污染防治中应用的重要性和必要性,提出了以流域保护方法、流域分析和景观生态学相关理论为基础的流域分析方法该方法将湖泊-流域水污染综合防治的主要内容界定为4部分:子流域划分与污染负荷预测,"源-途径-末端-汇"的污染防治工程和管理方案体系设计,备选技术方案的提出和方案优选,污染负荷的削减率计算和综合方案设计.以四川省邛海流域为例,在将流域划分为6个子流域的基础上,对TP入湖污染负荷进行了计算和预测,并识别出各子流域内污染物的贡献率,分区提出了以水土流失防治、点源和面源控制、河道生态修复、河流入湖口治理和内源疏浚为主体的污染防治方案,该方案可削减TP 22.5 t·a-1,达到了预期目标.     

大理洱源西湖村水污染负荷分析及对策措施

通过对大理西湖国家湿地公园所在地洱源县西湖村的种植业、畜禽养殖业、村民生活方式和旅游业的污染现状进行调查和分析,探索西湖村的生产生活与西湖水体污染的关系,比较得出引起西湖富营养化的主要原因是畜禽养殖污染物的流失。针对西湖村水污染源的特点,提出修复和保护西湖环境的措施:改变畜禽养殖方式,解决厩肥随地堆放产生的污染;构建成本低和维护简单的村落污水收集管网和处理系统;建设湿地生态农业和湖滨带乔木-水塘-沟渠生态系统;加强旅游基础设施建设,合理开发旅游资源,以保护促进开发。