太湖流域企业的水风险评估体系

基于世界自然基金会（WWF）和德国投资与开发有限公司（DEG）开发的企业水风险评估体系,进行太湖流域企业水风险评估体系本土化研究.根据太湖流域的水环境现状、企业管理方式、相关标准及法规,修订了部分指标,建立了包括物理风险指标9项、监管风险指标4项和声誉风险指标9项的太湖流域企业水风险评估体系.采用层次分析法（AHP）计算指标权重.评估指标的分级延续了原来的评估体系的5级5分制,采用综合指数加权求和法计算综合评分值.选取了一家化工企业进行实例研究,评估结果表明,该企业2015年综合水风险评价值为2.61,风险等级为Ⅲ级,属中等风险.实施7项水风险削减方案后,2016年综合水风险评价值降至1.94,风险等级为Ⅱ级,属低等风险.该评估体系可为太湖流域企业进行水风险评估及削减提供参考.     

太湖流域工业园区水风险评估体系的建立与实例研究

太湖流域是我国经济最发达地区之一,但其流域水环境污染较为严重,而正确评价工业园区水风险可以有效帮助园区实现水风险管理.在WWF（世界自然基金会）和DEG（德国投资与开发有限公司）开发的全球水风险评估体系的基础上,根据太湖流域的水环境状况、工业园区的管理模式及相关标准法规,确定了太湖流域工业园区水风险评估指标,包括9项物理风险指标、6项监管风险指标和9项声誉风险指标.指标权重的确定采用层次分析法,指标的分级采用5级5分制,风险综合评分值计算采用综合指数加权求和法,建立了太湖流域工业园区水风险评估体系.结果显示,准则层物理风险、监管风险和声誉风险的权重分别为0.443 4、0.169 2和0.387 4,其中,“万元工业增加值新鲜水耗”（权重为0.214 0）、“工业园区废水排放达标率”（权重为0.270 7）和“媒体对工业园区企业的负面报道”（权重为0.251 6）指标分别在物理风险、监管风险和声誉风险中所占权重最大.在太湖流域选取了一个纺织工业园区进行实例分析,评估结果表明,2015年该工业园区物理风险值为3.622 5,监管风险值为2.980 8,声誉风险值为3.203 4,综合水风险值3.351 5,风险等级为Ⅳ级,属高风险,原因与该园区万元工业增加值新鲜水耗高、附近河流水质较差、公众满意度低和废水排放达标率相对不高有关.      

基于系统水平的湖泊流域生态风险评估

为实现流域范围内的生态环境管理和生态风险控制,在生态风险评估框架基础上,基于相对风险模型构建了系统水平的湖泊流域生态风险评估模型. 模型分析了社会经济系统与生态系统的耦合方式,将生态系统整体作为风险受体、生态系统服务作为评估终点,通过风险组分及其关系的分析量化实现了区域相对生态风险水平的表征,并以太湖流域上游区域为例进行了试算. 结果表明:研究区内无锡-江阴区域(沿江水系)生态风险最高,溧阳-宜兴、常州-金坛、湖州-德清和长兴-安吉区域风险值分别为无锡-江阴区域的73.2%、78.8%、74.4%和59.9%;长兴-安吉区域(西苕溪水系)生态风险最低. 不同区域风险主要来源不同,湖州-德清区域主要受水利设施影响,长兴-安吉区域各风险源贡献率较为均衡,其他区域主要风险源为工业、种植业和水产养殖业,其风险贡献率分别为13%~18%、12%~19%和8%~15%;研究区域内,水产品、水质净化等生态系统服务的产出受到较大影响.      

流域水生态功能Ⅲ级区划分技术

流域水生态功能Ⅲ级区划分的目的是反映水生态功能Ⅱ级区内水生态系统功能差异,识别区划单元的主导水生态功能类型,为制订水生态保护目标提供支撑. 其划分方法:①确定划分流域的水生态功能备选类型;②选取典型的功能评价指标;③采用定量和半定量评价、功能等级划分、空间叠加、分区校验等方法,完成流域水生态功能Ⅲ级区划分. 以太子河流域为例,先确定5个水生态功能类型(生物多样性维持功能、生境维持功能、水资源支持功能、营养物循环维持功能和社会承载功能),按照划分方法最终将太子河流域划分为17个水生态功能Ⅲ级区. 水生态功能Ⅲ级区的划分应兼顾水体和陆地生态系统的功能要求,构建流域水生态管理模式的基础.      

基于层次分析法的中原经济区流域水系统健康评价

为了在水资源与水环境双重制约下制订人水和谐发展的政策提供决策支持,以我国中原经济区这一重点开发区域为例,基于层次分析法构建了以水系统自然条件、水系统服务功能及人类活动影响三要素(共计20项指标)为基础的流域水系统健康评价体系,并以2011年作为评价年,将中原经济区的水资源二级区作为基本流域单元对水系统健康状况进行评价. 结果表明:中原经济区9个水资源二级区中,除了淮河上游水资源二级区(3.20分,完全健康状态为5.00分)为基本健康状态、汉江水资源二级区(2.77分)和三门峡至花园口水资源二级区(2.18分)为亚健康状态以外,其余水资源二级区(0.55~1.77分)均为不健康及极不健康状态. 分析显示,人类活动影响是影响中原经济区内各流域水系统健康状况的主要原因,人口众多、工农业开发活动强度大使得其对水资源需求巨大. 部分水资源二级区对地下水资源依赖程度较高,造成不同程度的地下水超采现象. 伴随着高强度水资源利用的是水污染物的高强度排放,部分河流水污染状况严重,甚至在局部地区造成了地下水污染. 这种不健康的状态在中原经济区内由南向北随着水系统自然条件和水系统服务功能的降低呈加重趋势.      

基于环境风险系统理论的长江流域突发水污染事件风险评估研究

长江流域大型石化项目、化工园区、危险化学品港口码头等环境风险源数量多,流域内分布有众多涉水的国家级自然保护区、饮用水水源地保护区,存在高风险企业与饮用水源保护区交叉分布、危险化学品运输航道穿越水源地保护区等现象,布局性突发水环境风险突出。基于环境风险系统理论和长江流域突发水污染事件风险特征,建立了涵盖环境风险源强度、环境风险受体易损性、排污通道扩散性指标的长江流域突发水污染事件风险评估指标体系,提出了指标量化方法与区域突发水污染事件风险评估模型,并结合GIS技术开展了长江流域突发水污染事件风险评估与结果可视化展示。在流域突发水污染事件风险评估的基础上,进而提出了优化长江流域风险源布局和严格高风险区域管理的环境风险管控建议。     

太子河流域水生态功能Ⅱ级区的划分

流域水生态功能Ⅱ级区是实施流域层面水生生物多样性保护的重要依据. 以太子河流域为研究对象,开展分区指标筛选技术方法研究,通过指标的空间变异性、主导性及其与水生态因子相关性分析,从年均气温、年降水量、年蒸发量、高程、坡度、坡向和NDVI(归一化植被指数)等备选分区指标中筛选出适宜分区指标,在此基础上采用ISODATA(迭代自组织数据分析方法)非监督分类方法划分了太子河水生态功能Ⅱ级区. 结果表明,高程和NDVI具有良好的空间敏感性、主导性以及与水生态因子的相关性,可以反映地貌和植被对太子河水生态系统的影响,是太子河流域水生态功能Ⅱ级区划分的适宜指标. 采用上述指标可将太子河流域划分为3个水生态功能Ⅱ级区:①上游山地森林河流水生态亚区,平均海拔511m,区内以浅水性鱼类和激流性大型底栖动物为主;②中游丘陵森林河流水生态亚区,平均海拔282m,区内以溪流性鱼类和缓流性大型底栖动物为主;③下游平原农业河流水生态亚区,平均海拔65m,区内多受人类活动干扰,以耐污性大型底栖动物为主,少见鱼类.      

辽河流域水生态分区研究

依据河流生态学中的格局与尺度理论,对流域水生态分区的内涵进行辨析,从理论上对区划方法进行了研究.通过对辽河流域自然要素及水生态特征的分析,建立了辽河流域水生态分区体系.明确了各级分区的主要内容与分区依据,提出了各级分区的特征指标,从而建立了流域水生态分区的指标与方法体系.结果表明,辽河流域包括2级水生态区,一级区可根据流域水资源空间特征差异进行划分,其目的是反映大尺度水文格局对水生态统的影响规律,二级区是根据地貌、植被、土壤和土地利用等自然要素进行划分,目的是反映流域尺度的地形、地貌及植被对河流栖息地环境特征的影响.在GIS技术支持下,采用多指标叠加分析和专家判断方法,将辽河流域划分为3个一级区、14个二级区,对不同分区的水生态系统特征及其所面临的生态环境问题进行了总结.对水生态分区在流域管理中的应用进行研究,提出了基于水生态区的环境管理技术支撑体系.     

饮马河流域水环境综合风险时空分布

为评价饮马河流域水环境综合风险,从水环境风险的危险性、暴露性、脆弱性及区域治理能力4个方面构建了饮马河流域水环境综合风险评估体系.选取2000年、2005年、2010年和2015年的水环境数据进行分析,采用水环境污染风险指数法和层次分析法对饮马河流域水环境综合风险进行评估,并绘制了各年度饮马河流域的风险空间分布图,分析了饮马河流域水环境风险空间变化特征.结果表明:2000—2015年,各危险性指标的量化值不断减小;暴露性指标中,耕地面积不断扩大,工业企业个数不断增加,人口密度变化不明显;各脆弱性指标的量化值不断减小;水环境区域治理能力各指标的量化值不断增大.研究显示,2000—2015年,流域内水环境危险性和脆弱性不断降低,暴露性和区域治理能力逐渐升高,水环境风险逐渐降低;其中,长春市一直处于水环境高风险水平,伊通县一直处于低风险水平.      

华北地区缺水风险研究

针对我国华北地区水资源风险问题,在对京津冀地区水资源背景进行分析的前提下,计算了以年为时间尺度的风险指标,并在此基础上对水资源风险进行分类和评价。结果显示,京津冀地区每年约缺水68.6×10⁸m³,北京市目前处于较高的风险水平。按照国际上现行的水资源风险指标计算方法,可以以年度为单位计算京津冀三省市水资源风险指标。结论是,1994~2006年的水资源供给风险率极高,分别为0.846、0.923、0.769;稳定性分别为0、0、0.154;恢复性分别为0.182、0.083和 0.100;脆弱性指标（缺水率）分别为0.333、0.497和0.213。在现有条件下,研究区的综合缺水风险指标分别为北京0.092~0.296、天津0.095~0.323、河北0.11~0.345,而且3个省市的风险率基本同步。在南水北调工程实施后的2010年前后,华北京津冀地区可以获得50×10⁸m³水量。在天然来水保证率为50%~75%的频率下,3个地区的水资源风险分别下降到0.131~0.169、天津0.158~0.195、河北0.180~0.218。研究区的水资源风险将继续存在。     

海河流域水生态功能一级二级分区

水生态功能分区是实现流域水环境"分区、分级、分期和分类"管理的基础.通过分析海河流域的陆地和水生态系统特点,确定了一级二级分区的指标体系,一级分区指标包括地貌类型、径流深、年降水量、年蒸发量,反映水资源供给功能的空间格局特征,共划分了6个一级水生态功能区;二级分区利用植被类型和土壤类型的空间异质性,反映流域生态水文过程及水质净化功能的空间格局特征,共划分了16个二级水生态功能区.最后,通过野外调查各个分区的水生态系统结构和生境差异性(水量、水质、河流生境、水生动植物等),对一级和二级分区结果进行了评价.分区结果能够为海河流域的水质目标管理和区域生态环境建设提供支持,分区方法和指标体系也可以为国内其它类似流域的水生态功能分区提供参考.     

黄河流域水资源承载力评价

定量评价水资源承载力,可为有效调控水资源,提高水资源承载力和消除水资源超载区提供依据。从水资源承载力新内涵出发,构建“量—质—域—流”的四维水资源承载力评价指标体系,确定指标评价等级标准。针对水资源承载力评价涉及许多不确定因素以及指标间存在耦合关系等特点,采用可考虑指标间耦合关系的EFAST算法计算权重,结合可处理评价不确定性问题的联系熵模型进行水资源承载力评价。以黄河流域为例,计算得权重与熵权法进行比较,对2015年流域61个地市的水资源承载力状况进行了综合评价。结果表明：EFAST算法计算权重比熵权法更合理;黄河流域水资源承载力处于Ⅰ级（极高）、Ⅱ级（较高）、Ⅲ级（中等）、Ⅳ级（较低）和Ⅴ级（极低）的地市数量占评价总地市数的比例分别为0、4.9%、18.1%、63.9%和13.1%,其中Ⅳ级和Ⅴ级分布在除青海省外的其他省区的地市。     

楠溪江硝态氮来源定量识别及其不确定性分析

选择温州市楠溪江流域为研究区,通过水化学分析和硝态氮中氮氧稳定同位素示踪技术,对水体硝态氮时空分布特征、迁移转化过程和污染来源进行识别,结合稳定同位素源解析模型（SIAR）,定量识别不同污染源的贡献率,并在此基础上应用概率统计方法对模拟结果的不确定性进行分析.结果表明：研究区水体氮素赋存形态以硝态氮为主;硝态氮含量呈现明显的时空变化,时间上,丰水期硝态氮浓度高于枯水期,空间上,支流硝态氮浓度高于主河道;硝化作用主导了流域内硝态氮的转化过程,化肥、土壤有机氮和粪便污水是楠溪江水体硝态氮的主要来源;SIAR模型计算显示大气沉降、化肥、土壤有机氮、粪便污水对枯水期水体硝态氮的贡献率分别为3.0%~12.9%,25.5%~32.7%,28.7%~36.2%和24.7%~37.5%,对丰水期水体硝态氮贡献率为2.5%~14.3%,28.5%~40.0%,28.8%~39.7%和18.9%~29.90%.模拟结果的不确定性分析表明SIAR模拟结果存在一定程度的不确定性,不同污染源贡献率的不确定性从大到小排序为：土壤有机氮>化肥>粪便污水>大气沉降.     

硫酸对乌江中上游段岩溶水化学及δ13 CDIC的影响

对乌江中上游段地表和地下水水化学、溶解无机碳(DIC)同位素组成(δ13CDIC)进行了测试,探讨流域水化学特征及主要影响因素,利用化学计量法对硫酸溶蚀碳酸盐岩的比例及对HCO-3离子的贡献比例进行了计算.结果表明:1乌江上游段地表和地下水优势阳离子均为Ca2+,分别占全部阳离子的50%以上,阴离子以HCO-3、SO2-4为主,两者占总阴离子的85%以上,水化学类型主要为HCO3-Ca,部分为HCO3·SO4-Ca型,反映出部分地下水和地表水可能受到人类源的SO2-4影响;2地下水和地表水的δ13CDIC值介于-12.98‰~-6.36‰,且[Ca2++Mg2+]/[HCO-3]当量比值介于1.11~1.90,H2SO4对流域水化学和δ13CDIC具有重要影响;3硫酸溶解碳酸盐岩对地下水(Ca2++Mg2+)和HCO-3的贡献变化分别介于20.59%~92.87%(平均贡献率为51.50%)和11.47%~86.69%(平均贡献率为36.90%);对地表水(Ca2++Mg2+)和HCO-3的贡献变化分别介于56.14%~94.55%(平均贡献率为76.89%)和39.02%~89.66%(平均贡献率为64.24%),显示硫酸显著地影响到流域碳酸盐岩的风化过程.研究结果对乌江流域水资源的保护和开发利用及岩溶碳循环研究意义重大.     

龙岩市不同利用类型土壤及农作物Pb、Cd和As污染风险与贡献分析

以龙岩市2个典型地块为研究对象,采集了土壤样品174件及谷物类样品87件,利用污染指数法、 Hakanson潜在生态风险指数法和美国EPA人体暴露风险评价模型开展不同利用类型土壤及农作物Pb、 Cd和As的污染评价、生态风险评价和不同暴露途径下的健康风险评估,并对比分析Pb、 Cd和As对土壤及农作物污染风险的贡献.结果表明,Ⅰ区不同利用类型土壤及农作物Pb、 Cd和As的污染等级较低,Cd是主要土壤污染和生态风险因子,对土壤综合污染和综合潜在生态风险的贡献率分别为55.3%和60.2%.Ⅱ区土壤及农作物Pb、 Cd和As的污染等级较高,Pb和Cd是主要土壤污染和生态风险因子,对综合污染的贡献率分别为44.2%和51.6%,对综合潜在生态风险的贡献率分别为23.7%和67.3%.Pb是主要农作物污染因子,对薏米和水稻综合污染的贡献率分别为60.6%和51.7%.经口-土壤暴露途径下,2个典型地块土壤Cd和As对成人和儿童的致癌风险均在可接受范围内,Ⅰ区土壤Pb、 Cd和As的非致癌风险较小,Ⅱ区3种污染物对总非致癌风险的贡献率为：Pb(68.1%)>As(30.5%)>Cd...     

流域水环境累积风险评估研究

流域水环境累积风险属于多层次、多准则的复合系统问题,具有一定的模糊和突变特性,在可持续发展的要求下,对流域进行水环境风险综合评估与防控十分必要.建立基于16项底层指标的流域水环境累积风险评估综合指标体系,将突变理论应用于表达和计算累积环境风险,可以形成系统完整的流域水环境累积风险评估研究方法.以流溪河流域为例,通过分区计算分析流域水环境累积风险形势,得出流溪河流域上游水环境累积风险水平较低,流域中游和下游均有较高的水环境累积风险.     

化工企业环境风险综合评价模式及其应用

针对现有化工企业环境风险评价模式在指标筛选与不确定性处理方面的不足,构建了包括源项因子、过程因子和受体因子3项一级指标、14项二级指标的评价指标体系层次结构;并提出了基于模糊层次分析法的指标权重确定方法和基于模糊隶属度的指标风险水平确定方法,计算化工企业环境风险综合评价值,判定风险等级.以上海某化工企业作为案例,验证了本评价模式的有效性;根据评估,若将该企业迁至人口密度较低的工业区(低于2000人/km2)并控制风险物质在容器设备中的充装率(低于80%),可使其风险综合评价值从0.75(Ⅳ级风险)降至0.5(Ⅲ级风险).     

农业面源污染河流源解析及时空变化特征研究

以太湖流域宜兴市新塍社区为研究区,分别测定研究区内各河流在丰水期和平水期的26个监测断面的污染指标。研究结果表明:丰水期和平水期首要污染因子均为高锰酸盐指数和氨氮。社渎港水质指数最高,污染最为严重,其首要污染因子为氨氮;根据空间聚类分析结果将研究区划分为东北Ⅰ区、西南Ⅱ区体现空间差异特征。Ⅰ区水质明显劣于Ⅱ区,丰水期Ⅰ区和Ⅱ区污染源方差贡献率分别为86.59%、73.20%;平水期分别为70.61%和86.46%。丰水期水质主要受畜禽养殖、种植业及上游客水影响较大,平水期污染源主要为生活污染源及内源污染。     

浑河流域沈抚段氮素污染综合溯源研究

通过对浑河流域沈抚段水体样品和主要污染源样品采集及检测,结合氮氧双稳定同位素及SIAR模型,统计分析研究区域氮素污染现状及氮素污染来源,绘制典型污染源的δ15N、δ18O特征分布图并估算其贡献率,准确追踪和定量外来性氮,从而更好地控制进入浑河流域的氮负荷.结果表明,浑河流域沈抚段受排污口、支流输入、工业废水的影响较大,氮素污染严重.研究区域δ15N值在-5.23‰~33.8‰范围内波动,δ18O值变化范围较大,为-4.12‰~61.54‰.工业废水对氮素贡献率为20.6%~96.3%,贡献率最高,其次是生活污水与粪便、化学肥料、土壤,贡献率分布范围分别为0.3%~29.4%、1.2%~33.5%、1.7%~30.1%,大气沉降对氮素贡献率最低,为0~7.2%.考虑大气污染及污废水排放规律能更准确的确定氮素的污染来源.     

基于水资源转化模拟的石羊河流域水资源优化配置

流域水循环过程是水资源合理配置对象依存和演化的基础。针对内陆河流域水资源多次转化多次利用的特点,建立以水资源转化过程为基础的流域水资源优化配置模型。按水力联系将内陆河流域系统分为独立的子系统。按水资源转化特点和用水格局将各独立水系统分渠灌区、井灌区和渠井混灌区三个一级计算单元,每个一级计算单元由若干灌区(二级计算单元)组成。运用水均衡模型和BP人工神经网络模型模拟一级计算单元间的水资源转化过程,分别模拟井灌区和渠井混灌区的来水量。建立一级计算单元和二级计算单元两层水资源优化模型,分别以灌溉用水效益最大和公平用水为配置目标。将一级计算单元的优化模型耦合到水资源转化模拟模型中。凉州区配置水量10.68×10⁸ m³,金川区为2.63×10⁸ m³,流域农业灌溉用水16.64×10⁸ m³,占总毛用水量的75％,相比现状有大幅下降。分别采用模拟寻优和遗传算法求解两层优化模型,将水量分配到灌区,进而分配到行政区,实现水资源的流域配置和行政区配置的统一,便于水资源统一管理。