基于小流域山水林田湖草一体化保护修复的北运河上游生态修复专栏序言

北运河上游流域(沙河水库以上)地处山区源头和城乡结合部过渡区,面临着农业和村镇面源污染风险、河沟道生态系统退化等问题,其水环境治理和水生态修复是北运河流域水生态环境改善的重要环节.本专栏是"北运河项目"中"北运河上游水环境治理与水生态修复综合示范"课题团队近年来的代表性科研成果,遵循以小流域为单元的山水林田湖草一体化保...     

基于“源-流-汇”的非常规水源补给河流水质改善与水生态修复专刊序言

北运河是北京市重要的绿色生态走廊，贯穿联络京津冀协同发展多个关键节点.北运河主要由来自于城市污水处理厂排水等非常规水源补给，其水环境治理和水生态修复不仅是支撑京津冀生态文明建设的核心，而且是支撑北京城市副中心等重点区域水生态环境改善的重要环节.本专刊是国家水专项"北运河项目"团队近年来科研成果的总结，从"源-流-汇"全过程污染防控的角度出发，在"源削减"-多源污染防控、"流改善"-河流水质改善与生态修复、"汇景观"-库区水质改善与生态修复三个方面对研究和实践进行了梳理总结，以期为北运河流域绿色生态廊道构建提供科技支撑.     

北运河流域沙河水库的浮游生物群落特征分析

北运河是北京市最重要的排水河道,近年来流域综合治理工作使得其生态环境逐步得到改善.为掌握北运河生态环境的改善状况,本研究于2018年5月—2019年7月基于北运河上游重要节点的沙河水库开展了水生态调查,并通过文献调研,系统对比了近年来北运河水质改善状况.实地调查结果发现,沙河库区及其上下游（以下简称为沙河）浮游植物的主要组成为绿藻门（Chlorophyta）和硅藻门（Bacillariophyta）,Shannon-Wiener多样性指数表明沙河水质处于中污染状态;沙河浮游动物主要组成部分为原生动物和轮虫,浮游动物丰度的季节性差异明显.冗余分析结果显示,化学需氧量与浮游生物丰度显著相关（p<0.01）.基于文献调研的结果表明,北运河的水质经历了"污染-污染加剧-污染遏制"的过程,且北运河的污染治理工作在2015年已见成效,浮游生物的变化也佐证了这一过程.但目前沙河化学需氧量和总氮、总磷浓度仍然无法达到水功能区划的要求.因此,未来可通过加强非点源污染的治理、强化污水处理厂脱氮处理工艺等措施进一步改善北运河污染状况.     

北运河北京段水生态承载力研究及关键控制要素识别

北运河水系一直存在水资源缺乏、水环境污染、水生态功能不足等问题,未来北京市副中心高标准建设的加速还会增加流域的生态环境负担.因此需明确北运河北京段水生态承载力的时空变化特征,识别其关键控制要素,提升水生态承载力以满足区域发展需求.本文从水资源、水环境、水生态3个方面构建区域水生态承载力评价指标体系,收集1995-2018年北运河北京段的评价指标数据,运用熵权法确定指标权重,分析北运河北京段的水生态承载力状况及关键控制要素.结果表明:1995-2015年,北运河北京段整体处于超载或临界超载状态,2018年水生态承载力有所提升,达到安全承载状态;各子流域间水生态承载力差异显著,其中,位于北运河上游的沙河子流域在1995-2000年处于安全承载状态,在2005-2018年处于临界超载状态,水生态承载状态相对较好,但仍有改善的空间;1995-2018年,清河、温榆河和凉水河等子流域水生态承载状态处于超载状态,水生态承载状态相对较差,需加大水生态承载力提升力度;影响区域水生态承载力的关键要素为河岸带林草覆盖率,其次水环境质量也对水生态承载力具有重要影响.研究显示,北运河北京段水生态承载力的提升需在改善区域生态环境状况的同时加强对水资源的综合利用.      

不同降雨条件下北运河河岸带类型对径流污染削减效果的影响

面源污染对北运河水环境质量的影响日益凸显.以北运河流域沙河水库入库支流南沙河和北沙河的河岸带为研究对象,考察降雨过程中河岸带对径流污染的净化效果.根据北运河流域河岸带结构及植物群落的分布特征,将河岸带分为Ⅰ型河岸带(防洪堤-防洪挡墙-林地-草地)和Ⅱ型河岸带(防洪堤-林地-草地)2种类型.以南沙河北岸(NB)和北沙河南...     

“十二五”太湖富营养化控制与治理研究思路及重点

在总结“十一五”太湖富营养化治理成效、存在问题的基础上,提出“十二五”期间水体污染控制与治理科技重大专项太湖富营养化控制与治理项目的总体设计思路. 项目以综合示范区水质改善为目标,重点研发园区化乡镇企业工业废水中难降解含氮、磷有机物的深度削减技术,农田种植业和农村分散式生活污水的控源减排技术,“湖荡湿地-入湖河流-湖滨缓冲带”为一体的生态拦截与修复技术;以湖泊水生态安全保障为目标,研发湖泛与水华灾害应急处置技术及建立水资源优化调度决策平台. 选择太湖流域重污染型竺山湾小流域、面源污染主控型苕溪小流域和城市化型太湖新城三大典型综合示范区,通过控源减排和生态修复关键技术的研发、集成和综合实施,实现综合示范区污染负荷得到有效控制、示范区水环境质量得到改善和规模化蓝藻水华发生得到有效控制的目标.      

蒲河水生态特征与修复对策研究

文章基于蒲河水生态功能三级分区建设目标,对蒲河流域水生态特征和受控因素进行了解析,探讨了具有北方地域特征河流的水生态修复对策和途径,总结了河道污染控制与水质改善实用技术的研发方向和应用的前景,为突破城市河流水生态修复的瓶颈问题提供了依据和技术支持。     

基于MIKE21模型的沙河水库水量水质响应模拟研究

沙河水库是北运河上游水系重要的汇,同时也是多源污染的重要聚集处,呈现非常规水源补给的缓滞水体特征,作为城市景观水体,对水环境和水生态要求较高,因此,沙河水库的治理对下游的水质改善至关重要.为进一步全面提升沙河水库水环境质量,以昌平区沙河水库为研究区域,采用MIKE21构建库区二维水动力水质模型,对沙河水库水量水质变化情况进行了模拟,并验证了模型参数.在验证模型参数的基础上,分别模拟了水位调控方案与水质改善方案.水位调控方案模拟结果显示,沙河水库管理调控水位在34.0~35.2 m之间时,0~1.5 m水深区间占面积最大,物种最丰富,是最合适的水位调控区间.水质改善方案模拟结果显示,当对溢流污染进行全部截流时,2018年6月1日—10月1日沙河闸考核断面COD_Cr平均减少28.44 mg·L^-1,NH₃-N平均减少0.83 mg·L^-1,TP平均减少0.25 mg·L^-1,相比于现状模拟数据,降幅分别达到72.2%、59.3%、67.7%,COD_Cr已全部达到Ⅳ类考核标准,NH₃-N仅有1 d超标,TP超标天数降低至7 d.在全部截流的基础上,配合湿地净化措施,2018年6月1日—10月1日沙河闸考核断面COD_Cr、NH₃-N已全部达到Ⅳ类考核标准,仅TP有1 d超标,超标日期为8月12日.     

长江流域水生态环境安全主要问题、形势与对策

为进一步深化长江流域水生态环境保护的系统性、整体性科学认识,围绕长江水生态环境安全的主要问题及形势进行了剖析,提出了进一步加强长江流域水生态环境安全保障的对策建议.研究表明:在水环境质量方面,磷污染成为制约水质改善的主要影响因素,农业源排放量占比高,但工业源入河对水体的影响更直接,水库群运行带来的水沙条件变化对磷污染沿程演变有明显影响;在水生态健康方面,长江水生生物资源衰退、湖库富营养化格局发生改变、湿地生态功能退化问题突出;在水环境风险方面,化工围江、航运污染风险引起广泛关注.当前长江流域面临着源头区水资源战略储备减少、区域经济发展与生态环境保护双重压力仍较大、水环境质量仍存问题隐患、水生态系统退化态势未得到根本遏制等复杂且严峻的形势,未来长江水生态环境安全保障仍有诸多挑战.建议统筹长江全流域“一盘棋”,推进区域绿色协调发展,强化磷污染点面源综合管控,着力提升水生态健康水平,同时加快水环境风险隐患排查整治,强化科技创新有效供给.      

北方地区中小河流水生态特征与主要评价因子的研究

分析了北方中小河流的水生态现状和特点,针对北方中小河流水生态特征确定其质量评价的要素和重点水质考核指标、水生态特征指标等重点评价因子,结合沈阳市城乡典型天然河流受社会经济发展影响的实际情况,提出了中小河流水生态质量综合评估的方法,为北方水系的污染控制和生态修复提供了参考依据。     

闸坝调度对污染河流水环境影响综合实验研究

为了研究闸坝各种调度方式下河流污染物的时空变化规律,探索了闸坝调度对污染河流水环境的作用机理,在槐店闸前期研究和实验的基础上,设计了不同闸坝调度方式对污染河流水环境影响的综合实验方案,并开展了现场实验,研究了槐店闸浅孔闸在现状调度、闸门不同开度和闸门全部关闭3种调度方式下的水体、悬浮物及底泥污染物变化规律.结果表明:闸坝调度会对河流水质产生一定的影响,其影响过程呈现出复杂的非线性关系;闸坝调度也会对水体、悬浮物和底泥中的污染物产生不同程度的影响,并促使污染物在不同介质中进行转化;流量和水深等因素会对底泥和悬浮物中污染物的释放产生影响.研究工作为构建闸坝作用下河流水环境模型、研究闸坝作用规律、实施闸坝科学调度奠定了实验基础.     

微生物与植物在河道模型中的黑臭水治理效果

针对我国河道黑臭现象严重的现实问题,为了给黑臭河道的治理提供更为可靠的参考依据,试验在大型自然河道模型中,比较了2种微生物菌株(投加剂量为:光合细菌P9,8.0×105个/mL;根际杆菌No.2,2.0×104个/mL)和3种水生植物(投加剂量为美人蕉30棵,水葫芦40棵及浮萍2 m2)对30 t流动的模拟黑臭水的处理效果。结果表明,单独使用微生物和联合使用微生物及水生植物均能取得相似的结果,至第8天时,COD、黑度、臭度的去除率均超过55%,BOD的去除率超过40%,氨氮的去除率超过30%,溶解氧提高至超过3.5 mg/L。上述结果说明,相对于水生植物而言,微生物处理黑臭水效果更为明显:微生物菌株能够通过加速黑臭水中有机物的降解,从而提高溶解氧浓度,并大幅度改善水体黑臭状态。     

国内河流水污染现状及防治对策的探讨

对水环境造成的危害进行了论述，分析认为：城市河流污染形势严重。14个大中型城市河段中，63．8％的河段污染较重，为Ⅳ类至劣于Ⅴ类水质。在47个环保重点河段中，29．8％为类于Ⅴ类水质。文中提出了河流水环境污染治理对策。     

太浦河饮用水源地取水方式研究

太浦河是上海市青浦区第二自来水厂的水源地。自来水厂从河道直接取水,但河水部分水质未达水源地水质标准,不但加重了处理成本,也导致供水水质不能得到保证。傍河布井取水方式能自然净化水质,特别是能去除某些传统自来水厂直接净化河水不能去除的污染物质。通过分析太浦河地区水文地质及水质水量等,探讨了该研究区傍河布井取水的主要技术条件。结果显示在太浦河傍河布井取水,可获得比直接河道取水更为优良的水质,水量充足,且取水工程经济可行,有很好的开发利用前景。     

河岸芦苇、茭白和香蒲植物带处理受污染河水中试研究

利用中试规模的河岸植物带(芦苇、茭白、香蒲)及无植物空白带对受污染河水进行处理,并对它们处理结果进行比较.结果表明,3种植物均能强化污染物的去除.其中芦苇带效果最好,它在整个运行期间对COD、NH₄⁺-N和TP的去除效果分别为43.7%、79.5%和75.2%.对出水溶解氧与水温进行了考察,结果表明植物带水体的溶解氧变化比无植物带小,水温比无植物带低.其中,芦苇带水的溶解氧最高,香蒲带水温和溶解氧最低.芦苇、茭白、香蒲带对河水中污染物的去除和改善水环境条件等方面表现了不同的特点,在河岸带修复时应尽可能保证水生植物的多样性.     

城市河道水体修复技术研究综述

阐述了国内外对河道水体修复的几种常用处理技术,分析了生态—生物、物理和化学3种方法的分类及其在我国城市河道水体恢复和水体保持中的应用。     

赤水河水环境态势研究

分析了赤水河近5a水质变化情况,对超标因子进行了原因探讨,并提出了应对措施。     

赤水河水环境态势研究

分析了赤水河近5a水质变化情况，对超标因子进行了原因探讨，并提出了应对措施。     

广州流溪河水质状况及水体修复技术探讨

流溪河是广州市区主要饮用水水泺地之一,近年来污染事件不断,水质逐渐变差。通过对漉溪河水质状况在不同时空上的一些研究工作进行综合分析,表明了流溪河水质发展状况、工作不足所在及进一步工作展望,同时借鉴国内外城市河流修复经验探讨了流溪河水质改善的措施,提出不仅要注重河流受污染水体的修复和水质的改善,也要强调河流生态系统结构功能的修复,以期为流溪河水质保护及居民饮水安全提供参考。     

中国流域水资源管理立法研究

由于人们对流域水资源的肆意掠夺和无情盘剥,流域生态系统日趋退化,资源衰竭、环境污染,己经成为制约人类社会经济可持续发展的瓶颈。事实证明,国外经过多年的实践探索已经成功找到适合流域水资源管理的机制,然而,由于中国流域水资源管理立法的滞后性,中国流域水资源管理现状不容乐观。因此,我们应该在借鉴国外先进经验的基础上,完善中国流域水资源管理的立法,力求建立健全流域水资源管理的法律体系,以求更好地实现流域水资源管理。