南方季节性河流河道内生态需水研究——以长江荆南三口为例

考虑南方季节性河流年内径流分布严重不均的问题,依据1951—2015年长江荆南三口5站实测原型年径流量序列,采用Mann-Kendall等方法检测其径流序列的突变年份,通过GEV概率密度最大流量、汛期最小输沙量等方法分别计算了荆南三口河道内生态需水量、输沙需水量和水质净化需水量。结果表明:(1)水文序列的突变年份判别为1970年,由此将水文序列划分为变异前(1951—1970年)和变异后(1971—2015年)两段。(2)水文变异前,河道内年生态需水量、输沙需水量和水质净化需水量分别为1239.27×10~8m~3、910.01×10~8m~3、425.70×10~8m~3;水文变异后,河道内年生态需水量、输沙需水量和水质净化需水量分别为563.32×10~8m~3、501.13×10~8m~3、111.54×10~8m~3。(3)在季节上,为保障季节性河流河道内全年均满足生态流量,1、2、3、4、11、12月份应满足的生态需水量为1647.28m~3/s,5—10月份应满足的生态需水量分别为873.87m~3/s、2499.59m~3/s、5812.76m~3/s、4346.89m~3/s、3901.18m~3/s、1721.70m~3/s。(4)从综合角度考虑,水文变异下长江荆南三口季节性河流河道内年生态需水量为752.71×10~8m~3,年输沙需水量为910.01×10~8m~3,年水质净化需水量为425.70×10~8m~3。     

梯级水电开发中最小生态流量的研究——以宝兴河为例

河流梯级水电开发对河道生态环境造成一定影响,为保证河道基本生态环境用水需要,须保证河道最小下泄流量。在宝兴河流域河段上的硗碛电站、宝兴电站、小关子电站、铜头电站布置14个代表断面,利用MIKE软件进行断面形状绘制及相关水力生境参数计算,建立河道断面湿周与流量关系曲线,估算推荐最小生态流量。并通过Tennant法、生态水力学法和湿周法三种方法的分析对比,结果表明:1宝兴河梯级电站引水式开发对生态流量的影响,表现为枯水期入库流量增加,丰水期入库流量减少,平水期则相差不大;2硗碛、宝兴、小关子、铜头电站分别下泄2.39m~3/s、3.89m~3/s、8.91m~3/s和9.86m~3/s生态流量,可保证下游生态系统的稳定。     

枯水年长江中下游江湖水交换作用分析

利用宜昌、汉口、大通、城陵矶、湖口等重要水文站的长时间序列水位、流量资料,着重分析了1978年和2006年典型枯水年长江中下游江湖水交换作用。论文建立了能表明江湖水交换作用的经验公式,以此为量化方法来表示江湖水交换作用的强度。结果表明:1978年代表三峡大坝建造之前典型枯水年的性质,2006年则已显示出三峡水库的运行对通江湖泊与干流水交换的积极作用。表现在江湖水交换系数上,1978年洞庭湖和鄱阳湖分别为0.57和0.56,洞庭湖和鄱阳湖与长江水交换处于稳定状态;2006年洞庭湖和鄱阳湖水交换系数分别为0.89和0.51,显示出2006年比1978年水交换作用强烈。洞庭湖和鄱阳湖与长江交换水量显示:1978年补给长江水量为分别为1 990×10⁸ m³和947×10⁸ m³,约占同期大通径流量的29%和14%;2006年补给长江水量分别为1 962×10⁸ m³和1 564×10⁸ m³,约占同期大通径流量的28%和23%。尤其是2006年鄱阳湖补水量比平水年还多5%,该年大通站流量全年维持在10 000 m³/s以上,以此保证了下游乃至河口地区水资源供给的安全。     

运用水质指数法评价厦门石兜—坂头水库水质

石兜—坂头水库是厦门市的重要饮用水水源地,其水质的好坏直接影响供水安全保障。根据2007年11月-2011年10月的水质监测数据,参照GB 3838-2002Ⅱ类水质标准,将27项水质监测指标分为3类,计算历年丰、平、枯水期水质综合指数(WQI),评价水质状况。结果表明:①难处理的毒性污染指标的WQI值小于10,远未危及水质安全;②易净化的污染指标中高锰酸盐指数、五日生化需氧量、大肠杆菌等在个别时段超标;③影响水质的最主要指标是总磷和总氮,单项指数常年保持在40以上,并曾一度接近80,达到Ⅳ类水质标准,水体受到一定的氮、磷污染。④4年来,水质变化处于相对比较稳定的状态,丰、平、枯水期水质变化不甚明显,最大WQI为33.3,水质评价为优良,是合格的供水水源地。就污染物成因及该水源地保护措施进行了探讨。     

基于MIKE11模型提高污染河流水质改善效果的方法

为寻求提高污染河流水质改善效果的方法,本研究选择中国多坝闸重污染河流颍河为研究对象,针对引江济淮工程颍河段的水质改善要求,以颍河主要的污染物高锰酸盐指数、氨氮为指标,提出了应用MIKE11建立试验河流一维河网水动力和水质模型,采用数值模拟的方法,试验研究河流水质改善的最优技术方法,模拟试验主要进行了补水流量、补水水质、补水位置和补水方式等措施对改善颍河水质效果的影响.模拟结果表明:用MIKE11模型中水动力模块(HD)和对流扩散模块(AD)并结合降雨径流模块(NAM)来进行污染河流水质改善是可行的,即补水流量为河流本底流量的10%,分别对补水点1采用Ⅲ类水,补水点2和补水点3采用Ⅳ类水进行补给,补给效果最佳,高锰酸盐指数和氨氮的去除率分别为72.3%和55.7%,使研究区颍河85%以上的河段达到Ⅳ类水水质标准,为河流污染控制提供了一种新方法.     

引水改善常熟市城区水环境方案研究

依据常熟调水试验的实测数据,建立常熟河网区水量水质数学模型,应用该模型对引水改善常熟市城区水环境方案进行分析计算,常熟张家港航道改道后引水水质COD_(Mn),NH3-N的平均改善程度分别提高了41.9%,34.5%;开辟海洋泾引清通道,引水流量在30～40m~3·s~(-1)时,COD_(Mn),NH3-N的平均改善程度为42%,36.7%。两方案能有效提高引水改善常熟城区水环境的效果。     

塔里木河流域枯水年生态调水方式及生态补偿研究

近年来塔里木河流域大规模水土资源开发导致水资源供需矛盾日益尖锐,特别在枯水年,生态及社会安全受到严重威胁,亟需通过提出科学合理的生态调水方式及生态补偿方案来化解这一矛盾。论文利用塔里木河“四源一干”的地表径流、断面引退水、地下水埋深、气象等资料及干流下游流域内的遥感影像数据,根据水量平衡原理计算了各河流的河损及干流下游的生态需水量,提出了枯水年流域水量分配方案,确定了流域枯水年生态调水方式及相应的生态补偿方案。结果表明：1）在特枯水年,下游需水量为7.01×10⁸ m³,至少挤占上游源流10.70×10⁸ m³水才能保障,从上游源流调水至干流单方水的总效益和经济效益将分别减少38.2%和81.2%,因此该调水方式是不合理的,应改从开都-孔雀河调水以满足下游用水;2）调水后上游源流对开都-孔雀河单方水的补偿量为3.4元。研究可为流域水资源的高效开发、利用和管理提供科学依据。     

晋江金鸡闸断面面源污染负荷及水质敏感期的确定

晋江金鸡闸断面是泉州市重要饮用水取水口断面,其水质安全对实现区域经济社会发展具有重要意义. 以晋江金鸡闸断面水文水质监测资料为基础,借助水文统计及降雨径流与面源污染关系分析,提出确定不同水平年典型污染物质量浓度年际及年内变化的方法,进而确定面源污染负荷和水质敏感期. 结果表明:从枯水年到丰水年,COD_Mn、NH₃-N、TP的面源污染贡献率随降雨径流量的增多而增大,分别为30%~74%、53%~61%、39%~62%;ρ(NH₃-N)和ρ(TP)的年均值随降雨径流量的增大而减小,ρ(COD_Mn)与降雨径流量关系不密切. 在丰水年、偏丰年及平水年ρ(COD_Mn)、ρ(NH₃-N)、ρ(TP)的年均值变化均较小,而在偏枯年和枯水年变化较大;三者年内变化规律相近,ρ(NH₃-N)和ρ(TP)的峰值一般出现在3月、4月,并且峰值大小与年降雨径流量呈反势,ρ(COD_Mn)峰值及与年降雨径流量关系不明显. 除3月、4月外,ρ(COD_Mn)、ρ(NH₃-N)大多达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ类水质标准限值,而ρ(TP)基本达到Ⅲ类水质标准限值.      

跨流域引水工程对晋江水环境容量的贡献

采用概率稀释模型（PDM-PS）计算方法,在设计条件为流量7Q10、达标率100%的情况下,计算该工程建设前后东溪和晋江干流水环境容量,并进行比较,结果表明,该引水工程年平均引水3.5亿m^3,分别为东溪及晋江干流增加水环境容量（以CODCr计）5446.1kg/d和4293.4kg/d。     

新疆开都—孔雀河流域天然植被生态需水量研究

本研究以新疆开都—孔雀河流域为研究区,针对流域不同保护目标,采用定额法、阿克苏水平衡站公式和阿维里扬诺夫公式三种方法,分别估算了生态红线区和生态敏感区的生态需水量。研究结果表明开都—孔雀河流域生态红线区平均需水量为13.82×10~8m~3,生态敏感区平均生态需水量为2.06×10~8m~3,且潜水蒸发法中的阿克苏水平衡站公式的计算值与平均值最为接近。由于干旱区降水量稀少,天然植被生长完全依赖地下水,一般采用潜水蒸发法间接计算植被的生态需水量,在植被需水定额不好确定的情况下,更是首选潜水蒸发法进行生态需水量的估算。研究成果可以为孔雀河生态输水工程和塔里木河下游生态输水工程的实施提供科学依据。     

基于水质超标率改进算法的巢湖引水方案优化

巢湖作为引江济淮工程的调蓄场所,从流域整体考虑,对巢湖引水方案进行优化具有重要意义。基于近10年巢湖地区实测水文、水质和气象资料,借助二维非稳态水环境模型对外部影响因素组合方案进行模拟,并对模拟结果进行不确定性分析、K-mediods聚类和SRRC敏感性分析,得到各外部影响因素定性和定量的权重,白石天河口NH₄+-N外部影响因素影响权重的排序为引水水质(56%)>引水流量(26%)>风速(18%),TP为引水水质(57%)>风速(29%)>引水流量(14%);杭埠河口NH₄+-N权重排序为风速(71%)>引水流量(16%)>引水水质(13%),TP为风速(73%)>引水水质(18%)>引水流量(9%)。根据外部影响因素权重改进超标率算法,白石天河口门(11.6%)引水水质超标率远低于杭埠河口门(28.4%)引水,白石天河口为最佳引水方案,为大型浅水湖泊引调水方案的比选提供参考。     

基于三角模糊数的贝叶斯水质评价模型

将贝叶斯理论和模糊集理论引入水质评价领域,分别描述了水质评价过程中模型结构和参数的不确定性,建立了基于三角模糊数的贝叶斯模糊综合水质评价模型.对Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类水分别赋值,并根据监测点水质对各类别的后验概率计算水质的综合得分进而确定水质类别.同时,选取了TP、NH4+-N、COD、DO、As及粪大肠菌群为水质评价因子,将建立的模型应用于2010年洞庭湖水质评价中.结果表明,小河嘴、横岭湖、万子湖、目平湖、洞庭湖出口水质达到Ⅱ类水标准;南嘴、岳阳楼水质为Ⅲ类水;东洞庭湖和扁山水质介于Ⅱ类水和Ⅲ类水之间,对各等级的隶属度分别为0.4983/Ⅲ+0.5017/Ⅱ、0.7962/Ⅲ+0.2038/Ⅱ.各监测点位中,仅南嘴水质未达到相应的水质标准.较均值模型、三角模糊数模型和传统贝叶斯模型而言,基于三角模糊数的贝叶斯水质评价模型对不确定性的表达更为全面、更符合实际.     

山区河流中水利工程下游最小生态需水量计算——以湖北神农架林区长坊二级水库电站为例

主要从保护河流水生生物栖息地出发,探讨山区河流生态需水量问题。文章运用Tennant法、湿周法和以河流上游某断面50%保证率的年平均流量的30%计算方法,对湖北省神农架林区长坊二级水库电站工程坝址下游最小生态需水量,进行计算、比较分析,提出其最小生态需水量为0.22m3/s,为该水电站工程环境影响评价及科学运行提供依据。     

盐酸萘乙二胺分光光度法测定环境空气中氮氧化物含量的不确定评定

按照《JJF 1059.1-2012测量不确定度评估与表示》,对分光光度法测定环境空气中氮氧化物含量的不确定度进行评定,按照国家标准分析方法进行样品采集及测定,结果显示,由样品采集过程和分析过程引入的不确定度分别为1.77%和1.67%,合成的相对不确定度为2.43%,其中样品采集过程主要的影响因素为采样器流量和采样器流量校准,分析过程中引入不确定度大小的顺序为:标准曲线配制样品定容样品重复测定仪器测定工作曲线拟合,测量结果的扩展不确定度为0.0024 mg/m~3,测量结果可表示为(0.048±0.002) mg/m~3。     

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...     

基于IGAWDU的滦河中游河道生态基流量研究

提出能计算平均年和典型年生态基流量的基于CAWDU（建设项目水资源论证导则）的代表年法（简称IGAWDU法）,建立了相应的公式,应用于滦河中游典型河段。通过天然径流量趋势分析,确定自然与人为干扰的转折点,选取用于生态基流量计算的数据。采用双因素方差分析法比较逆月最小生态径流法（M—MMER法）和IGAWDU法与Tennant法的差异度。结果表明：（1）基于IGAWDU法的多年平均生态基流量为1．412亿m^3,丰、平、枯水年的年生态基流量分别为2．977亿m^3,1．736亿m^3,0．834亿m^3,占年均天然径流量32．4％,18．9％,9．1％,丰、平水年可满足维持生态系统所需基本水量;（2）M—MMER法与Tennant法的差异性较大。基于GAWDU的平均年法与Tennant法差异性不显著;（3）基于IGAWDU法的生态基流量略高于Tennant法,更利于河道生态系统健康发展,适于滦河流域生态基流量的估算。     

张家港水环境调水实验研究及数学模型建立

为改善张家港地区河网水环境,尤其是污染严重和常年淤积的城区以及南部水系,引长江水对张家港河网进行冲洗。为确定引水能力和张家港河网的水质改善效果,在张家港进行一次调水实验,对监测成果进行了分析和讨论,使张家港河网水量水质模型得到可靠验证。     

程海湖补水可行性研究

程海湖是云南省九大高原湖泊之一,近年来一直处于轻度富营养状态,且蓄水量下降趋势明显,年亏水量近1700万m~3。外流域补水是唯一可以解决程海湖水资源矛盾的办法。补水水源水质类别必须要达到Ⅲ类以上,水量要在满足自身流域用水要求外至少能保证每年向程海补水1700万m~3。程海湖周边水源有仙人河、五郎河和金沙江,可行性分析后认为五郎河引水比较可行。     

宝源煤矿矿井废水的处理浅析

宝源煤矿地处笔砚山下峡谷之中,年产煤81万t,核定能力为66万t。分为南、北、中平峒及北斜井四个井口。该矿的矿井水大部分由地表渗入,不仅水量大,且随季节性变化也大,部分矿井水被用作掘进和采煤过程中的生产用水,冲刷后其余未加处理排入宝源河中。宝源河河水最大流量为8000m~3/h,最小流量为1500m~3/h,平均流量为3500m~3/h矿区上游设有局、矿两个饮用水泵站,总泵抽水能力约1200m~3/h,中、下游为人们生活与农用灌溉用水,不足部分由矿井水补充。 1980—1985年,该矿矿井水最大排放量为1500m~3/h。最小排放量为193.7m~3/h,平均排放量为667.9m~3/h。     

纵观天下

<正>生态环境部发布3项大气污染物排放标准重庆市近日召开新闻发布会,通报了2018年全市生态环境状况。数据显示,2018年长江干流重庆段总体水质为优,15个监测断面水质均为Ⅱ类;长江支流总体水质良好,114条河流196个监测断面中,Ⅰ类-Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类水质的断面比例分别为81.1%、12.7%、3.1%和3.1%;水质满足水域功能的断面占86.7%。66个城市集中式饮用水水源地水质达标率为100%,有效保障了三峡库区水环境安全。