三峡水库入库污染负荷研究(Ⅰ)--蓄水前污染负荷现状

分析蓄水前三峡水库入库污染负荷,包括库区污染负荷,如城市生活污水、工业废水、农业面源、船舶流动污染源;主要干支流长江、嘉陵江、乌江的入库背景污染负荷,包括上游天然背景负荷和上游污染贡献负荷,为三峡水库水污染防治提供理论依据。研究表明：①进入三峡库区的污染源主要来自长江、嘉陵江、乌江上游输入的背景负荷,包括上游贡献负荷和天然背景负荷,其中：CODCr的天然背景负荷与上游污染贡献负荷较为接近,BOD5、NH3-N的上游贡献负荷略大于天然背景负荷;TP的上游贡献负荷远大于天然背景负荷。因此,“三江”上游区域的污染治理工作应为今后三峡水库水污染防治的重点;②库区内排放的主要污染物是TP、BOD5、TN、CODCr等有机污染物,其累计等标污染负荷比达到98%以上。库区内的主要污染源为农田径流,其等标污染负荷比为77.85%;其次为城市污水,其等标污染负荷比为19.45%,工业废水的等标污染负荷比只占1.62%。因此,农田面源将是今后库区污染防治的重点。     

三峡水库蓄水运用期化学需氧量和氨氮污染负荷研究

根据三峡工程生态与环境监测系统污染源监测资料和相关研究成果，分析了库区化学需氧量（CODCr）和氨氮总污染负荷现状及历年变化情况，结果表明三峡水库污染负荷主要来源于上游。近5 a来，进入三峡水库的CODCr污染负荷平均为528.6万t/a，氨氮负荷平均为7.28万t/a，其中上游来水和库区CODCr负荷约为443.2万t/a和85.42万t/a，分别占83.8%和16.2%；上游来水和库区氨氮负荷约为4.75万t/a和253万t/a，分别占652%和348%。废污水及其污染物排放主要来源于重庆主城区。1997~2009年，尤其是三峡水库蓄水运用期内，库区废污水排放总量随库区社会经济快速发展而显著增加，但主要污染物CODCr和氨氮排放量增加态势得到了有效遏制，尤其是生活污水中的COD Cr排放量呈下降趋势，说明一系列环境保护政策与措施取得了明显效果。尽管如此，库区和上游水污染防治仍然不容疏忽     

三峡库区及上游流域面源污染特征与防治策略

三峡水库自2003年蓄水运行以来，富营养化问题突出，面源污染防治愈发受到关注。依托2004、2005年生态环境调查成果，在分析三峡库区及其上游流域（简称三峡地区）面源污染负荷特征、面源污染发生原因的基础上，提出了区域面源污染防治策略。研究结果表明：入库污染负荷总量组成中，面源贡献占绝对优势；空间分布上，上游长江干流、嘉陵江及乌江流域贡献占绝对优势，库区区间贡献较小；形态特征上，氮对水体的影响以溶解态为主，磷对水体的影响以颗粒态为主。从面源污染发生过程来看，三峡地区生态环境脆弱、土地利用不合理为土壤侵蚀、污染物迁移转化提供了先决条件；而农村经济增长迅速、耕作管理技术落后亦增大了面源污染的风险。结合上述分析以及三峡地区实际情况，针对性地提出污染控制分区策略、工程措施治理策略、生态经济培育策略、农业耕作管理策略，旨在为三峡水库长效环境保护提供借鉴.     

三峡库区非点源氮磷负荷研究

掌握非点源污染形成的机理和变化规律是控制和治理非点源污染的关键。三峡水库非点源污染物来源范围广,每年随上游来水输入库区的非点源污染物成为三峡入库非点源负荷的主要部分。为研究三峡入库非点源污染物负荷变化规律,以SLURP水文模型和输出系数法为基础,建立了长江重庆寸滩断面以上流域的非点源污染负荷模型,模型在模拟计算1996~2002年寸滩断面入库非点源TN年负荷和非点源TP年负荷时,除1998年非点源TP负荷计算误差高于50%外,其它各年非点源TN负荷和TP负荷计算误差基本上小于30%,具有较好的模拟计算效果。该模型的建立和应用将为流域的有关管理部门提供该流域非点源污染控制和治理的决策依据。     

黄浦江上游地区水环境污染负荷特征

通过调查黄浦江上游地区的水环境污染来源、污染负荷及其特征，为管理部门控制污染、提高上游地区水环境质量提供科学依据。调查中了解到污染源种类主要有4类：工业、事业、生活和畜禽污染源；水源保护区内年用水量为22196万t．污水量为17755万t／a，其中工业污染源352个，排放量占46．3％，事业污染源4108个。排放量占22．3％，生活污水排放量占30．6％．畜禽污水排放量占0．8％；黄浦江上游水源保护区污染源排放去向主要分4种：直排河道（占40．4％），进入市政泵站后排出（占3．9％）。经污水处理厂处理后排出（占20．5％），通过合流污水收集系统排出（占35．3％）。根据黄浦江上游地区水环境污染负荷特征，建议黄浦江上游区域进一步调整和完善不同区域的功能定位，优化产业结构和布局，构建利于水源保护的区域发展模式和格局；通过采取污染控制和生态环境建设并重的一系列措施，有效抑制生态环境恶化趋势，促进黄浦江上游上游水环境质量的改善。确保上海市的饮用水安全。     

三峡水库上游流域非点源颗粒态磷污染负荷研究

为有效控制三峡水库上游流域因水土流失产生的非点源颗粒态磷污染，改善库区水质，以美国通用土壤流失方程为基础，从影响土壤流失年际变化的水文条件和人类活动两个主导因素着手，并从地形指数的角度考虑泥沙输移比的空间分布，提出了能反映流域输沙量逐年动态变化的新估算方法。在此基础上，建立了流域颗粒态磷污染年负荷模型。在GIS辅助下，应用所建模型，对研究流域1990~2006年颗粒态磷污染负荷进行了空间分布模拟和定量研究。结果表明：所建年输沙量模型和颗粒态磷年负荷模型有良好的模拟精度；金沙江中下游流域，雅砻江中下游流域和岷江的大渡河流域是颗粒态磷污染的主要源区，嘉陵江流域通过治理水土流失和颗粒态磷流失情况明显好转；“长治”工程后，三峡水库上游流域的颗粒态磷年负荷总体上有下降趋势，近5年的年均负荷为16 482 t/a，比治理初期的1990年减少约37%。     

三峡水库上游流域非点源颗粒态磷污染负荷研究

为有效控制三峡水库上游流域因水土流失产生的非点源颗粒态磷污染，改善库区水质，以美国通用土壤流失方程为基础，从影响土壤流失年际变化的水文条件和人类活动两个主导因素着手，并从地形指数的角度考虑泥沙输移比的空间分布，提出了能反映流域输沙量逐年动态变化的新估算方法。在此基础上，建立了流域颗粒态磷污染年负荷模型。在GIS辅助下，应用所建模型，对研究流域1990~2006年颗粒态磷污染负荷进行了空间分布模拟和定量研究。结果表明：所建年输沙量模型和颗粒态磷年负荷模型有良好的模拟精度；金沙江中下游流域，雅砻江中下游流域和岷江的大渡河流域是颗粒态磷污染的主要源区，嘉陵江流域通过治理水土流失和颗粒态磷流失情况明显好转；“长治”工程后，三峡水库上游流域的颗粒态磷年负荷总体上有下降趋势，近5年的年均负荷为16 482 t/a，比治理初期的1990年减少约37%。     

降雨径流面源污染年负荷预测方法的开发——以镇江古运河为例

在对镇江古运河2009~2013年的降雨量、降雨径流污染物量监测的基础上,运用回归分析建立降雨量-径流污染方程,并采用灰色理论对未来降雨量进行预测,进而得出降雨径流面源污染年负荷值。结果表明:2014~2020年间,镇江古运河降雨径流中污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷与降雨量同向变化,2020年降雨量达到1 381.2 mm时,污染物TP、NH₃-N和SS的年负荷可分别达到217.15 t、421.4 t、5 811.87 t,数值较大;灰色理论与回归分析结合所提出的降雨径流面源污染年负荷预测方法,能够在小样本、贫信息和波动数据序列情况下,简捷有效的对降雨径流面源污染负荷进行高精度的预测,实用与推广价值较大。     

江苏淮河流域工业点源负荷空间分布特征研究

搞清流域工业点源的空间分异特征,可为水环境整治与工业规划提供参考依据。采用工业污染源普查数据建立污染源信息数据库,在GIS技术、密度分析法与ESDA方法支撑下,探析江苏淮河流域工业点源与工业污染负荷空间格局与特征。结果显示：工业点源集聚于城市、县城及专业乡镇,污染行业地域分异现象显著,其中,河流、港口及临湖地区成为高负荷工业点源集聚地区,化工、造纸、化纤与医药等行业的工业集中于临海、临河及临湖地区,饮料制造业、副食品加工业点源集中于工业化水平较低的北部流域的少数乡镇,工业氨氮多数来自化工业。在不同工业化水平下,工业污染负荷空间差异大,南部流域负荷整体水平高于北部,北部流域高负荷区分布于少数乡镇与城区     

基于AnnAGNPS模型的三峡库区小江流域非点源污染负荷评价

运用AnnAGNPS模型对三峡库区小江流域2002～2004年的径流量、输沙量、氮磷负荷量进行模拟估算，并分别采用宝塔窝水文站（控制范围占流域面积的62%）2002～2004年实测数据对径流和泥沙模拟值进行校准和验证，采用小江流域出口2002～2004年实测年均数据对总氮、总磷模拟负荷进行校准和验证，通过敏感性分析确定了影响流域非点源污染负荷输出的主要因子，结果表明模型模拟结果相对可靠，适合于三峡库区流域非点源污染负荷评价。根据模型预测结果，模型对径流输出的模拟精度高于对泥沙和养分的输出模拟，小江流域多年年均泥沙输出量为26189 万t，总氮输出为8 33523 t，总磷输出为43686 t。研究成果对于AnnAGNPS模型在三峡库区的应用具有很好的示范性     

山东省环渤海地区社会经济发展与污染负荷输出关系研究

本文利用2001-2010年山东省环渤海4市的废水、COD、氨氮排放量3项废水污染负荷输出数据,通过与人均GDP拟合环境库兹涅茨曲线(EKC),对山东省环渤海地区社会经济发展与污染负荷输出之间的关系进行了实证分析。研究结果表明:山东省环渤海沿海地区的水污染负荷输出与经济发展的关系基本符合典型的倒"U"型的EKC曲线关系。各市COD和氨氮排放曲线出现拐点的情况表明,"十五"和"十一五"期间山东省采取的一系列水环境保护政策对EKC曲线拐点的出现甚至提前出现起到积极作用。     

环鄱阳湖区农业面源污染TN/TP时空变化与分布特征

以鄱阳湖区周边12县市为研究区域，以氮、磷2种污染物为研究对象，以土地利用、畜禽以及农业人口为三大主要营养源，运用输出系数模型对环鄱阳湖区1997~2007年的面源污染现状负荷进行估算，结果表明TP/TN都呈现平稳上升的趋势，且面源污染高负荷区主要集中在南昌县、新建县和南昌市辖地区；预测2011~2020年TN/TP的变化，结果表明研究区域总磷总氮均有明显增长趋势，环鄱阳湖区年平均TN/TP相对现状年平均增长率为1746%和1602%。面源污染负荷的三大营养源贡献中畜禽输出负荷的贡献率随时间的推移有明显增加的趋势，农业人口和土地利用的贡献率有下降的趋势，揭示了环鄱阳湖地区禽畜污染将是农业面源污染的主要污染源。并借助GIS工具分析了TN/TP在环湖各地区的分布特征，指出了面源污染控制的重点工作区域     

用实测资料计算流域非点源污染负荷：以四川清平水库为例

把流域非点源污染负荷分成地面径流污染负荷、地下径流污染负荷和壤中流污染负荷。用水文学方法找出典型年河水中地下径流成分，然后分割出壤中流和地面径流。再根据实测的水质和流量资料计算出流域非点源污染负荷。方法简单可靠，具有典型性和代表性。     

贵州红枫湖大冲小流域农业面源污染负荷特征研究

为揭示红枫湖汇水区农业面源污染物氮、磷、有机物输出的一般规律，以典型农业小流域为研究对象，自2010年1~12月，对流域降雨、流域出口的径流、TN、TP、CODcr浓度进行同步监测，并对流域内各个不同土地利用类型的产污负荷进行监测分析。结果表明，流域除TP外，其他指标严重超标；监测期间小流域径流量为414×105 m3，TN、TP、CODcr入湖总量分别为2 5467、856、10 8832 kg，其日均单位排放负荷分别为577、019 、1451 kg/(km2·d)；在降雨丰富、农业生产活动频繁的6~10月，TN、TP、CODcr的含量都明显高于其他月份，分别占各自总量的94.8%、73.3%、94.3%；坡耕地、天然林、疏林地产生的TN、TP、CODcr污染负荷量分别为流域入湖污染总负荷的13.38%、13.29%、13.54%，稻田、蔬菜地径流中TN、TP、CODcr含量分别为0.84~10.32、0.07~0.18、20.50~68.00；2.16~7.54、0.01~0.04、4.50~22.40 mg/L。居民生活污水中TN、TP、CODcr含量分别为13.84~50.11、3.20~5.10、35.7~207.0 mg/L，蔬菜、水稻种植、居民生活污水及禽畜养殖对流域面源污染贡献大；大冲小流域面源污染负荷与径流间存在极强的相关性     

三峡库区江段潜在水环境污染风险评价研究

三峡库区的水环境安全不仅关系到库区周边省市用水安全,更与长江流域的生态安全以及整个中国的可持续发展密切相关.基于压力-状态-响应(PSR)模型,综合考虑风险源危险性、风险受体敏感性以及区域环境风险可接受水平等因素构建水环境污染风险分级评价指标体系与量化方法,运用冷热点格局分析等空间统计方法,以行政区为单元综合评价三峡库区潜在水环境污染风险分布状况.结果表明:(1)云阳县风险源数量最多,万州区风险受体数量最多,但重庆主城区及周边地区高风险污染源和高敏感受体分布最为密集,且区域环境风险可接受水平最低.(2)研究区县区级风险源危险性和风险受体敏感性指标统计结果均呈集聚分布格局,热点区域集中在库区上游重庆主城区及周边地区,且该区域风险可接受水平表现为冷点区域,而在其它区域基本呈现为均衡的分布格局,未形成明显的热点或冷点区域.(3)库区水污染高风险江段包括九龙坡区、渝北区、沙坪坝区、渝中区和南岸区等5个县区,中风险江段包括长寿区、北培区、江北区、大渡口区、涪陵区、石柱县和巴东县等7个县区,低风险江段主要分布在库区上游的江津区和库区腹地及下游区域.最后,针对不同区域潜在水污染风险分布特征,从产业优化布局、预警与应急能力建设以及企业污废水处理技术升级等方面提出风险管控的相关建议.     

嘉陵江干流鱼类群落生态结构分析

鱼类群落生态结构是群落生态学研究的一个热点问题。通过野外调查和资料分析发现，嘉陵江干流分布鱼类有156种，隶属于7目18科85属。依据所摄取食物类型的不同，这些鱼类可以划分为浮游动物食性、浮游植物食性、着生藻类食性、水生植物食性、水生昆虫食性、软体动物食性、肉食性和杂食性等8种食性类型。使用相似性指数和相似性分析方法，对嘉陵江上、中和下游的鱼类组成及群落生态结构组成分析发现：（1）从上游到下游，鱼类物种逐渐增加；（2）整个嘉陵江干流中，水生昆虫食性的鱼类占3141%，肉食性占1923%，着生藻类食性占1859%，软体动物食性的占1154%，浮游动物食性占1026%，杂食性占641%，水生植物食性占192%，浮游植物食性占064%；（3）从上游到下游，肉食性鱼类所占比例逐渐增加，以水生昆虫和着生藻类为食的鱼类所占比例则逐渐减少，相似性分析表明，嘉陵江各江段鱼类群落生态结构组成的差异不显著。嘉陵江干流鱼类群落生态结构的组成和变化与水生态系统结构和功能的变化密切相关     

土地利用变化下沿海地区吸附态磷负荷动态变化研究

吸附态磷是主要的面源污染物之一,它会导致水域环境质量恶化,是水体富营养化的重要污染源。科学估算吸附态磷污染负荷能够为治理沿海地区非点源污染,保护海洋生态安全提供理论依据。以遥感影像、降雨监测资料等多源数据为基础,综合考虑土壤侵蚀、泥沙输移率、磷富集系数等影响因子,构建吸附态磷负荷估算模型,估算了江苏沿海地区2000~2010年吸附态磷负荷量,分析了不同土地利用背景下吸附态磷负荷的动态变化特征,结果显示:(1)2000~2010年,江苏沿海地区吸附态磷负荷明显增加,平均吸附态磷负荷模数由105.89 kg/km2·a增长至201.67 kg/km2·a,吸附态磷负荷总量由3 284t增长至6 255t。(2)10 a间,研究区的吸附态磷负荷热点面积减小,呈现出收敛聚集的态势,但热点区的吸附态磷负荷总量却明显增加,说明研究区内吸附态磷负荷的空间极化现象更为显著。(3)10 a间,各土地利用类型的平均吸附态磷负荷模数都显著增长,不同土地利用背景下吸附态磷负荷总量排序为水田旱地林地草地未利用地园地。研究结果表明,不同土地利用背景下吸附态磷负荷存在显著差异,且不同土地利用类型相互转化时,吸附态磷负荷也随之发生变化,可通过调整土地利用结构,优化景观格局,减少和控制磷污染的发生。     

负荷历时曲线法在梁子湖流域污染容量总量控制中的应用

采用负荷历时曲线法(LDC),基于水质保护目标,研究水体纳污能力,确定最大日负荷总量(TMDL)是当前流域污染总量控制的主要方法之一。根据梁子湖高桥河流域控制断面2008~2011年的水文、水质数据,以主要污染物COD为指标,将负荷历史曲线法运用到梁子湖高桥河等子流域污染容量总量控制中,对该流域的最大日负荷(TMDL)变化规律进行分析,提出流域不同水文条件下的污染负荷消减量。研究结果表明:梁子湖水环境受面源污染影响较大。高桥河、徐家港、张家桥港、山坡港、宁港流域,在高流量期实际负荷值均已超出了允许负荷,其削减量分别为61.36、4.33、12.98、3.84、7.13 t/d;徐家港和宁港流域在丰水期实际负荷值也超出了允许负荷,削减量分别为0.16、0.17 t/d。该研究为流域相关管理部门对湖泊水环境的污染控制提供可靠的决策依据。     

沿江大开发背景下长江江苏段水环境污染负荷趋势

沿江开发是当今世界各国经济发展和国土整治关注的焦点,江苏省沿江开发过程中高密度和高强度的产业集聚将对长江江苏段水环境带来压力。根据江苏省沿江各地市社会经济和调查的环境监测资料,分析了沿江大开发背景下长江江苏段的水环境污染负荷及治理现状并预测了未来演变趋势,结果显示:2002年长江江苏段污染负荷的废水总量为210 997.80×10\+4 t,COD\-\{Cr\}总量为380 817.20 t,NH\-3 N总量为28 391.36 t;预测2010年将分别达到395 977.10×10\+4 t、598 197.80 t和42 381.56 t,较2002年分别增长87.7 %、57.1 %和49.3 %。污染源治理方面工业污水90%以上已达到了国家排放标准,而生活污水处理无论在污水处理厂数量还是处理深度都难以满足实际需要。为使长江水域生态环境不受破坏和饮用水源地的供水安全得到保障,提出了优化产业结构、削减污染负荷、加强生活污水处理厂建设和提高沿江主要支流的治理力度等多项调控措施。     

重庆市“禁磷”绩效评估

国内外研究表明，水体中的磷16％左右来自使用含磷洗涤用品。为保护三峡水库水环境,防止库区水体富营养化，重庆市政府决定，从2003年１月１日起，在全市范围内禁止销售和使用含磷洗涤用品。含磷洗衣粉的磷含量平均为4%，无磷洗衣粉的磷含量平均为0.013%，“禁磷”后洗衣粉的磷削减率平均为99.7%。监测结果表明，“禁磷”前后主城区城市污水排放口总磷浓度平均降幅为15.12%、中等城市为18.36％、县城为33.66％；禁磷前，城市居民洗衣粉磷排放量占城市污水总磷的13.77％，禁磷后只占0.05％；禁磷前，农村居民洗衣粉磷排放量占农村生活污水总磷排放量的30.53％，禁磷后只占0.01％。按城市综合污水总磷浓度变化计算（考虑到城市公建商贸行业的洗涤剂用量），则禁磷后城镇削减磷排放量1 056.2 t/a；农村居民按洗衣粉实际使用量计算，入河生活污水削减磷1 203.8 t/a；城镇和农村共削减总磷排放量2 260 t/a，占重庆市磷污染负荷总量的6.0％。