三峡库区水库水质Streeter Phelps模型修正及COD变化规律的新探讨

水体复氧规律的研究对于预测和评价水中溶解氧含量, 确定有机污染水体的自净过程具有重要意义。天然水体中溶解氧的多少是评价水环境质量优劣的一项非常重要的指标, 是水质预测的一个重要任务。Streeter Phelps模型是目前进行河流水质研究常用的物理模型，具有良好的理论和实用价值，然而在某些特定水域，该模型的应用受到限制，主要原因是复氧系数的取定多在水流速度较大情况下得到的，而未考虑水面波动对复氧系数的影响，另外，在实际研究过程中发现三峡库区COD变化的规律出现异常：在离排污口相当远的水域，COD随时间变化趋势并不是指数衰减，而是在某个常值附近微小摆动，以往很多修正过的Streeter Phelps模型都无法解释这个现象。经研究表明：考虑波动效应后，对复氧系数进行修正能得到较好的模型计算结果；同时，COD变化规律不仅可以弄清楚，而且可以为进一步研究排污规律和泥沙运动提供科学依据。     

小清河(济南段)污染评价及防治途径

本文根据小清河水质监测和污染状况评价,认为它是一个以耗氧为主的有机污染水体。针对小清河的污染特征和使用价值,提出了近期以灌溉水标;隹为治理水质目标;并选用 Streeter-Phelps 水质模式推算了污染源的允许排放量和应消减的排污数量;同时对几种设想方案进行了比较,提出了污染防治的途径。     

基于GF-1号遥感影像的武汉市及周边湖泊综合营养状态指数反演

湖泊水体富营养化的监测评价是湖泊水资源管理和水环境保护的基础性工作。基于GF-1号WFV遥感影像和综合营养状态指数法,通过82个站点实测数据建立多元线性回归和RBF神经网络模型,对武汉市及其周边地区主要湖泊综合营养状态指数进行了反演。反演的结果显示,武汉市及周边大部分湖泊水域处于轻度富营养和中营养状态,局部湖区为中度富营养状态。验证结果表明:GF-1号WFV多光谱数据用于监测大面积湖群水质变化是可行的;两种模型都可以建立实测数据与遥感信息的函数关系,根据函数可以反演湖泊水质综合营养状态指数,进而实现大面积湖泊水质动态监测;而RBF神经网络模型预测的R2为0.742 3,均方根误差为3.72,其反演精度更高,更适合于监测内陆湖泊水质变化。     

基于神经网络模型的千岛湖清洁水体叶绿素a遥感反演研究

叶绿素a浓度值是水体水质评价的重要指标,研究基于高分一号(GF-1)卫星遥感影像,利用神经网络模型,选用6节点的隐含层设置,构建了千岛湖清洁水体叶绿素a浓度反演模型,对其叶绿素a浓度值时空特征进行分析,并与其他常规反演方法精确度进行比较.研究结果表明,利用神经网络模型对千岛湖清洁水体叶绿素a浓度值进行反演是可行的,且与其他常规方法相比,该模型对于叶绿素a含量低的内陆清洁水体反演有着更高的相关性(R2 = 0.921 8);在空间分布上,千岛湖区域水体叶绿素a浓度整体较低,高叶绿素a浓度区域主要集中易受人类活动干扰的西南及东北区域;年际变化分析表明,千岛湖区域水体叶绿素a浓度稳定,且波动较小,平均叶绿素a浓度值皆维持在1.70～1.75 pg/L之间,清洁水体特征显著.     

基于水质的水资源模型与水质经济学初探

在对传统的以水量为核心的水资源模型理论与实践矛盾的分析基础上,阐述了水资源社会及自然循环规律,提出城市-流域系统中水资源利用的水质自然与人工再生过程和自然、人工修复的双要素.提出水质再生和水量循环的水资源模型及其假设和约束条件,确定了模型适用的边际条件和范围,据此进一步辨析了城市污水回用与再生水的异同,将再生水置于流域尺度的城市群上下游用户层面,提出污水回用(包括中水利用)是降低需求,再生水是增加总量的基本结论.在以水质为核心的水资源模型基础上,对现有水资源经济学定义进行了修正和补充,提出了水质经济学的基础概念,并讨论了水质经济学指导下的供水服务和价格模型结构,重新定位了再生水的战略并提出以流域水体的净化成本和人工水质改善成本共同形成的全成本高低来表征流域水资源短缺程度的缺水等级划分新思路.     

长江河口近岸水体自然净化作用及其初步评价

按照水体的净化机理，结合长江口和上海滨岸带近岸水体的物理、化学和生物等因素的实际特征，对近岸水体的自然净化作用进行了阐述和分析。并在历史资料和实测资料基础上，就近岸水体的自然净化作用进行了评价。评价结果表明，因长江河口近岸水体存在较强的自然净化作用机制，近岸水体体的自然净化能力较强，环境容量较大，但由于污染物输入量的不断增加，部分岸段近岸水体的环境质量有逐渐下降的趋势；近岸水体的自然净化作用具有明显的季节性变化，长江口南岸水域洪水季节水体的自然净化作用比估水季节强，而杭州湾北岸水域的自然净化作用表现为相反的变化趋势，因此建议在近岸污水排放过程中应考虑近岸水体的净化能力，遵循水体的自然净化作用规律。     

水电工程干扰下饮用水水源地的水质风险评估

采用数值模拟方式预测和评估水电工程对其影响区内饮用水水源地的水质风险,其目的在于辨析工程对取水水质安全的影响。以汉江上游待建旬阳水电站库区内水源地为例,建立二维水流和水质数学模型,分析了水域水动力学和水质变化特征,选取最不利方案进行水质风险评估,并从水体水动力特征和营养状态判别了富营养化风险程度。研究表明：工程兴建后水源地水域水流变化和取水口临近支流潜在污染源的威胁,水质遭受污染的风险增大,在月河水质超标及特定水库运行条件下许家台取水口水质无法保障。同时,水域富营养化水平相比建库前并没有显著的提高。研究可为水电开发涉及水源地项目的水环境影响分析提供理论依据     

长江三峡水库水污染控制若干问题

论述了三峡水库几个重要水环境问题,对近年来三峡水库水污染控制科学研究工作进行回顾,评述了一些重要研究成果,就三峡水库水质模拟、水体富营养化、水库泥沙截留淤积和重金属污染等问题进行了深入探讨。基于国际水协会最新推出的河流水质模型,提出了三峡水库水环境模拟研究的观点和方法;基于湖泊（水库）生态动力学模型原理,在对水体中磷元素预测的基础上,从营养盐含量、水深、流速、温度因素等与富营养化非线性映射关系出发,初步建立三峡水库水体富营养化人工神经网络模型,对三峡水库水体富营养化潜势进行研究,分析讨论了一些初步结果;论述了水库泥沙截留淤积及其与水体中污染物,特别是重金属污染的相互作用;建议三峡水库近期内应予以重视的一些重要水环境科学问题。     

基于实测数据与遥感影像的鄱阳湖水体光学分类

鄱阳湖是我国最大的淡水湖泊,受季风气候影响其水体空间动态变化大,且广阔的水域内部差异也较大,因此湖泊水体光学分类对反演湖泊水质参数及监测湖泊水质有着重要意义。以鄱阳湖为研究区,根据实测的反射光谱数据形态特征将鄱阳湖的水体分为4类:特别浑浊、中等浑浊、轻度浑浊和清水区,并分别对每一类结果进行分析。考虑到实测光谱数据局限于湖区某些离散点的情况,不足以观测整个鄱阳湖区域内所有不同水体类型的空间分布和动态变化,从而将该方法利用于遥感影像以便观测整个湖区水体类型。在Landsat OLI遥感影像上任意选取采样点,根据其波谱形态建立基于斜率的分类算法,并应用决策树模型把鄱阳湖水体分为5类:特别浑浊、中等浑浊、轻度浑浊、清水区和特别清澈,影像的分类结果图与实地考察的情况相一致。把模型应用于其他时期的遥感影像进行鄱阳湖水体分类,对比影像的分类结果图表明:2002、2005和2009年鄱阳湖区分别出现3种、4种和4种不同的水体类型,且水体浑浊范围呈现出动态变化。研究表明水体光学类型分类可以更好的监测湖泊水质的时空变异性。     

三峡水库蓄水对香溪河水环境的影响及对策研究

通过监测论证三峡建库后形成香溪河回水库湾水环境条件改变特征,评价表明水质由轻污染至重污染趋势发展。确定库湾周边的工业、生活污染点源、磷矿面源是构成水污染的主要负荷。指出溶解氧沿河道下游沿程逐渐减小,复氧系数降低,是引起水质恶化,破坏库湾生态平衡的主要因素。磷浓度过高将引起三峡水库局部水域富营养化,预测了总磷浓度沿程变化趋势。针对已发生和潜在的水环境污染问题,提出了加强流域非点源污染的管理、实施总量控制、建立污染源在线监测系统、立项建设污染治理工程、开展河湖水域接触氧化直接净化技术的科研究和实践、制定《三峡库区水污染防治法》地方法规、正确处理资源开发与环境保护协调发展的关系、走可持续发展道路等项防治对策与建议。     

春季香溪河库湾CODMn时空分布及其影响因子初探

于2012年春季在香溪河库湾合理布置断面观测，分析水体高锰酸盐指数(CODMn)的时空分布特征，并对CODMn与水体中叶绿素a、溶解氧(DO)、水体垂向稳定系数、总氮(TN)和溶解性硅酸盐(D Si)进行相关分析，以期为香溪河流域有机污染的治理提供支持和指导。结果表明：春季香溪河库湾CODMn浓度变化范围为1.40～5.36 mg/L，4月CODMn均值明显高于3月和5月，为366 mg/L，整个春季CODMn浓度从下游至上游呈现明显增大的趋势。相关分析发现，春季水华暴发期间，CODMn与叶绿素a显著正相关(分别为072和074)，而在未暴发水华的3月二者的相关性不显著。浮游植物和水体稳定系数是影响CODMn变化的主要因素。倒灌异重流使得高含氮、低CODMn浓度的长江干流水体进入库湾下游并稀释CODMn浓度。CODMn与DO在3月和5月的弱相关关系为香溪河CODMn特殊的分布特征提供了其它合理的解释,其分布特征受多种因素的共同影响。春季库湾上游有机污染趋于恶化，限制支流特别是上游污染物的排放是改善有机污染现状的有效途径     

环淀山湖区域污染源解析

淀山湖是上海市重要的饮用水源保护区和生态涵养区。近10 a来水质富营养化程度急剧增加,藻类水华频发,对上海饮用水源地水质安全构成了巨大威胁。为加强污染物总量控制,采用排放系数法系统量化了2009年环淀山湖区域范围内6个镇主要污染源对该区域内水体的污染贡献,发现工业、农业、生活、城镇工矿和道路交通用地地表径流等污染源每年排放进入水体的污染物总量为TN 84199 t、TP 11968 t、COD 16 776.07 t和NH3 N 46110 t。生活污染源对TN和NH3 N贡献最大,农业污染源对TP贡献最大,城镇工矿和道路交通用地径流对COD的贡献最大。各镇中,汾湖镇是最大的贡献者,而周庄镇贡献最小     

江苏省水资源利用、水环境保护与国民经济发展关系分析

资源与环境是人类社会赖以生存和发展的物质基础，利用投入产出技术，能定量地研究国民经济发展与资源环境的关系，指导国民经济产业结构向着资源与环境可持续方向健康发展。以作者所编制的2002年江苏省水资源利用、水污染防治投入产出表为基础，通过计算2002年江苏省国民经济各部门直接用水系数与完全用水系数以及COD直接排放系数与完全排放系数，深入分析了各部门对水资源的使用情况和水环境的消耗情况；利用投入产出价格模型，分析和测度了水资源费与排污费征收标准单独变动及同时变动等5种不同情况下江苏省国民经济各部门产品价格的变化率，进一步分析研究了水资源费与排污费征收标准调整对国民经济各部门的影响；最后依据上述计算分析结果，给出了江苏省国民经济不同行业今后调整的一些建议和意见.     

重金属面源污染模拟及其不确定性分析——以湘江株洲段镉污染为例

基于我国现有的环境数据条件，将复杂的分布式水文、泥沙模拟（采用SWAT模型）与简化的输出系数方法进行有效整合，建立了可实际应用的流域重金属面源污染负荷模型。应用所建模型对湘江株洲段所属汇水区域的镉面源污染进行动态模拟，并进行不确定性分析。模拟结果显示，研究区镉面源污染负荷总量约为2 435kg/a，受污染土壤对于镉面源负荷量贡献率达657%。土壤侵蚀过程对研究区的面源污染过程起控制作用，因此，土壤污染防治和水土保持是该区域镉面源污染管理的关键。土壤污染程度高且易侵蚀的地区（如清水塘工业区及其邻近地区）是防治的重点区域，而每年的4月和5月是防治的重点时期。不确定性分析结果显示，超过50%的概率下，研究区镉面源负荷总量处于2 000～3 000 kg/a这一范围，但仍有可能低于1 500 kg/a或高于4 000 kg/a     

太湖流域典型区污染控制单元划分及其水环境载荷评估

污染控制单元是流域水质目标管理实施的基本单元。为实现流域水生态健康，针对太湖流域特征和太湖湖泊保护的要求，提出以流域水生态功能区为基础、水系完整性原则、管理可行性和可操作性原则、囊括影响受损水体的主要污染源原则、充分考虑现有控制断面原则等5项原则为太湖流域污染控制单元划分的基本原则，综合考虑汇水区、水生态功能区边界、水系分布及其流向、污染源、控制断面、县级与乡镇级行政边界等多个指标，在GIS空间分析的支持下进行太湖流域污染控制单元划分的总体技术思路；在划分技术体系的指导下，以兼具丘陵山区和平原地貌的湖州市及其上游的安徽省部分地区为案例研究区，在相关基础数据和空间方法的支持下，将其划分为12个污染控制单元，经过专家咨询、地方验证等多轮咨询反馈和实地察看以及管理试运行，表明污染控制单元划分结果具有较好的科学性和可操作性；进而评估了各污染控制单元COD、NH4 N、TN和TP污染物的水环境载荷特征，结果表明各单元污染超载严重     

澎溪河回水区水体叶绿素a含量与流速相关关系研究

以三峡库区支流澎溪河回水区为特征区域，研究三峡水库回水区水动力条件对水体富营养化的影响。根据三峡水库的调蓄过程，在175 m高水位、小流量、低污染负荷和145 m低水位、大流量、高污染负荷两种设计条件下模拟澎溪河水体断面平均高锰酸盐指数（CODMn）、总氮（TN）、总磷（TP）浓度和叶绿素a（Chl a）含量。研究表明：澎溪河回水段从上游到下游的CODMn、TN、TP浓度有增加的趋势，在接近河口处有趋同于长江水污染物浓度的趋势。145 m低水位的大流量、高污染负荷设计条件下Chl a含量较高，在弯道下游和河道水面开阔的高阳、双江大桥断面的流速减缓区段，出现Chl a含量峰值。拟合澎溪河水体流速及Chl a含量相关关系，在枯丰两种设计条件下建立水体流速(V)与Chl a含量(S)的相关关系式，分别为S=0186 0〖DK〗·V-0353 6(相关系数r2=0838 0)和S=10844 9〖DK〗·V-0293 9(相关系数r2=0825 4)。模拟结果表明：加大水体流速有利于抑制Chl a含量。通过改变水动力条件控制水体富营养化具有可行性     

太湖流域典型土地利用方式下入湖河流水质污染特征研究

为探究太湖流域典型土地利用类型下水质污染特征,选取了太湖流域两类具有典型代表性的区域作为研究对象,一类是城市化进程高、人口高度密集的太湖北部重污染汇水口区域,一类是以耕地与涵养林为主导、人类活动强度相对较弱的浙西小梅港区域。选取TN、DTN、PN、NH+4 N、NO-3 N、TP、DTP、PP、CODMn等主要指标,通过区域差异和季节差异分析,以期明确太湖流域典型土地利用格局下河流水质污染特征。研究表明：（1）汇水口水质劣于小梅港水质,但两区域均有相对较高的TN污染,因此两地河流TN污染控制依然是重要内容;（2）汇水口和小梅港区域水质差异分析结果表明,土地利用格局、水循环过程、涵养林的生态功能是两区域水质差异产生的重要原因,差异指标体现在DTN、NH+4 N、TP、DTP、PP、CODMn;（3）汇水口区域水质污染特征体现出较强的点源污染特征;小梅港区域水质污染则体现出以TN、PN、TP、PP为主要污染物的面源污染特征。因此在以建设用地为主导的汇水口区域需加强点源污染控制,优化产业结构;以耕地为主导的小梅港区域则需加强农业面源污染控制,进而缓解太湖富营养状态     

汉江中下游干流水质变化趋势及持续性分析

汉江是长江中游最大的支流,近年来水质污染日趋严重,且范围有逐渐扩大趋势。随着流域内经济社会发展用水量增长以及2014年南水北调中线一期工程建成引水,汉江中下游流域水资源、水生态环境压力日益显现,流域管理面临较大挑战。利用汉江中下游干流襄阳、仙桃和汉口3个主要的水质监测控制断面1998~2011年实测水质资料中5个水质项目,采用季节性肯达尔检验法对其项目进行了变化趋势检验与分析,并用叠加型指数法验证趋势分析的合理性;结合Hurst指数分析了趋势变化的持续性,结果表明季节性肯达尔检验法方法合理,持续性分析结果可预测未来水质变化,并为水环境保护和管理提供技术参考。