烟台门楼水库水环境容量研究

根据烟台市1998年～2003年地表水环境质量监测数据,评价了门楼水库的水环境质量现状,从其水质变化趋势可知,近年来,门楼水库水质趋于好转。根据烟台市确定的水质保护目标,选用适合于门楼水库水环境特征的水质模型,分别计算COD、BOD、TN、TP的水环境容量。根据2003年门楼水库的水质监测数据,又分别计算了这四个指标的已利用环境容量和剩余环境容量。结合作者对门楼水库的相关研究,提出加强面源污染控制的建议。     

模糊数学法在兰州市地表水环境质量评价中的应用分析研究

根据模糊数学理论,建立了水环境质量模糊综合评价数学模型.选取兰州市地表水为研究对象,对兰州市地表水(黄河岸门桥断面)2009年-2014年全年各项水质平均值进行水环境质量评价,更加综合的评价兰州市地表水环境质量变化趋势及主要污染物,科学的分析兰州市地表水环境质量现状和存在的问题.结果表明:兰州市地表水2009年-2014年环境质量呈日益改善的状态,2009年-2010年兰州市地表水环境质量综合评价结果属于V类,2010年-2014年兰州市地表水环境质量综合评价结果属于Ⅰ类,水体中主要污染物为总氮.     

WRTDS模型对长时间序列水质变化的研究进展

评估地表水水质变化和趋势,准确把握从上游流域到下游接收水体的水质成分的质量或负荷信息对于水资源的有效管理至关重要.近年来,伴随水质数据集长度的增加、统计方法的提升、计算机软件和硬件的改进,一系列统计方法用于探索和分析水质趋势和通量变化.时间、流量和季节加权回归模型(WRTDS)因其相对复杂和灵活性的特点,不断发展成为了长时间序列水质趋势分析的主要工具.本文围绕WRTDS模型在水质分析中的研究进展展开综述,总结了WRTDS模型基本原理(浓度/通量和归一化流量浓度/通量的估计)和发展状况,梳理了当前水质趋势和通量估计的方法和应用,汇总了WRTDS模型在长时间序列水质变化和趋势中应用情况和与其他模型对比情况.分析了WRTDS模型目前存在的不足,并结合我国实际水环境问题,展望了未来WRTDS模型可结合流域模型、遥感反演、人工智能等技术手段进行拓展和延伸,以期更好地指导未来流域水环境管理工作.     

非机理性水质模型研究综述

水对社会和经济的发展都起着不可估计的作用。保护和改善水环境问题已成为当前世界关注的一个焦点。虽然机理性水质模型能较精确地描述水污染过程中的物理、化学、生物化学的内在规律和相互联系,但是需要大量的模型参数和环境参数,而得到这些参数需要大量物力、财力,从而制约了这些模型在水环境中的应用。随着现代随机数学争统计学的发展,非机理性水质模型得到了广泛的应用;非机理性水质模型虽然是一种黑箱式方法,但因其针对某一特定的物质系统,通过数学统计或其他数学方法建立模型,模拟预测也得到了较好的效果。它们为水环境的综合整治和科学管理提供科学依据。最后综观水质模型的研究历史和应用前景,系统分析了水质模型的发展趋势。     

特殊区域地表水环境背景值表征技术方法研究与应用

选取黑龙江省源头水保护区作为研究对象,根据DEM数据对保护区内随机布设的水质监测点控制单元进行划分并提取单元内的相关指标建立监测点背景特性量化模型,基于量化结果提出地表水环境背景值监测方案,建立背景值数据库.选取研究区自然属性指标与空间属性指标,以空间叠置技术与聚类分析方法对研究区地表水进行背景值分区,最终将黑龙江省分为六大地表水水质背景值地理分区,并计算了各分区地表水环境背景值表征范围.表征范围显示：依据现行标准进行水质评价,保护区内水质背景值已超出Ⅱ类水质标准限值.因此,基于水质背景值研究成果提出了考虑背景值影响下的水环境质量评价方法,并将方法应用于研究区,结果表明方法切实可行且优于单因子评价法.研究成果可为区域制定背景值影响下的水环境评价方法提供科学的数据支撑与理论依据.     

特殊区域地表水环境背景值表征技术方法研究与应用

选取黑龙江省源头水保护区作为研究对象,根据DEM数据对保护区内随机布设的水质监测点控制单元进行划分并提取单元内的相关指标建立监测点背景特性量化模型,基于量化结果提出地表水环境背景值监测方案,建立背景值数据库.选取研究区自然属性指标与空间属性指标,以空间叠置技术与聚类分析方法对研究区地表水进行背景值分区,最终将黑龙江省分为六大地表水水质背景值地理分区,并计算了各分区地表水环境背景值表征范围.表征范围显示：依据现行标准进行水质评价,保护区内水质背景值已超出Ⅱ类水质标准限值.因此,基于水质背景值研究成果提出了考虑背景值影响下的水环境质量评价方法,并将方法应用于研究区,结果表明方法切实可行且优于单因子评价法.研究成果可为区域制定背景值影响下的水环境评价方法提供科学的数据支撑与理论依据.     

地表水水质模型综合评价技术体系研究

水环境数学模型开发及应用的不规范会严重影响水环境管理决策的有效性和科学性.为了更好地发挥模型的职能,减少因采用的模型差异而造成差别管理等不公平因素,应当建立科学的模型筛选制度和评价体系.基于模型开发及应用的生命周期全过程,在文献调研和专家咨询基础上,提出了包含目标层、准则层和指标层的地表水水质模型综合评价指标和评价方法,其中指标层包括通用性、可靠性、友好性、先进性和易用性5个准则的29个指标.采用层次分析法和专家打分法确定指标值及指标权重,并以国内外常用的水质模型,即HEC-RAS、MIKE11、CE-QUAL-W2、WASP、EFDC和Delft3D模型为例,进行了水质模型的综合评价.案例应用的模型评价得分高低的排序依次为Delft3D、EFDC、CE-QUAL-W2、MIKE11、WASP和HEC-RAS模型,结果表明建立的水质模型综合评价技术体系科学、可靠、易用,可为我国水环境数学模型的规范化建设提供重要参考.      

基于熵权的模糊物元模型在水环境质量评价中的应用研究

水环境质量评价是水资源规划与管理及水质水量统一量化研究的重要部分.引入模糊物元方法,结合熵权和欧氏贴近度理论,建立基于熵权的水环境质量模糊物元评价模型.利用伊通河3个监测断面的水质分析资料,选取反映地表水环境质量状况的部分评价指标,应用模糊物元模型对伊通河水环境质量进行了综合评价.研究结果显示伊通河水环境质量年均值多为Ⅴ类和劣Ⅴ类,水质污染较重且有加重趋势.实例分析表明基于熵权的模糊物元模型应用于水环境质量评价是切实可行的,具有一定的应用价值.     

PSO-PEE模型在水质评价中的应用研究——以松花江流域为例

根据松花江流域水环境现状,说明加强水环境研究的重要性,根据松花江同江监测站2014年5月~11月的水体水质相关数据,确定4个水体评价标准,并运用PSO-PPE模型对松花江流域水质进行评价,为水环境的宏观规划提供了科学依据。     

SPARROW模型在水环境管理中的应用及发展趋势

模型是研究水环境变化、进行水环境管理的重要工具.SPARROW（spatially referenced regressions on watershed attributes）是一个基于质量平衡方法将监测数据与流域特征和污染物来源信息相关联的非线性流域回归模型,具有数据需求量少、结构透明、普适性强等优点.为深刻理解SPARROW模型在水环境管理中的应用现状及未来发展趋势,笔者对SPARROW模型的原理以及其在营养物背景浓度模拟、水质评价、水质目标管理、气候变化对水环境影响等方面应用的国内外研究现状进行了系统梳理.结果表明:①通过选择合适的参考点,SPARROW模型可以有效模拟流域背景营养物通量和浓度,为流域水质标准的制定提供参照依据.②SPARROW模型可将营养物监测获得的数据信息外推至未监测区域,在水质监测数据数量有限的情况下进行水质评价.③SPARROW模型可模拟不同土地使用条件、资源管理等情境下河流营养物负荷,为水质的管理与决策提供支撑.④气候变化情景下,基于SPARROW模型进行气候变化对水环境影响的研究可以支撑水环境管理方案的制定,以应对未来气候变化导致的营养物输出增加.针对SPARROW模型目前在应用中存在的问题进行了分析与讨论,建议未来在应用SPARROW模型时,加强以下几个方面的研究:①进一步开发高锰酸盐指数、化学需氧量（COD）、氨氮等相关模块;②将SPARROW模型与机器学习模型相结合,提高量化模型参数的能力,使模型更好地应用于不同尺度、不同流域的水质相关研究.      

河流水污染定量研究进展

水质模型可定量地反映出水质状况与污染物排放之间的关系,从而为进行水质评价与预测、选择污染控制方案以及制定水质标准和排放污染规定提供可靠的依据.文章从建立模型所采用的数学方法角度出发,较为详细的概述了近年来水质模拟的研究进展,并对确定性模型所存在的问题和河流水质模型的发展趋势做出评价.     

“十一五”江苏省地面水域水质污染特征分析

对"十一五"江苏省地面水域水质状况及时空分布特征进行了全面分析,结果表明,"十一五"期间,江苏省地表水水质总体处于轻度污染状态,河流水质呈现较为明显的有机污染特征,影响水质的主要污染物为石油类、氨氮、五日生化需氧量等;主要湖库氮、磷污染较为突出,湖库富营养化问题尚未得到有效控制。水质污染总体表现为枯水期>平水期>丰水期。受社会经济发展影响,地表水质呈现一定的区域流域差异,经济较发达地区水质污染也相对较重。总体来看,"十一五"期间由于加大了产业结构调整与污染防治力度,江苏省地面水域水质污染状况有所改善。     

东辽河流域地表水水质空间格局演化

受人类活动和流域生态水文过程(Eco-hydrological processes)的影响,东辽河流域地表水污染严重,水质具有明显的地域分异特征.通过1983～1999年对东辽河流域地表水质分析及历年来水文和社会经济资料整理,建立流域地表水污染重心模型,探讨了东辽河流域地表水水质空间演化特征.研究结果表明,受到自然条件和社会经济活动演化的影响,东辽河流域地表水污染重心位置有逐渐向上游方向迁移的趋势受自然条件的季节变化和农业季节性开发活动的影响,东辽河流域污染重心的季节变化较之年际变化更为剧烈,从全年变化趋势看,污染重心有向流域上游迁移的趋势.从流域管理的角度看,东辽河流域在治理点源和非点源污染的同时,还要从全流域的角度出发,加强流域生态水文过程的调节.     

上海市海绵城市水环境绩效评价指标研究

针对上海市中心城区排水系统特征与主要水环境问题,对海绵城市水环境绩效评价指标的可操作性进行了讨论.目前考核指标有一定的指导性,但过于笼统,对实际监测评价工作的指导性不强.无论何种排水模式,雨水最终经排水系统进入受纳水体.从考核可量化、可操作、可比较出发,在现有监测网络不完善、监测方法难落实的情况下,针对已有设施,在其服务范围所处的排水系统,建议以年度单位降雨放江水量为绩效评价的定量指标.     

针对地表来用水状况的水量水质联合评价方法

随着社会经济的发展,水资源与水环境问题愈来愈突出。为了摸清流(区)域水资源总量中不同水质的水量分布与变化情况,急需探讨和建立水资源数量和质量联合评价的体系与方法。针对地表来用水状况,分别从单元(集总)系统和复合(分布)系统出发,提出水量与水质联合评价的途径,以华北滦河为例进行了实例研究。结果表明,该方法简单、易于操作,能够直观地反映出流(区)域水资源数量和质量的时空分布状况,能够为流(区)域水资源综合规划、配置和水环境管理提供重要的决策依据。     

Three-dimensional hydrodynamic and water quality model for TMDL development of Lake Fuxian, China

Lake Fuxian is the largest deep freshwater lake in China. Although its average water quality meets Class I of the China National Water Quality Standard (CNWQS), i.e., GB3838-2002, monitoring data indicate that the water quality approaches the Class II threshold in some areas. Thus it is urgent to reduce the watershed load through the total maximum daily load (TMDL) program. A three-dimensional hydrodynamic and water quality model was developed for Lake Fuxian, simulating flow circulation and pollutant fate and transport. The model development process consists of several steps, including grid generation, initial and boundary condition configurations, and model calibration processes. The model accurately reproduced the observed water surface elevation, spatiotemporal variations in temperature, and total nitrogen (TN), total phosphorus (TP), and chemical oxygen demand (COD) concentrations, suggesting a reasonable numerical representation of the prototype system for further TMDL analyses. The TMDL was calculated using two interpretations of the water quality standards for Class I of the CNWQS based on the maximum instantaneous surface and annual average surface water concentrations. Analysis of the first scenario indicated that the TN, TP and COD loads should be reduced by 66%, 68% and 57%, respectively. Water quality was the highest priority; however, local economic development and cost feasibility for load reduction can pose significant issues. In the second interpretation, the model results showed that, under the existing conditions, the average water quality meets the Class I standard and therefore load reduction is unnecessary. Future studies are needed to conduct risk and cost assessments for realistic decision-making.     

水质遥感研究进展

本文简述了遥感技术在水质监测中的意义,总结了可用于遥感监测的水质指标,同时对清澈水体、一类水体、二类水体及污染水体的光谱特征分别给予了介绍。着重讨论了水质遥感的基本方法,并在此基础上从营养盐、有机污染物和营养状态指数三项水质指标出发,对其研究现状进行了阐述,最后进一步提出了水质遥感领域中存在的主要问题,并展望了其未来的发展方向。     

浑河流域地表水地下水水质耦合模拟

以浑河流域为研究区,在现场调查、动态监测和资料分析的基础上,根据浑河流域的具体实际条件,包括水文和水文地质条件,分别建立了浑河流域地表水地下水水流耦合模拟模型及水质耦合模拟模型.模拟对象包括地表水、包气带水和饱水带水.运用HydroGeoSphere（HGS）技术系统对地表水和地下水进行联立并行同步求解.根据浑河流域地表水地下水同步动态监测资料,分别对地表水地下水水流和水质耦合模拟模型进行了校正和检验.之后,根据设定的情景方案,应用所建立的模拟模型对浑河流域地表水地下水未来的水质污染状况进行了预报.结果表明：基于HGS技术系统的地表水地下水水流和水质耦合模拟模型能够刻画流域地表水地下水各自的运动规律以及二者之间的水力联系与相互转换关系.若地表水受到污染（如农田施肥）,不仅会影响到地表水,也会对地下水造成影响,反之亦然.