基于AnnAGNPS模型的灞河流域非点源污染模拟研究

以灞河流域下属子流域为研究对象,运用AnnAGNPS模型对流域内非点源污染特征进行了定量分析,并以非点源污染严重的灞河中游子流域为例,提出不同的非点源污染控制方案。结果表明:AnnAGNPS模型对径流模拟效果总体良好,率定期模拟相对误差(Re)基本在-10%～0,模拟效率系数(Ens)为0.65,相关系数(R~2)为0.81,验证期模拟Re基本在-50%～0,Ens为0.68,R~2为0.71。利用5次降雨事件数据考察AnnAGNPS模型对TN、TP污染负荷的拟合精度,AnnAGNPS模型对4次降雨的TN污染负荷模拟Re控制在-13%～5%,3次TP污染负荷模拟Re维持在-12%～40%;在非点源污染控制方案中,耕地变换成林地对TN、TP污染负荷的削减效果非常显著,假设灞河中游小流域耕地变为林地的转变率分别为30%、50%、100%时,TN污染负荷削减28.20%、43.01%、78.23%,TP污染负荷分别削减33.55%、53.94%、66.81%。     

城市非点源污染逐日排放特征及控制策略研究——以昆明市北部排水片区为例

城市非点源污染的排放负荷计算及特征分析是开展相应污染控制工作的基础。基于SWMM模型开展昆明市北部排水片区2013年城市非点源污染逐日排放负荷模拟与特征分析,并选取6项评价指标对比分析了3种源头控制技术措施的径流和污染物削减潜力。结果表明:2013年研究区域排入盘龙江的非点源COD、TN和TP年排放负荷分别为2 818.39、119.24、75.21t,最大日排放负荷分别为135.41、5.69、3.86t;2013年非点源COD、TN和TP入盘龙江日平均排放值分别有171、170、215d未达到水环境功能区划目标;削减潜力分析结果表明,水质浮选雨水口对COD年总负荷超标倍数和超标日平均超标倍数的削减程度最大,屋面雨水收集则对其余指标的削减效果最好。     

吉林省招苏台河流域农业非点源污染特征研究

招苏台河吉林段为辽河重污染支流,以发展农业为主的产业结构使流域内非点源污染十分严重。采用输出系数法与地理信息系统(GIS)技术相结合,对2003—2012年流域农业非点源污染的组成结构、年际变化和空间分布特征进行研究。研究结果表明:(1)2003—2012年研究区农业非点源TN、TP负荷均呈先增后减趋势,TN负荷平均贡献率由高至低依次为种植业(52.62%)、畜禽养殖业(37.66%)、农村生活(9.72%);TP负荷平均贡献率依次为畜禽养殖业(51.58%)、种植业(30.36%)、农村生活(18.06%);(2)河流两岸1 000m缓冲区内农业非点源污染负荷相对集中,2012年缓冲区内TN、TP负荷分别为流域总负荷的50.30%、54.68%;(3)种植业和农村生活所产生的污染相对稳定,缓冲区内的畜禽养殖业是该流域农业非点源污染防治的重点和突破口。     

苏州市工业用地地表径流污染特性研究

对苏州新区枫桥工业园湘江路段的10场有效降雨事件的地表径流污染特性进行了研究.研究表明.地表径流水质参数COD、SS、NH3-N、TN、TP均服从对数正态分布,在95%置信水平下,SS与COD、TP、TN之问存在线性相关性(R=0.45～0.72).统计了污染物事件平均浓度(EMC),COD、SS、NH3-N、TN、TP的EMC中值分别为213、491、2.65、5.19、1.07 mg/L,相对应的单位面积污染物负荷分别为1 898、4 375、24、46、10 kg/(hm2·a).与韩国Chongju工业区和上海市相比,SS负荷高是苏州新区枫桥工业园地表径流水质的主要特点,削减SS负荷对控制其非点源污染具有重要意义.     

香溪河流域土地利用格局演变对非点源污染的影响研究

以分布式模型SWAT为研究工具,在气候、土壤等因素不变的情况下,模拟了三峡库区香溪河流域土地利用格局演变对于非点源污染的影响.研究结果表明,自20世纪80年代至2007年,研究区由土地利用所造成的非点源污染TN总体呈减少趋势,4种土地利用情景下模拟得到的年均非点源污染TN分别为1 841.60、824.86、1 790...     

基于控制单元的独流减河流域农村非点源污染空间特征解析

提出了一种基于子流域的控制单元划分方法,估算了独流减河流域农田种植、畜禽养殖、农村生活和水产养殖4个主要来源的农村非点源COD、TN、TP和氨氮的入河量,并进行空间特征解析。结果表明,2015年独流减河流域农村非点源COD、TN、TP和氨氮总入河量分别为5 036.20、1 373.94、231.75、573.73t,COD是流域中最主要的农村非点源污染物。4个来源对流域污染物入河量的贡献大小依次为农村生活、农田种植、水产养殖和畜禽养殖。空间特征解析结果表明,西部的控制单元1和控制单元2污染物入河量大,东北部的控制单元3、控制单元4包括控制单元5污染物入河量小。主要污染水系为子牙河水系、南运河水系、青静黄排水渠水系、运东排干水系等。     

基于InfoWorks ICM模型的白龙江流域甘肃段水质模拟及分析

针对白龙江沿岸农业种植、畜禽养殖等产业发展影响河流水质的问题,以甘肃省南部白龙江流域为研究对象,采用改进输出系数模型计算丰、平、枯水年等典型水文情景下流域内工业、农村生活垃圾、农村生活污水、畜禽养殖、城镇生活污水、城镇径流和农田径流等污染源污染负荷,基于InfoWorks ICM构建了白龙江水动力水质模型,模拟分析COD、TN、NH₄⁺-N和TP等污染负荷分布特征,评估了最不利水文条件下白龙江水质污染风险,验证了该模型在流域水质污染模拟评估的适用性。研究结果表明,不同水文情景下污染物入河负荷主要来源存在显著差异,如丰水年和平水年农田径流是COD污染的主要来源,污染负荷分别达到1 382.56、1 058.98 t,而枯水年污染源主要是城镇径流。污染物负荷存在明显空间差异,研究区内子流域污染负荷空间分布不均匀,高污染负荷主要出现在中下游子流域。白龙江水质在汛期和非汛期差异较大,非汛期水质更差。通过模拟最不利水文情景(枯水年非汛期)发现,研究区内白龙江NH₄⁺-N浓度最大位置出现在中下游,最高可达1.4...     

浏阳河土地利用变化对非点源污染负荷的影响

以红壤丘陵区典型流域——浏阳河流域为研究区域,利用1986、2000、2005年3个时段的土地利用数据,分析土地利用方式的变化,并结合土壤普查图和降雨数据,在RS和GIS的支持下,利用长期水文影响评价(L-THIA)模型,评估区域长期水文响应,采用相似流域的营养盐输出系数估算非点源污染负荷。结果表明,从1986～2005年期间,林地和草地有向城镇、农村居民点用地和农业用地转化的趋势,其中农业用地由13.75%增加到20%左右,城镇用地和农村居民用地分别由原来的1.34%和0.10%变为2.56%和0.80%,期间非点源污染敏感区面积不断扩大,污染负荷不断增加,TN由1986年的675.56 t增加到2005年的1 001.02 t,TP从15.52 t增加到了23.41 t。     

降雨促渗对地表径流污染物负荷影响模拟试验研究

建立模拟降雨装置,研究降雨条件下功能性材料与聚合物对降水土壤渗透性与地表径流污染负荷的影响.研究证实,沸石与PAM不仅能够促进降雨土壤水的入渗、延缓并减少地表径流,而且使土壤渗液和地表径流水质TSS、TN、TP、COD污染物负荷降低.以3 kg/hm2 PAM、3 kg PAM与7.5 t/hm2沸石、6 kg/hm2 PAM 3种方式处理,径流COD负荷为对照的39.12%～69.76%、26.14%～46.63%和20.60%～28.09%;TN、TP与TSS负荷较对照分别减少44.36%～96.47%、66.63%～98.99%、93.71%～99.62%和50.46%～98.40%、83.30%～99.31%、94.91%～99.72%和31.06%～77.23%、46.82%～86.22%、83.54%～95.33%.聚合物与功能性材料改良土壤是一种削减地表降雨径流非点源污染的有效手段.     

基于熵权-集对分析的多级生态塘功效综合评价

借助熵权-集对分析法,以龙泓涧流域主流多级生态塘中具有代表性的8个断面为研究对象,针对其水质特点,选取溶解氧(DO)、COD、TN、NH_3-N和TP等5项指标,对多级生态塘系统的净化功效进行了综合评价,并对多级生态塘系统内不同形态氮的去除效率进行了分析。结果表明,氮污染物是引起本流域内水质较差的主要污染物,通过多级生态塘系统的净化,本流域内水质由Ⅴ类提升至Ⅲ类,并对氮污染负荷的削减具有比较明显的功效。最后,对本系统的进一步优化提出建议,为龙泓涧流域的水资源管理提供了理论指导。     

城市绿地土壤渗透性改良对雨水径流污染的削减效果及去除规律

为考察土壤渗透性改良后的径流污染削减效果和去除规律,以上海浦东某已建居住社区绿地土壤特性为样本,采用中粗砂和沸石进行渗透性改良并开展径流污染削减实验。结果表明:改良后土壤渗透性能明显提高,具有较好的截留和净化污染物作用;通过土壤成分、污染负荷、流量负荷和渗滤深度对COD、TN、TP和NH_4~+-N去除效果的影响分析,提出了不同径流污染特征下可采用不同的土壤渗透性改良方案,实现对特征污染物更有效的削减效果。研究结果可为改良城市居住社区绿地土壤渗透性,缓解初期雨水径流污染提供参考和借鉴。     

陆海统筹的南流江流域污染物总量分配研究

综合考虑广西南流江流域陆域和廉州湾海域水质目标,遵循南流江流域、南流江河口、廉州湾近岸海域的污染路径,构建了基于陆海统筹的南流江流域污染物总量分配技术体系。首先,以廉州湾近岸海域环境功能区水质目标为约束条件,计算入海化学需氧量(COD)、氨氮、总氮(TN)和总磷(TP)的最大允许排放量,分别为24 494、3 425、10 052、776 t/a。然后以南流江河口最大允许排放量和南流江流域水功能区水质目标为约束条件,计算南流江流域陆域COD、氨氮、TN和TP的最大允许排放量,分别为126 365、5 403、8 939、1 127 t/a。为实现入海总量的控制目标要求,重点应在南流江流域削减污染物排放量,到2020年,南流江流域主要污染控制工程项目的削减能力已超过2020年污染物总量控制削减量,因此2030年实现南流江和廉州湾控制断面全面稳定达到相应功能区水质目标压力不大。     

清江流域畜禽养殖污染负荷研究

根据2014年清江流域畜禽养殖数据,计算了清江流域耕地畜禽粪尿负荷量及等标排放量,并对各地区畜禽粪尿对耕地和水环境的污染现状进行风险评价。结果表明:(1)清江流域猪粪当量高达1 314.03×10~4 t,耕地畜禽粪尿负荷量为29.37t/hm~2,预警值为0.78。(2)2014年全流域进入水体的COD、BOD_5、TN、氨氮、TP的流失量分别为40 505.03、30 322.11、19 541.30、5 644.17、3 373.90t/a。(3)各县市中长阳县对水体污染的贡献最大,为14.95%,之后依次为宜都市、恩施市、利川市、巴东县、建始县、咸丰县、宣恩县、鹤峰县和五峰县,其对水体污染的贡献分别为14.24%、13.96%、11.65%、10.94%、10.40%、7.40%、6.97%、5.01%和4.48%。(4)各种污染物中对水体污染贡献最大的是TN,等标排放率为40.33%,之后依次为TP、氨氮、BOD_5和COD,等标排放率分别为34.81%、11.65%、10.43%、2.79%。(5)清江流域各类畜禽养殖中对水体污染最大的是生猪,生猪养殖对水体污染的贡献为56.19%;家禽养殖对水体污染最小,其贡献仅为3.68%。而TN和TP是清江流域水体污染的主要因子,而生猪养殖对TN和TP污染的贡献分别为55.28%和46.47%。     

简单式绿色屋顶对雨水径流水质的影响规律研究

绿色屋顶作为海绵城市建设中的重要措施之一,具有良好的环境生态效益。对搭建的5种简单式绿色屋顶装置和混凝土屋面装置进行了天然降雨实测和模拟降雨实验监测比较,分析了各装置出流中总有机碳(TOC)、TN、氨氮、TP和Zn的浓度及负荷,研究了简单式绿色屋顶对屋面雨水径流水质的影响规律。结果表明,简单式绿色屋顶出流中的TOC、TN、氨氮、TP和Zn浓度比混凝土屋面高;简单式绿色屋顶具有径流量截留能力,能够削减部分TN和氨氮负荷,但TOC、TP和Zn浓度较高,导致其污染负荷仍然比混凝土屋面高。种植基质对雨水径流TOC、TN和氨氮浓度有显著影响,对TP和Zn浓度无显著影响;植被对各项污染物浓度均无显著影响;降雨特征对污染物浓度有显著影响。     

基于SWAT模型的大宁河流域污染物负荷分布特性分析

为了给流域污染物总量控制及分配工作提供理论依据,利用SWAT模型分析了大宁河巫溪水文站控制流域污染物负荷分布特性,结果表明：耕地是泥沙和总磷污染的主要来源,泥沙和总磷负荷分别占整个流域的95%和50%以上;后溪河流域是整个流域内污染负荷最高的支流流域,泥沙贡献率为46.02%,总磷负荷贡献率为60.15%;流域西南部的土壤侵蚀现象较为严重,尤其是子流域17和20;东溪河内子流域7是总磷负荷较高的地区,应重点进行控制。     

上海市青浦区农业非点源污染的流域分配研究

根据遥感技术得到的土地利用类型、河网、道路、圩区等信息,结合地理信息系统(GIS)的空间分析功能,建立了在多种空间因素影响下确定农业非点源污染负荷的流域分配方法。在此基础上,以上海市青浦区为例,得到了该区各河段中的污染负荷量．从而为寻求流域内合理的土地利用模式和农业非点源污染排放总量的控制方法提供决策依据。     

基于公平与效益原则的流域水污染负荷分配研究

为改善流域水环境质量，以乡镇单元为流域污染物总量控制单元，基于公平与效益原则构建了多目标水污染负荷分配模型，分别采用理想点法与基于淘汰算子的改进非支配排序遗传算法Ⅲ(NSGA-Ⅲ-EO)求解分配模型。以眉山市东坡区江东片区为研究区，对研究区COD入河总量进行分配，分析了两种求解算法的优化性能，并制定了兼顾公平与效益的污染物排放方案。研究结果表明：理想点法获得的优化分配方案具有较高的污染物削减率(16.65%);NSGA-Ⅲ-EO得到的综合最优分配方案的效益与公平性更佳，其中污染物削减率为12.70%,综合环境基尼系数为2.489 8,环境效益为37.84亿元，污染排放成本为89.89亿元。证实了流域污染总量控制中存在兼顾社会公平和效益的均衡策略，构建的优化模型可为流域污染防治提供多种可选的污染防控方案，为各利益主体提供策略参考。     

基于北京清河流域水质提升的入河排污口排放要求确定策略研究

为探究基于流域水质目标的入河排污口排放标准与排污许可的实施路径,以北京清河为例,通过入河排污口实地摸排,确定了22个入河排污口和5个河道断面,并于2019年3—10月对27个采样点进行12次水样采集,对水样COD、氨氮、TN和TP进行检测。基于研究河段实测数据,应用MIKE11模型构建流域水动力水质模型,分析3种情景组合的截污纳管方案(方案1)、截污减排方案(方案2)对河段水质的改善效果,以及减排方案在雨期、非雨期对河段水质的污染影响。结果表明:(1)与方案1相比,方案2下研究河段水质状况明显改善,下游出水断面(Q5断面)的COD、氨氮、TN和TP模拟值分别降低49.08%、61.27%、65.80%、63.86%;COD、氨氮、TN和TP排放总量分别削减了541.95、46.13、216.79、8.30t/a。(2)雨期雨水汇入河段后,各污染物达标情况反而恶化,因此应做好入河排污口的污染管控,科学控制入河排污口雨期污染。     

南四湖入湖河口水质综合分析与改善效果评估

南四湖是南水北调东线工程重要的输水通道和调蓄湖泊,随着通水时间的临近,南四湖入湖河流的水质状况更加受到关注.通过对4次南四湖水质空间分布35个入湖河口的监测数据的统计比较和污染负荷量分析,在分析计算平均综合污染指数和等标污染负荷的基础上,进行不同河流的污染状况比较和水质改善效果评估.研究表明,2010-2011年南四湖入湖河口水质平均综合污染指数(1.56)比2006-2007年(2.73)下降了42.9％,重污染河流由12条减少为3条;南四湖入湖污染负荷总量削减率总体达到了66.0％,入湖污染负荷量分布75％以上集中在主要排污河流,南四湖流域的污染物以TN为主;南四湖的重污染河流为房庄河、老运河和洸府河,10条主要排污河流为老运河、洸府河、东鱼河、房庄河、泗河、洙赵新河、白马河、薛城小沙河、新薛河、新万福河,这些河流是南四湖流域治污的重点.     

不透水表面雨水径流污染物冲刷规律研究

针对雨水径流污染冲刷模型中降雨强度与污染物冲刷存在的时间差问题,采用有效降雨强度替代降雨强度,建立了径流污染物冲刷模型,并利用建立的模型对不透水表面雨水径流污染物冲刷进行了模拟。结果表明,模型对SS、COD、TN和TP模拟的相关系数R2平均为0.87、0.81、0.93和0.89,具有较高的模拟精度。SS、COD、TN和TP的冲刷系数分别为0.77、0.66、0.92和0.74 mm-1,TN的冲刷系数略高,但总体相差不大。SS、COD、TN和TP均显示了较强的初期冲刷效应,在有效降雨强度为4 mm时,截留初期雨水径流量的35%~40%,即可控制70%以上雨水径流污染物。建立的模型可应用于研究不透水表面的雨水径流污染物冲刷规律,为雨水径流污染物控制提供理论计算依据。