水污染可控性分析的可视化系统研究

以河南省安阳市境内的万金渠为例,在国内首次提出了实现水污染可控性分析的计算机图形可视化系统的技术路线和系统设计方案,探讨了实现河流水系动态画面交互处理的可能性。为处理大量的、瞬息多变的流域水环境信息提供简单可行的技术手段,使决策者能够及时掌握和了解实际水系的各种变化情况而进行决策     

复杂河流系统水污染的计算机图形模拟

讨论在河流系统水污染规划中应用交互式计算机图形技术。通过对复杂河流系统水污染的图形模拟,提出建立图模型的一般理论和方法,并就浑太流域河流水污染案例给出实际模拟结果。     

海河流域平原型河流栖息地评价

栖息地作为河流水生态系统的重要组成部分,可为生物组分提供生存及繁衍所需的物理、化学及生物条件。良好的栖息地组成及结构是构成河流水生态系统生态完整性和生态健康的必要条件,栖息地质量综合评估可识别河流外部胁迫因子、河流生态完整性水平及健康状况,为河流生态恢复提供科学依据。文章以海河流域典型水系——大清河水系、天津水系和滦河水系为例,对流域尺度下河流栖息地质量进行了评价。结果表明,大清河水系、天津水系和滦河水系河流栖息地质量指数优化值分别为4.934、2.648、7.591,大清河水系河流栖息地质量一般、天津水系河流栖息地质量较差,滦河水系河流栖息地质量较好。     

我国主要河流水系硝态氮污染特征及定量源解析

准确定量污染来源组成是有效控制水体硝态氮污染的关键科学基础.采用荟萃分析的方法,收集了2000~2022年我国167条主要水系河流的硝态氮浓度和硝态氮的氮氧同位素等数据,分析了七大主要河流水系硝态氮污染的时空变异规律及其转化特征,定量识别了河流硝态氮的污染来源组成.结果表明,我国主要河流水系ρ（NO₃^--N）平均值为（4.54±3.99）mg·L^-1,其中9.6%的河流硝态氮浓度超过我国地表水环境质量标准（GB 3838-2002）规定的限值（10.0 mg·L^-1）,海河水系的硝态氮污染最为严重.东部地区河流水系的硝态氮浓度总体高于西部,各大河流水系支流的硝态氮浓度高于干流.除黄河水系以外,其他水系枯水期的硝态氮浓度总体高于丰水期.珠江水系、黄河水系中下游地区、辽河水系中游地区、松花江水系,以及海河水系河流水体存在显著的硝化作用,而长江水系、淮河水系和珠江水系下游地区存在显著的反硝化作用.污水/粪肥是长江水系、海河水系、辽河水系,以及东南诸河水系硝态氮的主要来源（> 50%）,土壤氮是松花江水系硝态氮的主要来源（56.4%）,化肥氮、土壤氮和污水/粪肥对珠江水系、淮河水系和黄河水系硝态氮的污染贡献为20%~40%.污水/粪肥对水系支流硝态氮贡献率总体大于干流的,土壤氮对干流硝态氮的贡献总体大于支流的.土壤氮、化肥氮和大气沉降氮对丰水期河流硝态氮的贡献率高于枯水期,而污水/粪肥对枯水期河流硝态氮的污染贡献率高于丰水期.因此,海河水系、长江水系、辽河水系、黄河水系支流与下游干流地区和珠江水系下游地区应重点控制生活和生产的污水排放等点源污染,而淮河水系、松花江水系、黄河水系中游干流地区和珠江水系中上游地区要重点控制化肥和土壤氮等流失造成的非点源污染.研究结果可为有效控制我国各河流水系硝态氮的污染提供科学依据.     

海河流域河流空间分布特征及演变趋势

海河流域涵盖我国"京津冀"经济圈,河流对流域内人类生存和经济发展具有重要支撑作用,研究河流空间分布及演变趋势对于合理利用河流水资源、保护河流生态和实现经济可持续发展具有重要意义.本文运用遥感资料的GIS分析方法,对海河流域的河流地貌、水系结构、河流曲率和河网密度、闸坝等指标进行分析,发现:1海河流域河流地貌划分为上游山区段、中部平原段和下游滨海段,3个区段水系形状依次为树枝状(受人为干扰小),编织状(中度人为干扰),稀疏编织状(人为干扰强烈);2流域水库和水闸修建阻断河流纵向连续性,五大水系(滦河、北三河、永定河、大清河、子牙河)连续性指标值低于5;320世纪60年代—80年代—2000年,流域河流平均曲率不断减小,河网密度呈现不定向波动,反映出人为控制对河道形态改变程度大.今后应减少人类活动对河流自然属性的改变,河流治理和修复过程中应充分考虑保护和改造河流地貌、水系结构、河流曲率和河网密度.     

河流污染类型优控顺序确定方法及其在海河流域的应用

建立河流污染类型优控顺序方法并将其应用于海河流域,结合海河流域主要河流站点水质监测数据和沉积物分析数据,对各水系河流的耗氧污染、富营养化及沉积物重金属污染状况进行整体评估,确定海河流域河流污染优先控制顺序.结果表明,海河流域有36%河长耗氧污染严重,重污染河流主要分布在黑龙港运东水系、子牙河水系和徒骇马颊河水系,重度污染河长比例分别为100%、54%和68%.重度富营养化河流主要分布在子牙河水系、北三河水系(北运河、潮白河、蓟运河)和徒骇马颊河水系,重度污染河长比例分别为50.0%、52.3%和39.7%;沉积物重金属生态风险普遍较低,子牙河水系、滦河水系和漳卫河水系重度污染河长比例分别为26.5%、21.6%和28.0%.海河流域河流中度以上的耗氧污染、富营养化及重金属污染河长分别为8203 km、6927 km和6733 km,由此确定流域河流污染优控顺序应该是首先关注耗氧污染,然后再控制河流富营养化,最后再治理重金属污染.分水系优控顺序研究表明永定河水系、大清河水系、黑龙港运东水系、子牙河水系和徒骇马颊河水系主要面临耗氧污染问题;北三河水系应首先控制富营养化;滦河水系、海河干流和漳卫河水系应关注沉积物重金属污染.     

基于DEM的黄土高原典型流域水系分形特征研究

基于地理信息系统方法和Horton水系定律,对黄土高原地区葫芦河流域的水系分形特征进行了探讨。研究表明,葫芦河流域正处于流域发展的幼年期。这一时期水系尚未充分发育,下切侵蚀强烈。对流域系统地貌信息熵的判读验证了这一结论。这一结论说明利用分形理论来研究黄土高原典型流域地貌是可能的,深入发展分形方法对于流域地貌研究有重要意义。     

北京市河流生态系统健康评价

伴随经济的快速发展,人类活动对河流生态系统的胁迫日益强烈,生态系统健康状况受到严重威胁.以北京市河流水系为例,于2020年秋季至2021年夏季在区域内101个样点进行了4个季度的野外调查,选取涵盖水文、水质、水生生物和栖息环境质量的34个评价指标,采用主成分分析和相关分析进行筛选,利用熵权法确定各评价指标权重,构建北京市河流生态系统健康评价指标体系,并对其健康状况进行评价.结果表明,北京市河流生态系统健康评价指标体系包括：水温、流速、BOD₅、NH₄⁺-N、Cu、浮游植物密度、浮游动物密度、底栖动物Shannon指数和BMWP指数、鱼类Shannon指数和栖息地质量指数11项指标.北京市河流101个点位中,健康状态占比4.95%,亚健康占比23.76%,一般及以下占比71.29%.河流健康状况具有较强的空间异质性,北部和西部地区河流健康状况良好,而中部及东南地区健康状况相对较差.单项指标评价结果显示,北京市河流水质状况整体尚可,为"亚健康-一般"状态,生物和栖息地状况评价均为"一般-差"状态,但水文状况堪忧,为差状态.北京市各水系评价结果显示,潮白河水系健康状况最好,永定河、大清河和蓟运河水系健康状态一般,北运河水系健康状况最差.维持河流生态基流,保障河流水系连通性,改善和恢复河流栖息地环境是今后北京市河流进行生态修复与保护需要重点关注的方面.     

如何改善郑州无自然径流河流水质

郑州市大多数河流已无自然径流,针对这一实际情况,应因地制宜,按照集污水全收集全处理、建设河流人工湿地生态水系、中水回用增容和紧急情况下引水增容为一体的水质改善系统思路,促进污水资源化和生态化,实现地表水环境的可持续发展。     

河北省水污染形势分析及防治对策

河北省境内水系发达,河流、水库众多,共有七大水系,从北到南依次为:滦河及冀东沿海水系、北三河水系、永定河水系、大清河水系、子牙河水系、漳卫南运河水系、黑龙港及运东水系.通过对这七大水系48条主要河流、16个水库(淀、湖)近10年来的水环境监测数据分析,可以总结出河北省地表水环境质量的总体状况.     

针对水功能区划水质目标的可用水资源量联合评估方法

受人类活动和气候变化的影响,我国水资源的外部环境与内部条件发生了很大变化。从水资源可持续利用的评价、规划与管理的角度,急需搞清楚一条河流在一定的“生产、生活用水”条件下,为满足水功能区划水质目标和一定河道生态需水要求,究竟有多少可用和能够调配的水资源量,以及满足水功能区划目标所需削减的污染负荷。为此,论文综合考虑水量与水质的联合评价问题,提出“可用水资源量”的概念,并结合水功能区划目标,提出单元系统水量水质模型和多河段系统的可用水资源量评估方法。将该方法应用到滦河流域,经模型计算分析,1998年滦河未超标河段中在满足水功能区划目标下可新增取水5.1×10⁸m³,水资源最大利用率为43%(现状为30%)。如果改变用水方式,重新配置水资源后水资源最大利用率可达到54%。     

蒲河流域污染状况与生态修复技术对策的研究

概述了2010年以前蒲河的污染状况及形成原因,介绍了目前通过蒲河综合整治系列工程实施及生态修复技术的应用,蒲河污染状况和生态环境得到了明显改善,由2009的劣V类水质提高到目前V类水质,同时,提出目前尚存在的问题及蒲河水污染控制和水环境建设的对策和方案,为"十二五"沈阳市创建生态城市和消除劣五类水体的既定目标的实现奠定基础。     

潮汐河流动态水环境容量计算方法探讨

基于目前采用的静态水态水质数学模型计算河流平均水环境容量的方法，难于满足感潮河流的动态水环境容量时变过程，且计算精度不高的情况，提出了潮汐河流动态水环境容量的计算方法和计算步骤，以满足感潮河流水质管理规划的需要。通过对某一感潮河流实际计算应用，表明这一新的计算方法在理论上与实践上是可行的。     

鸭绿江(丹东段)水污染控制系统规划研究

鸭绿江是中朝两国的界河,是沿江两国人民生活和生产的主要水源。下游河道长233km,可分为各具特点的三个江段:上段由浑江至水丰电站,为水库淹没区;中段由太平湾电站至马市为河流段;下段由马市至江海分界线为感潮河口段,该段长约55km,潮流界在东尖头处,距江口27km。下段中,由大沙河口开始承纳中朝两国沿岸工矿、城镇排放的大量污水,使宽阔(干流宽度为1～3km)江面的沿岸两侧形成了二条明显的岸边污染带,中方江桥处污染带宽达200m左右。从目前和未来都不能满足水产养殖和旅游的要求。本研究的目的是为经济有效地改善鸭     

闸控感潮河网水环境容量计算研究

受潮汐影响的闸控河网的水环境容量计算是水环境控制的重要内容。针对闸控感潮河网的水流特点,介绍了基于动态水质模型的水环境容量的数值计算方法。其方法综合考虑了感潮河网地区水流运动复杂、易受水利工程设施运行影响的特点,并成功地应用到动态水环境容量计算。     

利用动态分段技术进行河流一维水质扩散模拟

作为GIS新技术,动态分段可以有效地实现河流一维水质扩散的模拟和空间显示分析。该文给出了动态分段数据库设计的基本思路、河流一维水质模型的功能设计及整个模拟系统的结构流程。      

论流域经济可持续发展

流域经济的发展是以水资源为先导和主体的综合资源开发和利用.实现流域经济可持续发展的实质就是实现流域水资源可持续开发和利用.水资源可持续开发和利用必须遵循公平和效率原则,实现外部性内部化;实施流域开发多目标协调、流域的系统化管理和跨流域水资源开发.     

流域水质与点源污染关系的监测研究

点源污染物排放与流域水质目标的关系是当前环境管理亟待解决的技术关键问题之一。笔者通过点源排放口—入河排污口—目标河流断面三位一体监测系统运行机制探讨,利用点源排放口与入河排污口同步监测结果分析入河系数,利用入河排污口与目标河流断面同步监测分析影响系数,从而能够得到每个点源污染物排放对相应目标河流控制断面水质的贡献系数,这是确保水质达标而对点污染源进行动态管理的重要技术支持。      

面向流域水环境改善的潮汐河道闸门调度优化研究：以相互独立的圩内河网为例

以我国南方某5个相互独立的圩内河网为研究对象,针对感潮河段的特征建立水动力水质耦合模型,比较不同闸门调度策略下的水质改善效果。结果表明：1)圩内河网应在大潮期进行换水,相对小潮期换水最多可缩短7 h的水力停留时间。以示踪剂工况结果为依据,针对进出水闸门距离较短河网,采用单向流调度策略启闭闸门,相对往复流最多可缩短14.18 h的水力停留时间;针对进出水闸门距离较长的河网,采用开启双侧闸门进水从中心排河排水的往复流闸门启闭策略,相对单向流调度策略最多可缩短3.18 h的水力停留时间。2)水质结果表明,应先利用水系连通方式打通断头河,并采用前述的闸门调度策略,最终本片区河网平均水质达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅳ类水的断面比例增长了7.3%。研究结果为基于水动力水质改善不同地理特征圩内潮汐河网的闸门调度提供了参考。     

广州市河涌综合整治水质评价体系建立及应用

近年来,广州市大力开展河涌综合整治,河涌水质评价成为指导政府治水工作的重要依据。本文分析了现行水质评价方法应用于河涌综合整治水质评价所存在的问题,提出了广州市河涌综合整治水质评价体系,并介绍其实际应用及成效。