基于DPeRS模型的淮河流域氮磷面源污染评估

采用DPeRS模型对淮河流域氮、磷面源污染空间特征进行遥感像元尺度解析,并对"十三五"《重点流域水污染防治规划》中划定的淮河流域235个控制单元进行面源污染优先控制单元分析。结果表明,淮河流域2016年TN和TP面源污染排放量分别为44. 99和2. 44万t,入河量分别为27. 72和1. 27万t;空间分布上,淮河流域的东部和南部氮、磷污染程度较为显著,北部污染程度较轻;农田径流型是淮河流域最主要的氮、磷面源污染源,均占到总污染量90%以上,是该流域氮、磷面源污染防治优先控制的污染源,对于TN指标次要影响类型为城镇地表径流,对于TP指标次要影响类型为畜禽养殖;筛选出淮河流域TN和TP面源污染优先控制单元分别为164和185个,面积占比分别为75. 3%和85. 0%。     

新疆克孜勒苏河喀什市段入河污染物估算及特征分析

依据污染源调查资料,采用距离法对克孜勒苏河喀什市段污染物的入河量进行估算。结果表明:污水处理厂排放口是克孜勒苏河喀什市段最主要的污染源,COD、NH3-N、TN、TP的排放量占研究区域总量的61%~83%;其次是豆腐厂总排口,4项指标占研究区域总排放量的17%~37%,也是该河段的主要污染源。两者各指标排放量之和均超过区域总量的98%。不同类型的污染源中,生活源COD、NH3-N、TN、TP的贡献率分别是工业源的2、5、4和1.6倍。     

基于DPeRS模型的渭河典型断面汇水区面源污染评估及污染成因分析

近年来甘肃渭河桦林断面月度水质不稳定达标的问题引起了管理部门的广泛关注,掌握桦林断面汇水范围面源污染现状,对控制流域面源污染和促进水质稳定达标具有重要意义。采用遥感分布式污染估算（DPeRS）面源污染评估模型,对2018年黄河流域甘肃桦林断面汇水区面源污染空间分布特征进行分析,开展多类型污染量产排特征解析。结果表明：农业面源污染量方面,2018年甘肃桦林断面汇水区总氮（TN）、总磷（TP）、氨氮（NH⁺₄-N）、重铬酸盐指数（COD_Cr）面源污染排放量分别为11 591,2 697,7 141和1 458 t,入河量分别为2 184,512,1347,263 t;空间分布上,氮型（TN和NH⁺₄-N）排放负荷高值区主要分布在陇西县、武山县县段和岷县县段;武山县县段TP排放负荷较为突出;COD_Cr型面源污染高负荷区主要分布在陇西县、渭源县县段和武山县县段。农业面源污染物入河排放负荷空间分布差异明显,氮磷型（TN、NH⁺₄-N和TP）入河高负荷区主要分布在武山县县段、陇西县、临洮县县段;COD_Cr型面源污染入河高负荷区呈分散分布。漳县西部地区水土流失量较高,漳县西部、陇西县和渭源县县段北部局部地区泥沙负荷量较高。枯水期污染治理仍是保障水质稳定达标的关键期,农田径流是渭河桦林断面所在汇水区氮磷型面源污染的首要污染类型,畜禽养殖是COD_Cr型面源污染的首要污染类型。     

舒城县丰乐河小流域农业面源污染现状调查与评价

使用问卷调查法对舒城县丰乐河小流域农业面源污染现状进行实地调研，采用等标污染负荷法对流域区域内千人桥镇和桃溪镇的农业种植污染、畜禽养殖污染与农村生活污染进行综合分析。研究表明，在舒城县丰乐河小流域两个乡镇的农业面源污染排放源中，种植业TN、TP的排放量为4578 t，污染负荷率为2075%；畜禽养殖业COD、TN、TP的排放量为2659 t，污染负荷率为1205%；农村生活源COD、TN、TP的排放量为14828 t，污染负荷率为6720%。在选择的3个评价因子中，COD的污染负荷率最高（6947%），其次为TN（2822%），TP最低（231%）。农村生活污染是该小流域农业面源污染物的主要来源，也是农业面源污染控制的重点。     

铜陵市义安区农业面源污染现状调查与评价

通过对铜陵市义安区7个乡镇的农田、养殖及农村生活污染源的调查，采用等标污染负荷法进行评价，应用ArcGIS软件作聚类分析，研究该区域农业面源污染来源及其负荷空间特征。结果表明：农业面源污染排放量为3 739.50 t，农村生活、畜禽养殖为重点污染源，其排放量分别为1 705.36 t、1 55855 t，污染负荷分别为45.61%、41.67%。在COD、TN、TP 3个主要评价因子中重点污染物是COD，其次是TN，污染负荷率分别为87.55％、10.95%。在各乡镇中西联镇、天门镇、顺安镇的农业面源污染排放量较高，分别为818.86 t、772.26 t、740.12 t，污染负荷分别为21.90%、20.65%、19.79%。     

太湖主要入湖河流排污控制量研究

利用2006—2008年的监测数据对太湖主要入湖河流的水环境状况进行了分析,通过对研究区工业污染源、农业污染源和城镇生活污水排污的分布以及入河情况的调查,对各种污染源的入河量进行了计算,根据确定的水质目标,分别计算出主要入湖河流以及区域水系的水环境容量和排污控制量。结果表明:15条主要入湖河流超标现象显著,近3a来污染程度有所波动,N、P污染最为严重。研究区内污染物入河量较大,未接管的生活源污染物入河量所占比重最大,各类污染物均在50%～60%之间;张家港市的污染物入河量最大,各类污染物所占比重达总入河量的18%～20%。研究区内河网密布,水环境容量分布不均匀,望虞河、直湖港、武进港等7条河流水环境容量较大,张家港市区域水环境容量较大。为保证水质达标,研究区内近期共须削减CODCr66554.38t/a、NH4-N8105.71t/a、TP1324.42t/a;远期共须削减CODCr96719.08t/a、NH4-N11541.45t/a、TP1788.71t/a。     

高纬区阿什河面源氮和磷污染输出特征

基于阿什河2008—2010年水质监测和流量监测结果,利用改进的埃特金和相关性拟合插值法,补全监测条件限制造成的缺失数据,再利用基流分割法,估算阿什河面源氮和磷污染输出量,分析其污染特征。结果显示:阿什河进入松花江的污染负荷峰值一般出现在3—5月或者7—9月,主要由春汛或夏汛造成,峰值出现时污染来源以面源污染为主。2008—2010年阿什河面源污染输出量表现出TP减少,TN和NH_4~+-N增加的趋势。阿什河年均输出量TN约为5 436.6 t,NH_4~+-N约为3 057.8 t,TP约为554.8 t,其中,点源污染为2 775.8、1 440.7、250.8 t,面源污染为2 660.7、1 630.7、304.1 t,面源污染占总量的50%左右。     

黄河流域甘肃段面源污染估算与空间分析

采用遥感分布式面源污染评估模型（DPeRS）,对2018年黄河流域(甘肃段)面源污染空间分布特征进行分析,具体包括多类型污染量产排特征解析和流域优先管控单元识别。结果表明,污染量上,2018年黄河流域（甘肃段）总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH₃^-N)、化学需氧量(COD_Cr)的面源污染排放负荷分别为65.6,11.8,19.1和77.2 kg/km²,入河量分别为836.7,33.3,220.2和1 353.3 t;空间分布上,氮型(TN和NH₃^-N)排放负荷高值区主要分布在流域中部和东部局部地区,流域大部分地区TP排放负荷均较高,COD_Cr面源污染排放负荷高值区分布较为零散。与排放负荷相比,黄河流域（甘肃段）面源污染入河负荷并不突出,这与该地区水资源量少有密切关系。筛选出黄河流域（甘肃段）面源污染优先控制单元15个,面积占比为85.2%,I类优控单元主要分布在庆阳市、天水市、兰州市和白银市等地区,II类优控单元主要分布在甘南藏族自治州,且TN、TP、NH₃^-N和COD_Cr面源污染优控单元识别结果的平均精度达到80%。     

太湖流域典型厂村融合区复合面源污染特征分析——以礼嘉镇、洛阳镇、雪堰镇为例

为把握厂村融合区工农业复合面源污染现状及特征,选取典型区域礼嘉、洛阳、雪堰3镇进行研究,结果表明,2017年3镇复合面源等标污染负荷总量为1. 85×10~9m~3/a,其中总氮(TN)等标负荷量最高,占总量的44. 73%,为优先控制因子; 57个行政村中,污染物负荷量及负荷强度均较高的行政村大多集中在洛阳镇和礼嘉镇,如圻庄村、天井村、毛家村、大路村等,为优先控制区域;各污染源中,农村生活污水和畜禽养殖贡献的等标污染负荷量最高,分别占总量的37. 88%和35.49%,其次是种植业和厂区面源,贡献率分别为13. 17%和12. 77%,水产养殖贡献率最低;通过聚类分析将厂村融合区复合面源污染类型分为6类。     

滇池流域城市降雨径流污染负荷定量化研究

借助遥感影像处理软件ERDAS IMAGINE9．2和GIS技术对研究区QuickBird影像图进行下垫面类型分类和统计,在对降雨产流过程及地表径流污染特征研究的基础上,根据2008年的降雨总量,定量计算滇池流域全年城市降雨径流污染负荷。结果表明,流域内城镇区域屋顶、庭院、道路、绿地及其他类型面积比例分别为13．8％、11．6％、5．2％、3．8％及65．6％。2008年滇池流域城市降雨径流污染负荷COD、TN、TP分别为2．95×10^4t、1．24×10^3t、103t。滇池北岸昆明主城区内的建成区全年城市降雨径流污染负荷COD、TN、TP的产生量分别为2．39×10^4t、9．89×10^3t、8．24×10^3t,对滇池流域COD、TN、TP的贡献率总和分别为81．2％、79．5％、80．3％。     

大通湖主要污染物浓度空间分布及其污染来源解析

为了解大通湖主要污染物TN、TP和NH3-N的空间分布特征及污染来源,于2017年9月对大通湖及周边河流进行采样分析。结果表明,大通湖周边入湖河流的ρ(TN)为0. 74～2. 18 mg/L,ρ(NH3-N)为0. 094～0. 874 mg/L,ρ(TP)为0. 02～0. 243 mg/L;湖体ρ(TN)为0. 82～1. 47 mg/L,呈现湖体中间低、四周高的特征,ρ(NH3-N)为0. 14～0. 42 mg/L,但整体差异较大,高值区主要在大通湖西南及东部,ρ(TP)为0. 160～0. 289 mg/L,水质为Ⅴ类或劣Ⅴ类,TP为湖体的主要污染物,湖体的ρ(TP)变化呈现出从四周向中部增加的趋势,高值区主要集中在大通湖正南及湖心处;根据2016年大通湖区域污染源统计及入湖污染物计算,大通湖水环境的TP污染负荷大小排序为农田径流畜禽养殖生活污水工业污染网箱养鱼旅游服务。     

以沙湖为例探究宁夏内陆封闭型湖泊水体污染原因

为研究西北地区封闭式湖泊水质恶化原因及水体污染物迁移转化规律,以宁夏沙湖为研究对象,对沙湖2012—2017年水体污染物总量变化趋势及沙湖周边地表水环境质量进行分析。研究结果表明:沙湖水环境质量变化主要由内源性污染和外源性输入造成,其中内源性污染源主要为沙湖沉积物污染物释放,沙湖水体沉积物通过孔隙水向沙湖水体转移的CODMn、CODCr、TP、TN、氟化物分别占水体总污染物的6.4%、6.6%、16.6%、14.2%、31.4%；沙湖外源性污染源主要为黄河补水和农垦集团稻田等面源污染,其中黄河补水向沙湖 转移的 CODMn、CODCr、TP、TN、氟化物分别占沙湖水体污染物总量的49%、30%、279%、99%、13%,沙湖周边面源性污染通过渗透作用向沙湖水体输入的CODMn、CODCr、TP、TN、氟化物分别占沙湖水体污染物总量的23%、18%、52%、34%、19%,外源性污染物输入占沙湖水体污染物总量CODMn、CODCr、TP、TN、氟化物分别为72%、48%、331%、133%、32%,但由于水体自身净化作用, TP和TN已大幅度降解。     

湖州合溪新港污染物入湖通量估算与分析

根据2021年5月—2022年4月合溪新港河流水量、水质(TN和TP)的同步监测数据，利用通量模型核算了合溪新港污染物(TN和TP)通量。通过测算合溪新港TN、TP通量与断面降雨强度、水质的响应关系，分析了该区域的污染类型及特点，为后期水质污染调查及通量研究提供了新思路。结果表明：合溪新港流量与降雨量存在明显相关关系，在强降雨期(7—8月)水体流量最高，占监测周期总流量的57.77%;少雨期则流量最低，且会出现湖水倒灌现象(11—12月)。通过分析合溪新港TN、TP通量与流量、水质的相关关系，确定了该流域污染类型为点源污染及农业面源污染共存的混合型污染，且在高强度降雨时污染物负荷量较大。综上，可针对农业面源污染对该流域治理提出相关对策，建立农业面源污染防治体系，以有效降低TN和TP污染物的入湖通量，减少太湖TN和TP污染物负荷量。     

通榆河南段控制单元最大日负荷估算及分配研究

以通榆河南段控制单元为研究区，利用现有的平原感潮河网区水量模型、面源污染负荷统计模型和水环境容量模型，估算研究区2010年污染物最大日负荷总量（TMDL），并进行负荷削减和分配研究。结果表明：研究区COD、氨氮（NH3-N）90％保证率（2004年）下的水环境容量分别为7．76万t,0．37万t；xCN2010年污染物入河量，COD、NH3-N的最大年负荷分别为1．99万t,0．28万t。在研究区涉及的各县市中，海安、姜堰、东台是负荷削减的重点区域；对于不同的污染源，城镇生活点源和农业面源是研究区污染物总量控制的关键。     

基于非参数检验的水质变化趋势分析

综合应用Mann Kendall（M K）、季节性Kendall(S K)非参数检验方法和局部加权回归散点平滑法（LOWESS）分析东江流域长时间尺度（16 a）和短时间尺度（5 a）水质变化趋势,解析流量与点面源污染对水质指标变化的贡献。结果表明：东江干流DO呈明显下降趋势,TN呈明显上升趋势;二级支流淡水河整治成效显著,水质呈明显改善趋势。流域中上游水体耗氧有机物相对稳定且水平较低,而下游存在较大量耗氧有机物排放。S K检验有利于发现不同月份水情影响下的水质变化,检验出东江干流NH3-N呈明显下降趋势。M K（LOWESS）模型有利于解析各水质指标受上游集雨区汇水过程和点面源污染影响情况。     

浑太河流域水质达标控制方法研究

结合浑太河流域水资源网络节点图,根据污染物来源、种类及其产生机理,针对计算单元水资源供需平衡预测数据、降雨径流值,分点源、非点源进行规划水平年污染物入河量的预测。根据浑太河流域地形特征、入河污染物降解特性,以水功能区水体纳污能力为计算单元污染物排放总量控制条件,给出基于规划水平年入河污染物变动特性的水质达标控制方法。运用该方法进行浑太河流域水质达标控制:2030年,流域总需水7.4亿立方米,缺水深度在1%以下,COD、NH3-N、TP、TN的入河量分别为28.5×104、2.8×104、3.1×104、4.6×104t,对应的入河控制量分别为9.3×104、0.6×104、0.8×104、0.9×104t,经控制后水功能区目标水质达标率100%。证实了该水质达标控制方法有效、可行。     

第二松花江面源污染时空分布规律的研究

第二松花江流域作为松花江干流的主要产水区,其污染年负荷关乎下游水质的安全。面源污染是第二松花江的重要污染来源,采用输出系数法估算面源污染年负荷量,通过流域土地利用类型、社会经济信息等因素,利用有资料年的统计数据,进行面源污染年负荷量在时间、空间上的展布,探寻第二松花江流域面源污染年负荷量的空间分布规律,为水环境管理部门提供理论依据。     

星海湖水环境容量研究

基于2015—2017年星海湖高锰酸盐指数(I_(Mn))、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD_5)、氨氮(NH_3-N)、总氮(TN)、总磷(TP)监测数据,以水质状态不再恶化、达到Ⅳ类水质、达到Ⅲ类水质、达到Ⅱ类水质为目标,采用完全混合模型评估星海湖水环境容量。结果表明:星海湖I_(Mn)水环境容量保持稳定,4种控制目标下3年水环境容量均值分别为882.90 t/a、2 366.76 t/a、-195.29 t/a、-1 476.31 t/a;COD环境容量逐年减少;BOD_5环境容量存在一定波动, 2016年环境容量明显增加;NH_3-N负荷接近Ⅱ类水质目标下环境容量;TP、TN的环境容量稀缺,急须对入湖TP、TN作削减。     

合肥市环巢湖地区种植业面源污染监测与评价

通过2016-2018年在合肥市环巢湖5个县区主要农田周边沟渠中采集水样,监测农田氮磷流失浓度,并评价该区域种植业面源污染状况。结果表明,这3年该区域种植业TN、TP流失的平均质量浓度分别为3.48 mg/L、0.602 mg/L,均高于地表水Ⅴ类水质标准。2016年与2017年TN、TP浓度差异不大,2018年较前两年TN浓度有所提高,TP浓度相比显著降低。巢湖市农田沟渠水中TP浓度高于其他县区,TN浓度相对较低;NO-3 N浓度庐江县高于其他县区;NH 3 N地区间几乎没有差异。TP和NH 3 N浓度均为秋季高于夏季,TN和NO-3 N浓度均为夏季高于秋季。     

沱江流域主要污染负荷预测及时空分布特征

耦合社会-经济因子探究工业点源和生活污染源污染负荷未来变化趋势,可为优化水环境规划和管理方案提供理论依据。选取沱江流域为研究区域,采用经济增长预测法、工业点源传统统计法、人口趋势灰色模型预测法和排污系数法分别计算了2020-2025年该区域28个县(市、区)的工业GDP值,工业点源废水排放量及主要污染负荷(COD、NH₃-N、TN、TP),农村与城镇人口及生活污染源的主要污染负荷,并利用ArcGIS技术探究了工业点源和生活污染源主要污染负荷空间分布特征。结果表明:2020-2025年,工业GDP值总体呈逐年增加趋势,而工业废水排放量总体呈逐年减少趋势,预计到2025年,流域工业GDP值将增加至2.52×10¹²元,而工业废水排放量将减少至0.64×10⁸ t。工业点源主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。沱江流域总人口数与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,其中城镇人口与生活污染源污染负荷呈逐年增加趋势,农村人口与生活污染源污染负荷呈逐年减少趋势,且城镇人口及生活污染源污染负荷增加量大于农村人口及生活污染源污染负荷减少量。城镇、农村生活污染源的主要污染负荷表现为COD>NH₃-N>TN>TP。工业点源和生活污染源主要污染负荷在空间上存在高度异质性。2025年,来自工业点源的主要污染负荷均呈上游较少,中、下游较多的特征;来自城市生活污染源的主要污染负荷均呈中、上游较多,下游较少的特征;来自农村生活污染源的主要污染负荷均呈中游较多,上、下游较少的特征。笔者提出耦合社会-经济因子预测流域污染负荷的方法可以推广到其他与社会经济指标相关联的流域工业点源、生活污染源污染负荷的预测研究中,以期为未来流域水环境管理与治理提供科学参考。