河流监测断面几种污染物的点源、非点源污染负荷分割

以广西入海河流南流江2003—2011年水质数据为例,通过水文估算法和数字滤波法对点源和非点源污染负荷分别进行分割估算。结果表明,2003—2011南流江流域监测断面的非点源污染较为严重,采用水文估算法计算的多年平均硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的非点源污染负荷占总负荷的比例分别为0.82,0.81,0.82,0.72;基于数字滤波法计算的多年平均硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的非点源污染负荷占总负荷的比例分别为0.72,0.54,0.68,0.63。结果显示,这两种方法的污染负荷分割结果变化趋势大致相同。     

暴雨径流对海河干流水质的影响及排干水质要求的确定

以天津市海河上游河段为研究对象,模拟计算暴雨径流由二级河道排入海河干流后所造成的影响。采用EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code)模型建立了海河干流上游河段的水动力和水质模型。在不同降雨重现期和干流入口流量的情况下,模拟了二级河道排放污染物COD、DO、NH3-N和TP等在海河干流的迁移转化规律。降雨重现期选取0.5 a、1 a、2 a、5 a、10 a和50 a。海河干流入口流量选取0、10 m3/s、20 m3/s、30 m3/s、50 m3/s、100 m3/s、150 m3/s和200 m3/s。海河干流的柳林控制断面为水质控制断面。当降雨重现期为10 a、干流入口流量为0时,柳林控制断面处COD、NH3-N和TP质量浓度分别超标73%、47%和197%,DO质量浓度只有3.16mg/L,水体污染严重。在保证柳林控制断面处水质满足水质要求的前提下,确定了各二级河道排干水质要求拟合曲线。当固定降雨量时,干流入口流量越小,二级河道排干水质的控制指标就越严;当固定干流入口流量时,降雨量越大,二级河道排干水质的控制指标就越严。根据二级河道排干水质控制指标,可计算各二级河道的排干水体的总截污量和DO补充量,为汛期海河水环境保护提供理论指导。     

独流减河流域污染现状及空间分布特征

为进一步明确流域主要污染物负荷及负荷贡献,解析流域污染的优先控制区域、重点污染源及其空间分布特征,基于数字高程模型(DEM),应用Arc Map的拓展模板Arc Hydro tools软件,进行独流减河流域河流水文分析及汇流计算,划分控制单元和子流域。在此基础上,估算独流减河流域点源和农业非点源COD、TN、TP和NH_3-N四种污染物的排放量和入河量。利用SPSS和GIS软件对污染排放强度进行聚类分析及空间解析,解析出流域污染的优先控制区域、重点污染源及其空间分布特征。结果表明:独流减河流域农业非点源COD、NH_3-N、TN、TP入河量分别为5 036 t、574 t、1 374 t和232 t,点源COD、NH_3-N、TN、TP入河量分别为2 204 t、299 t、461 t和16 t;流域农村生活、农田种植、污水处理厂、水产养殖、直排企业和畜禽养殖6类污染源中,农村生活是首要控制来源,贡献率为25.58%,其次为农田种植,贡献率为20.16%;流域内子牙河是独流减河流域污染排放量最大的水系,其次是南运河、青静黄排水渠、运东排干;流域上游子牙河、南运河、青静黄排水渠、运东排干等子流域为整个流域非点源污染的敏感区和优先控制区,流域内西部和西南部污染物排放处于较高的等级,而流域北部和东部污染物排放量较小,处于较低的污染等级;在独流减河流域划分的污染类型中,以综合污染型面积最大,为1 708 km~2,占整个流域总面积的47.24%。     

天津滨海新区非点源污染负荷量估算

非点源污染过程复杂,结果不确定性大.为研究天津滨海新区非点源污染负荷,应用Johnes输出系数模型,在对非点源污染源统计分析的基础上,确定非农业人口、农业人口、大牲畜、猪、羊、家禽、水产养殖、农用地、建设用地和未利用地10种类型的非点源污染源,进而对天津滨海新区进入水体的非点源污染负荷进行估算,并就不同污染源对各种污染物的贡献情况分区域进行分析,计算等标污染负荷,确定主要的污染物和污染源.估算结果显示.对于天津滨海新区非点源总等标污染负荷,塘沽的值最大,大港次之,汉沽最小.1997-2008年,天津滨海新区非点源BOD、COD和TN负荷的最小值均出现在2000年,分别为6 546.59t、29 677.29 t和6 115.56 t;最大值均出现在2006年,分别为7 570.55t、33 431.32t和6 561.75t.TP负荷的最小值出现在1998年,为638.00 t;最大值仍然出现在2006年,为680.78 t.NH3-N负荷在12年间呈上升趋势,最小值出现在1997年,为4 452.98t;最大值出现在2008年,为476.08 t.多种污染物的最大值出现在2006年,这与当年非农业人口数昔增长较快,同时畜禽养殖数量和水产养殖面积又下降较慢有关.而1998年和2000年的水产养殖面积和非农业人口数量相对偏小,这造成了很多污染物在这两年呈现最小值.等标污染负荷的计算结果表明,主要的非点源朽染物为TN、NH3-N和TP,主要的非点源污染源为非农业人口、建设用地和水产养殖.     

基于SWAT-WASP耦合的东洋河流域水质分析

为分析东洋河流域的水质状况,利用SWAT-WASP松散耦合模型对东洋河各子流域及其河道的氮污染负荷进行了模拟.通过SWAT模型模拟污染负荷的分布情况,分析不同土地利用类型及坡度等级对氮负荷的影响,并将SWAT模型氮负荷量及月流量的输出值作为WASP模型污染负荷的输入值,以实现SWAT-WASP模型的松散耦合,进而完成对东洋河河道氮污染负荷的模拟.从SWAT模型结果分析,耕地、居民用地污染负荷较大,是流域氮污染负荷的主要来源.通过SWAT-WASP耦合对河道水质状况进行分析可知,勃塘沟支流水质情况最差,总氮、有机氮污染浓度最高,且41号河段入库浓度指标均高于Ⅲ类水标准要求.     

基于SWAT模型的三峡库区非点源污染控制分区及方案研究

非点源污染对三峡库区流域的水环境污染起主导作用,将SWAT模型应用于三峡库区流域非点源模拟研究,首先确定了SWAT模型在三峡库区的适用性,模拟得出了库区泥沙、总氮、总磷的输入总量及其分别在库区各子流域的分布现状。其次以各子流域非点源污染因子及各污染因子的单位污染负荷和总污染负荷为指标,将库区综合划分为4个控制区域,其中重点控制区和次重点控制区分别占库区总面积的12.3%和38.4%。最后在综合污染控制分区基础上,以库区现状为基准情景,设定了4种单一非点源污染控制情景,包括退耕还林(Q1)、免耕措施(Q2)、减施肥措施(Q3)和添加田边缓冲带(Q4),并模拟验证了4种控制情景对非点源污染控制效果的可行性。在此基础上,将这4种单一措施整合为综合情景(Q5)后,三峡库区泥沙、总氮、总磷输入总量分别比现状减少了38.6%、35.5%和36.5%。     

三峡库区农业区非点源氦的平衡变化及其污染防治

针对三峡库区农业区非点源氮,建立氮平衡变化模型,并在此模型的基础上,计算三峡库区各县2001-2005年的氮平衡变化,然后汇总库区氮的输入、输出及平衡量.结果表明.库区农业区2001年氮的输人量为6.60×105t/a,输出量为1.18×105t/a,平衡世为5.42×105t/a.其中进入水体量为1.98×105 t/a;2005年全流域农业区氮的输人量为5.84 ×105,t/a,输出为1.23×105 t/a,平衡量为4.61 × 105t/a.其中进人水体量为1.75×105t/a;2001-2005年三峡库区农业区氮输入量变化为0.76×105t/a,输出量变化为0.05 × 105t/a,平衡量变化0.81×105t/a.其中进入水体氮变化昔为0.23×105t/a.研究表明,长寿区、石柱县、武隆县、江津市、丰都县、巴东县、宜昌县、兴山县和巴南区2001-2005年非点源氮进入水体量变化较大,为今后三峡库区农业区水体氮污染重点防治区,并提出了一些非点源氮污染防治对策与建议.     

基于L-THIA模型的温榆河流域非点源污染负荷变化分析

为研究温榆河流域城市化过程中土地利用变化对非点源污染负荷的影响,基于GIS(地理信息系统)和RS(遥感),利用二次开发改进后的长期水文影响评价(L-THIA)模型,采用实地测得的EMC(事件平均浓度)数据,模拟了1992年和2009年非点源污染负荷量.结果表明,1992-2009年的城市化过程中商业用地、交通用地和住宅用地分别增加了13.95％、20.46％和85.76％,农业用地和水域分别减少40.04％和9.64％,导致非点源污染负荷量(总磷除外)明显增加.其中,总氮增加了3.31％,氨氮增加了12.20％,BOD5(5日生化需氧量)增加了11.87％,CODMn(化学需氧量)增加了7.62％,TOC(总有机碳)增加了15.46％,总磷下降了12.84％.交通用地、商业用地的非点源污染产出能力最强,应该成为非点源污染的重点控制区域.     

SWAT模型在三峡库区流域非点源污染模拟的适用性研究

将SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型应用于库区大尺度流域的污染模拟研究,对其进行适用性评价及模拟应用分析。模型校验采用的是2002—2008年的水文月数据及水质水期数据,径流模拟效果最好,评价指标ENS(Nash-Suttclife Efficiency)均在0.9以上;泥沙模拟评价指标ENS在0.46~0.9;营养盐模拟评价指标ENS个别出现了<0.36的情况,但总体模拟效果满足要求。应用SWAT模型对库区降水与地表产流、产沙、营养盐负荷进行了研究。结果表明:库区地表产流与降水的相关性趋势最好;地表产沙与产流、降水的总体趋势一致,但偶尔出现4、5月份地表产沙先于产流出现峰值的情况,这可能是由于春耕对地表扰动后又逢较强降水引起的水土流失;营养盐污染负荷尤其是TP的峰值趋势与地表产流相比,更接近地表产沙趋势。本文还对库区不同土地利用类型的污染负荷做了分析,得到各类土地利用类型的年均污染负荷总量排序及单位面积污染负荷,再次验证了SWAT模型在三峡库区流域的适用性。根据分析结果,库区耕地为非点源污染产出的主要源头,可将耕地耕种措施转变及土地利用类型转换作为库区非点源污染削减的重要手段。     

最佳管理措施(BMPs)在农业非点源污染控制中的应用

<正>引言最佳管理措施(Best Management Practices,BMPs)是针对农业非点源污染,提出农业非点源污染的最佳管理措施。BMPs简介1995年美国实施农业非点源最佳管理措施(BMPs)后,流域污染及水土流失得到有效控制,成为美国非点源污染控制与治水害综合措施。BMPs采用工程措施和非工程措施,从污染物源头控制和迁移转化途径入手,对进入水体农业非点源污染进行控制。     

城市地表径流面源污染分析研究——以武汉市典型下垫面为例

城市地表径流面源污染已经成为阻碍河湖水质达标的重要因素。选取道路、绿地和屋面3种下垫面,在武汉市开展地表径流面源污染特征研究。结果显示：降雨初期,道路下垫面COD可达115.3 mg/L,NH₃—N最高为4.12 mg/L,TP为0.55 mg/L,峰值都出现在降雨开始后的20 min。屋面径流污染物浓度与道路相似,绿地径流污染物浓度变化速率远低于道路和屋面,说明绿地对污染物浓度同样具有削峰的作用。汛期污染物浓度均值高于非汛期,是因为汛期具有小时内降雨量大的特点。南湖流域内地表径流污染高于墨水湖,主要是受建设强度和人口分布的影响。     

基于GIS的非点源污染的研究及应用

非点源污染已经成为全球重要的环境问题，数学模型是非点源污染研究的核心内容之一。本阐述了GIS与非点源污染模型结合的意义及其必然性，分析了两结合的基本组成及集成方式，并对两不同集成方式进行了描述。分析了目前国内外的研究状况，最后结合项目给出了GIS和非点源污染模型相结合的应用示例。     

我国北方闸控河流水质变化特征研究

基于2013年潮白新河(天津段)水体COD、NH+4-N、TN和TP的监测数据,通过研究影响研究区水质变化的主要因素,按照农作物的生长周期(将全年分为播种期、生长期和收获期)分析我国北方闸控河流水质时间变化特征和空间变化特征。结果表明,农业面源污染是该流域的主要污染源;在气候、闸坝调度和污染来源的共同作用下,各监控断面水质变化较大,各监测指标值存在明显时空差异。其中,COD和TN污染负荷由大到小为播种期、收获期、生长期,NH+4-N和TP污染负荷由大到小为播种期、生长期、收获期。不同时段水质的空间分析表明,河流上游NH+4-N、TN和TP污染负荷偏高,河流中、下游COD污染较严重。因此,在分析北方闸控河流水质状况时,应综合考虑影响水质的主要因素,分时段、分河段进行水质评价。     

海河干流、大沽排污河沉积物中重金属污染及潜在生态风险评价

采用单因子指数法和Hakanson生态风险指数法,分析了海河干流、大沽排污河沉积物中典型重金属污染物的质量比,评估了沉积物中重金属的污染程度,定量确定了其潜在生态风险程度.结果表明,综合污染程度海河干流比大沽排污河严重.海河干流、大沽排污河沉积物当中的典型重金属污染物的平均综合污染指数 C d分别达到20.89和12.47.海河沉积物中重金属的污染程度依次为Zn、Cu、Pb、Cr、Cd,其中Zn的污染最为严重,平均污染指数 Ci f达到11.24.而大沽排污河中重金属的污染程度依次为Zn、Cr、Cu、Cd、Pb,其中Zn污染较高,Cu、Cr、Cd均为中等污染.大沽排污河比海河潜在生态风险严重,除Cd在两条河流中均具有中等潜在生态风险,其他重金属均具有低等潜在生态风险.     

调蓄池在区域水系生态治理中的应用

在串湖流域黑臭水体污染治理过程中,调蓄池起到了合流污水截流及初期雨水面源污染控制的作用。本工程根据汇水分区的划分,共设置11座调蓄池,总调蓄容积为130500m^3。调蓄池的设置可最大限度地消减排入河道的污染物,同时对于控制初期雨水带来的面源污染至关重要。     

旅游环境容量及环境承载率研究——以武汉市东湖风景区为例

以武汉市东湖风景区为例,建立旅游环境容量指标体系,研究相关环境容量计算方法,最终得出各景区不同水质环境下的旅游环境承载率,并提出采取点源截污、面源污染控制和生态修复等措施。     

镇江市老城区生活污水水质特征及排放规律研究

镇江市老城区排水系统落后,主要以合流管网为主,区域内居民生活污水已成为镇江市水环境污染的重要来源之一,对该区域内居民生活污水水质特征和污染排放规律进行研究,不但有助于正确认识、科学把握城市面源污染特征,还有利于污染控制对策的制定和治理工程的开展。选择镇江市老城区典型合流制管网系统——黎明河溢流口,采用定点动态采样的方法,进行该区域生活污水水质特征和污染排放规律研究。研究结果表明,研究区域内各月的COD、TN、TP和SS的逐时变化规律具有各自的相似性。     

模拟装置研究绿地系统在暴雨径流污染控制中的作用

采用城市绿地和降雨系统模拟装置,研究绿地系统对实际暴雨径流污染的削减作用.历时60 min,降雨重现期为1 a、3 a、5 a时,绿地系统可以削减雨水径流量.1 a一遇时,绿地系统对雨水径流中COD、氮和磷总量的去除率分别为60.2%,49.2%和61.5%.以无植被裸土为对照,模拟绿地系统对径流雨水中COD、NH+4N及TP去除率较对照组分别提高7.1%,6.2%和4.4%.降雨期间污染物的去除主要依靠土壤和植物根系的截留、吸附和吸收作用;降雨后微生物开始降解吸附于土壤颗粒表面和植物根系上的污染物,降雨后第5～8 d,土壤中微生物数量达到最大值,第14～17 d微生物完成对吸附有机物等的降解,数量恢复到降雨前水平.研究表明, 模拟绿地对降雨地表径流量的削减、径流污染物浓度的削减和污染物总量的控制有较好作用.     

基于EFDC水动力-水质模型的建立--以慈湖河为例

本文根据马鞍山市慈湖河流域水环境现状,结合当地政府对慈湖河的管理整治目标,选择EFDC水动力-水质模型作为慈湖河水环境模型。并根据慈湖河流域整体情况对时间空间进行概化。时间概化上,最终确定水动力学模拟时间步长为10s,水质模拟时间步长为20s;空间概化上,采用凸四边形网格概化,各网格之间为一维线性关系;通过CAD、GIS软件,将河道划分为106个网格,共计86行、24列,建立二维模型。通过研究参考文献及相似案例,最终确定本模型的参数和取值。将参数值输入程序中,对慈湖河流域2013年水质进行模拟计算。与马鞍山实际数据比对后发现,模型输出的水位、流速、水质结果在合理范围内。表明在慈湖河干流建立二维水质污染扩散模型,具有较高的拟合、预测精度和泛化能力,模型及方法可为相关水质预测研究提供参考。此外该模型可与web应用系统集成,应用于水质预警,模拟不同污染负荷情形下水质变化,模拟污染事故发生后不同应急措施对污染情况的改善效果,为污染控制和水环境管理工作提供科学依据。