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%。     

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.     

海河干流流域暴雨径流非点源污染负荷解析与控制策略

随着点源污染逐渐得到有效控制,非点源污染对海河干流流域水环境污染的贡献日益增大,对其污染负荷进行科学测算成为海河干流水质达标方案制订的重要前提。基于GIS技术,通过土地利用类型划分,利用PLOAD模型对海河干流的暴雨径流非点源污染负荷进行了计算。结果表明,海河干流流域建设用地的比例依海河流向自上而下逐渐递减,而涉农用地逐渐增加,城区地表径流与农业面源污染分别是上、下游地区重要的非点源污染负荷来源。关于流域的暴雨径流非点源污染负荷,CODCr为15 619.29 t/a,NH3-N为369.16 t/a,TN为851.20 t/a,TP为250.29 t/a。为改善海河干流水质,非点源污染控制应纳入流域的污染物总量控制计划中,与点源污染一起参与环境容量的分配与控制。     

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。     

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.     

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.     

重庆梁平铜钵河流域水体污染状况分析与防治对策

以铜钵河流域2016年以来水质例行监测数据为基础,对铜钵河流域水质进行评价,结合产排污系数和经验计算公式,对该流域进行污染物核算,分析水质变化趋势及主要污染负荷,找出污染原因,提出对策及建议。水质评价结果表明：2016年以来,铜钵河流域水质整体呈逐年改善趋势,2022年牛角滩断面水质年均值提升到Ⅲ类,上河坝水质年均值提升到Ⅱ类,其余断面均达到或优于水域功能要求。污染负荷计算结果表明：铜钵河流域化学需氧量排放最大是生活污染,其次是畜禽养殖污染;氨氮排放最大是生活污染,其次是农业面源污染;总磷排放最大是畜禽养殖污染,其次是农业面源污染;工业源各类污染物排放量均较小。通过提升生活污染治理水平、强化面源污染管控和工业污染治理能进一步降低流域污染负荷,确保水质稳定达标。     

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%。     

山仔水库典型样地次降雨径流过程磷流失特征研究

降雨径流是农业非点源污染发生的主要动力.福州第二饮用水源地山仔水库是周边以农业用地为主的峡谷型水库,由降雨径流输入库区的农业非点源污染不容忽视,而磷污染是引起水体富营养化最关键的限制因子.选取山仔水库库区典型样地松竹林、水稻田和地瓜地为研究对象,同步监测4次降雨径流过程径流量、总磷和可溶性磷浓度,对次降雨产流和磷输出特征以及两者的相关性进行了研究.结果表明,径流量峰值滞后于降雨量峰值约20 min,样地按径流量从大到小排序为松竹林、水稻田、地瓜地;土壤中大部分的磷以颗粒态形式流失,地瓜地、水稻田和竹林在4次降雨径流过程输出总磷的平均质量浓度分别为0.145 1 mg/L、0.124 3 mg/L、0.097 0 mg/L,可溶性磷的平均质量浓度分别为0.036 9 mg/L、0.031 3 mg/L、0.022 8 mg/L;松竹林、水稻田、地瓜地的总磷输出负荷与降雨径流量之间存在典型的多项式正相关关系,其相关系数分别为0.998 2、0.997 8、0.998 4.     

哈尔滨地区农业面源污染负荷估算与分析

为分析哈尔滨地区农业面源污染的形势和特征,根据哈尔滨市2002 2012年的农业统计资料,利用输出系数模型估算了该地区农业面源污染总氮(TN)、总磷(TP)年输出负荷.对估算结果分不同污染源、种植类型、畜禽种类进行了分析.结果表明:TN和TP的年输出总负荷基本呈逐年增加的趋势;影响该地区农业面源污染的主要因素为土地利用,其中,农业种植用地是TN、TP负荷的最大贡献者;畜禽养殖的污染贡献仅次于农业土地利用;由农村居民生活带来的面源污染也不容忽视.因此,哈尔滨地区农业面源污染形势不容乐观,必须大力开展防控工作,以改善该地区农业面源污染日益严重的趋势.     

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。     

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。     

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。     

三峡库区重庆段重点水域沉积物多环芳烃的污染特征及生态风险评价

采用液相色谱法对三峡库区重庆段9个断面沉积物样品的多环芳烃(PAHs)进行了分析。结果表明,三峡库区重庆段沉积物中ΣPAHs质量比范围为68.6~4 226 ng/g,平均质量比为685 ng/g;7种致癌单体Σ7PAHs质量比范围为23.7~1 265 ng/g,平均值为261ng/g,属中等污染水平。沉积物中ΣPAHs质量比最高点位于化工园区下游,其余断面质量比较低且变化较小;化工园区下游以2~3环为主,占总量的50.66%,其余断面以5~6环为主,占总量的25.90%~67.01%。沉积物中PAHs来源主要为木柴、煤燃料的高温燃烧。沉积物质量基准法和质量标准法评价结果表明,化工园区下游沉积物存在生态风险,有必要开展PAHs污染来源调查和底质生态修复研究;其余断面存在潜在生态风险,需加强监测。     

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.     

金矿渣场废水对地面水环境的影响评价

阐述了在降雨时金矿渣场浸渣中残留的氰化物及泥沙淋溶于雨水中,形成地表径流进入地面水,对地面水环境造成的污染影响。具体介绍了在降雨时,渣场地表径流量、径流中污染物排放量、地面水（湖泊）允许纳污量的预测模式的应用。可为一般工矿企业露天渣场废水预测及环境影响评价提供借鉴。     

喀斯特山区水库底泥养分与重金属的含量特征——以阿哈水库为例

为摸清喀斯特山区阿哈水库底泥的养分情况和重金属污染状况,评价底泥农业资源化利用潜力,根据水库地形地貌、入库河流和出库口分布等特点,采集0~100 cm深度的底泥样品12个,分析和评价了阿哈水库底泥的养分状况及重金属污染水平。结果表明:底泥的有机质、总氮、总磷和总钾平均质量比分别为92.25 g/kg、3.35 g/kg、0.76 g/kg和14.18 g/kg,对照全国第二次土壤普查有关标准,有机质和总氮处于很高水平,总磷处于中上水平,而总钾处于中下水平,各养分指标的变异系数为25.49%~41.06%,空间差异较强;底泥Cr、Cd、Pb、As、Hg、Cu和Zn的平均质量比分别为104.86 mg/kg、1.12 mg/kg、75.87 mg/kg、26.68 mg/kg、0.27 mg/kg、59.53 mg/kg和164.65mg/kg,均高于贵州省土壤重金属背景值、贵州表生沉积物背景值和全国水系沉积物平均值,各重金属元素的变异系数为31.41%~132.34%,具有很强的空间变异性;以《食用农产品产地环境质量评价标准》为评价标准,底泥重金属內梅罗综合污染水平和潜在生态危害程度均为中等,且Cd的贡献最大。综上,阿哈水库底泥养分丰富,但污染较严重,不适于耕地利用,可考虑用于园林绿地。     

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。     

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。