基于季节性Kendall检验和重标极差分析法的阳澄湖水质变化趋势分析

为掌握《苏州市阳澄湖生态优化行动实施方案》实施以来阳澄湖的水质变化趋势,结合季节性Kendall检验与重标极差分析(R/S)法,对2013—2018年阳澄湖及其6条主要入湖河道的主要水质指标——高锰酸盐指数(IMn)、氨氮(AN)、总磷(TP)、总氮(TN)过去和未来的水质变化趋势进行分析及预测。研究结果表明:(1)阳澄湖除TP无显著升降趋势外,其余指标均有不同程度的下降趋势;(2)主要入湖河道的TN均无显著升降趋势,其余指标的改善效果较明显;(3)未来阳澄湖及主要入湖河道水质总体将会持续改善,但有个别监测点位的TP浓度未来仍有可能会上升。可见,近年来阳澄湖生态优化行动卓有成效,但TP已成为影响水质达标的最大制约因素,还需进一步提出针对性治理措施。     

伏牛溪水污染治理效果的数值模拟研究

为评估河流治污措施对河道水质改善的效果,用MIKE11模型对伏牛溪河道主要污染物氨氮和CODMn进行了数值模拟。结果表明:河道沿程点源全部截污后,可降低43%的氨氮和65%的CODMn,水质基本达到Ⅴ类水标准;补充20 000 m3/d污水厂尾水(仅深度处理其中6 000 m3/d),河道氨氮浓度将升高12%、CODMn浓度可降低17%,水质不能满足Ⅴ类水标准;补充20 000 m3/d全部深度处理的污水厂尾水,可以降低39%的氨氮和42%的CODMn,水质基本可达到Ⅴ类水标准;采取组合措施后,氨氮可降低12%~37%,CODMn可降低7%~30%。组合措施优于单一措施。     

常州市平原环状河网水环境改善方案情景模拟

基于常州市平原河网水力特性,建立相应水环境模型,运用一维圣维南方程组模拟研究区河网水文变化,CSTR水质模型模拟水质指标COD、TN变化,利用2012年7月与2013年4月水文水质同步监测数据对模拟结果的验证表明,模型可以较为准确地反映研究区河网水文水质变化情况。并针对影响河网水质的3个要素(上游引水、污染源和自净能力)设置8个不同改善方案情景,分析河网水质与3个要素的响应关系。结果表明,保证上游引水水质良好的情况下,上游开闸引水更有利于研究区主干河道新澡港河、老澡港河东支河与北塘河水环境的改善,而对于内部河道柴支浜南支河,则需提高上游污水厂出水水质的同时,改善该河段水生态环境,提高其自净能力。研究结果为研究区水系改善措施和规划提供了有力的科学依据和指导。     

盐城蟒蛇河饮用水源原水水质及盐龙湖工程水质净化效果评价

蟒蛇河是盐城市区主要的地表饮用水源地,其水质通常在Ⅳ~Ⅴ类标准。为改善原水水质,中国首个平原上开挖的饮用水源生态净化湖——盐龙湖于2012年6月建成启用。通过水质监测,分析了近年来蟒蛇河原水水质及其污染特征,并对盐龙湖工程水质的净化效果进行了评价。研究表明:(1)蟒蛇河原水在春、秋、冬季水质主要指标基本能满足《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅲ类标准,但夏季水质相对较差;(2)蟒蛇河原水呈现出典型的有机污染特征,营养盐类多是以有机形态存在,但TN与TP的主要污染来源并不一致,在不同季节原水污染特性存在波动规律;(3)近年来蟒蛇河原水中有机物及营养盐浓度有升高趋势;(4)盐龙湖工程水质净化效果在夏季最佳,春、秋季次之,冬季则一般;(5)近一年来,盐龙湖工程累计削减原水高锰酸盐指数、氨氮、TN、TP、SS的量分别达到56.6、35.6、59.8、8.9、1 000.0t(干质量)。     

太原市汾河公园再生水补水方案优化模拟

为了解决汾河公园景观水体因缺乏稳定充足的补水水源而导致的水景效果下降、水质逐渐变差的困境，考虑将再生水作为其主要的补水水源。使用EFDC—WASP水动力水质耦合模型对不同的再生水补水方案下汾河公园水质时空变化进行了模拟。结果显示，当公园采用人工湿地深度处理后的再生水联合水库水共同补水时，除TN指标浓度部分时段内出现超过V类标准限值50％的情况，其他TP、COD、NHf—N主要水质指标浓度均能有效地维持在地表水Ⅱ～Ⅲ类标准，并且叶绿色a浓度始终保持在较低水平。该结果表明，再生水经人工湿地深度处理后联合水库共同补水方案可以作为汾河公园景观水系的推荐补水方案。     

太湖西岸宜兴城市水系污染物时空分布特征

选用2011—2014年宜兴市12个监测断面21个水质指标的连续监测数据,解析太湖西岸宜兴城市水系污染物的时空分异特征及影响因素。结果表明,宜兴市城区及入太湖河流污染严重,86.05%以上时段内处于劣Ⅴ类水平,特征污染物为TN、NH3-N、BOD5、TP、COD和Hg。污染物空间分异程度大小依次为:AR-OHNH3-NHgTPCODBOD5F-oil=CODMnLASTNDO。不同区域河流污染物浓度随时间变化基本一致,有机物夏季波动较大主要受温度和降雨的双重影响,TN和NH3-N浓度标线出明显的季节变化:春季冬季夏季秋季,Hg、LAS、AR-OH表现出瞬时排放特性,且主要发生在年初。由分析可得,土地利用强度和方式是影响宜兴市城区及入湖河流污染物分布特征的最主要因素,其次是污染来源、河道类型等的影响,表现为城市核心区、三氿入湖区和西北入湖区污染程度依次增大,但差异水平不明显,西南入湖区则相对较轻。     

重庆园博园龙景湖水质保持及其上游流域水污染治理方案

龙景湖是典型的河道型新建水库,维持其水质优良是使重庆园博园成为高品质生态旅游观光和休闲景区的关键。龙景湖上游流域仍处于待建期,其主要污染物是氮、磷和TSS。以IV类水为水质目标,通过开展削减负荷计算和水环境容量河段,从外源清水入湖、园区污染控制和湖体水质保持等方面,形成了龙景湖水质保持及其上游流域水污染治理方案的总体布局和任务措施。目标可达行分析显示若本规划技术方案顺利实施,将可以完成龙景湖水质保持的预期目标,从而为重庆水体污染治理和水质保持提供可借鉴的思路。     

城市景观河流夏季污染状况及营养水平动态分析--以天津市津河为例

以CODMn、氨氮、总氮、总磷和叶绿素a等为主要指标。对天津市一条典型的景观河流——津河进行了调查分析。结果表明，津河水质介于地表水环境标准(GB3838—2002)的Ⅳ和Ⅴ类之间，营养状态为重富营养。且在多个采样点出现蓝藻水华。水体中的各项指标的变化趋势为，CODMn与叶绿素a都是在7月达到最高，随后逐渐降低。总溶解性氮夏季变化曲线呈倒“S’形。7月最低。8月最高。河道上游总溶解性磷一直比较稳定，而下游在8月上旬急剧升高。藻类演替过程大致为粉末微囊藻-皮状席藻-多种蓝藻。与改造之初相比。水质状况有所改善。     

永定河上游张家口地区主要河流污染物来源解析

运用内梅罗污染指数评价法对永定河上游张家口地区主要河流水质进行定量评价,在多元统计分析方法的基础上,结合产业结构与布局对其污染物来源进行解析。结果表明:(1)2013—2016年,永定河上游主要河流水质逐渐改善,但仍存在水污染问题,主要超标的水质指标为TP和氟化物,超标率分别为28.24%和22.59%。(2)空间聚类分析发现,洋河中下游断面鸡鸣驿、响水铺和八号桥,水污染相对较严重;清水河上游断面北泵房和洋河上游断面左卫,水污染较轻;桑干河断面石匣里、温泉屯、小渡口和清水河下游断面老鸦庄,水质清洁。(3)洋河中下游污染物来源于工业污染和城市生活污水,清水河下游和桑干河污染物来源于农业面源污染、畜禽养殖污染和有机物污染,洋河上游和清水河上游污染物来源于农业面源污染和生活污水。     

西溪湿地四季水质时空变化及影响因子分析

选取西溪湿地6个监测点位为研究对象,测定了2007—2011年春夏秋冬四季湿地20个水质指标,采用因子分析技术定性地识别不同季节关键污染因子及来源,并基于层次聚类分析进行不同季节关键污染因子空间差异性分析。结果表明,春季关键污染因子为来源于居民生活污水的BOD5、高锰酸盐指数和浮游植物,夏季关键污染因子为来源于居民生活污水和农业面源的BOD5、高锰酸盐指数、总磷和浮游植物,秋、冬两季关键污染因子均为来源于生活污水的氨氮、总磷、总氮。西溪湿地各监测点位关键污染因子污染程度存在空间差异性,春季沿山河水质劣于《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中的Ⅴ类,蒋村港和蒋村集市水质介于Ⅱ类和Ⅲ类之间,深潭口、百家楼和秋雪庵水质为Ⅱ类。夏、秋、冬季的沿山河和蒋村港水质均劣于Ⅴ类,秋雪庵、百家楼、深潭口和蒋村集市水质类别在Ⅱ类到Ⅴ类之间波动。     

长湖水质现状调查及评价

通过对长湖13个点位的采样监测结果表明：（1）长湖的各项主要指标均已超标,特别是化学需氧量（CODcr）、高锰酸盐指数（OC）、总氮（TN）、总磷（TP）等超标严重;（2）从总体上看,长湖水体监测点位的水质是,上游污染情况较重,下游的出水口及大湖湖心水质稍好;（3）采用单项水质参数评价方法对长湖水质进行评价,水体已达到劣Ⅴ类.     

纺织行业水污染物排放量的关键影响要素研究

分析了2005—2012年纺织行业单位产品的用水量、主要水污染物排放强度和排放浓度的变化趋势,并采用灰色关联度分析方法,对各要素与行业主要水污染物排放量进行了关联分析。结果显示,2005—2012年中国纺织行业主要水污染物的排放强度显著下降,2012年COD和氨氮的排放强度分别为5.93、0.41kg/t,相比2005年分别下降了51.9%和39.7%。与纺织行业COD排放量变化最为密切的指标是单位产品的废水排放量、单位产品取水量与单位产品COD排放量,说明纺织行业生产工艺的提升对行业COD排放量的降低有较为密切的关系。与氨氮排放量变化最为密切的指标是单位企业产品产量、氨氮平均排放浓度与总量类指标,说明企业规模、末端治理工艺与氨氮排放量有较为密切的关系。     

生态修复综合技术在杭州虾龙圩河的应用

杭州虾龙圩河由于多年污染，河道水质严重黑臭，自净能力遭到破坏。本研究通过综合利用底泥污染物削减、生物接触氧化水质净化、造流曝气及水生生态系统修复等技术对虾龙圩河进行治理。结果显示，此项综合技术对城市河流污水具有良好的污染物去除性能，COD、NH3-N和TP的去除率分别可达到73．3％、80．1％和81．7％。通过1年的运行与养护，虾龙圩河治理段的水质、生态环境等有了明显改善，没有发生过水华及黑臭现象，河道水体具备了较强的自净能力。     

重庆市重污染次级河流伏牛溪水污染控制与水质改善

针对重庆市部分次级河流耗氧污染物负荷高、水动力学弱化、河流生态系统退化等问题,选取重庆市典型次级河流伏牛溪为研究对象,以水质目标管理为指导思想,开展重污染河流水污染控制与水质改善研究。以V类水为水质目标,通过划分治理单元,开展河流水环境容量核算,分别提出基于现状条件、规划用地及上游补水2种情景下的污染负荷削减计算;根据削减负荷分配的结果,提出各个治理单元的污染负荷削减目标与治理措施,并开展目标可达性分析。治理工程实施后,重庆市伏牛溪水体中主要污染物的平均浓度及年达标率满足考核要求,该方案为我国山地城市重污染河流的水环境治理提供很好的参考。     

江苏海岸湿地水质污染特征与海陆一体化调控

2000年江苏海岸湿地人海河流河口淡水监测断面有30％的水质处于劣Ⅴ类，满足Ⅲ类水质的仅占10％；近岸海域海水监测断面有50％的水质处于Ⅳ标准。人类扰动的频率与强度的日益加大是水质污染的主要原因，而河流携带大量污染物是水质污染的主要途径。江苏海岸湿地水质污染防治的关键在于流域海陆水环境系统的一体化调控，侧重点是调控技术路线和水质污染控制层次的设计。环境管理控制区划的方案是：横向上由陆向海划分为上游流域、近岸陆域、海岸湿地和离岸海域4个环境控制带；纵向上自北向南以水系汇流特征、行政区划特征、海域特点划分为Ⅳ类环境功能区及若干亚区。     

基于MODIS数据遥感反演呼伦湖水体总磷浓度及富营养化状态评价

水体中总磷的浓度是衡量水环境的重要指标之一,对于水质和富营养化评价的研究具有重要意义。利用遥感卫星反演TP浓度并进行湖泊富营养化评价可以对湖泊TP浓度分布及富营养化程度进行全面整体监测,对水体水质实时动态监测和富营养化、洪灾等应急处理有较大的实用价值。以呼伦湖为研究区域,分别用2012年8月5日和2013年7月2日13个取样点的实测TP浓度值并结合同一天MODIS影像,进行TP浓度的特征波段选择,建立了基于MODIS遥感影像的半经验回归模型并进行验证,然后,应用模型反演呼伦湖2013年5—10月水体TP浓度值并结合舒金华修正营养状态指数模型进行富营养化评价。结果表明,在呼伦湖流域应用MODIS数据500 m分辨率中的第6、7波段可以较好地模拟水体中的TP浓度,呼伦湖2013年5—10月TP浓度分布较均匀,水体呈富营养化水平,与日常观测和其他学者得到的结果一致。研究表明,模型具有一定的预测能力,利用MODIS影像可以较好地对湖泊水体TP浓度进行反演并评价富营养化水平。     

基于内梅罗指数的阳宗海湖滨湿地水环境质量评价

在采集阳宗海湖滨湿地水样并测定水样中富营养化指标和重金属指标的基础上,用内梅罗指数法对不同湖滨湿地区域的水环境质量进行评价。结果表明:TP总平均质量浓度为0.095mg/L,是《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水标准(0.05mg/L)的1.9倍;COD总平均质量浓度为19.59mg/L,未超过GB 3838—2002Ⅲ类水标准(20mg/L);阳宗海湖滨湿地As污染最为严重,总平均质量浓度为0.112mg/L,超过了GB 3838—2002Ⅴ类水标准(0.10mg/L),Zn、Cu、Cr未超过GB 3838—2002Ⅲ类水标准,Cd、Mn、Ni、Pb、Co未检出;4个湖滨湿地区域富营养化指标的内梅罗指数评价结果均为良好,空间上表现为北部东部南部西部;重金属指标的内梅罗指数评价结果为东部和北部中度污染水平,南部和西部重度污染水平,空间上表现为南部西部东部北部。     

人工河岸湿地对面源污染的处理效果研究

针对城市河道污染治理存在的主要问题,并考虑到华南地区河流水量、水质、水温季节性变化大的特点,构筑了人工河岸湿地试验系统,对该系统约13个月连续性运行进行了观测和研究。结果表明,平均水力负荷为15cm/d工况下,试验系统对高锰酸盐指数、SS、NH3-N、TN和TP的平均去除率分别为50%、60%、50%、35%和45%;系统对高锰酸盐指数、NH3-N和TN的去除效果随季节变化明显,夏季处理效果好于冬季;SS处理效果受季节影响不明显;TP初期处理效果好于末期。该人工河岸湿地既能较好地改善水质,又能改善生态环境、美化城市景观,是一项适合城市河道污染治理的技术。     

疏浚对巢湖双桥河水环境容量的影响

双桥河是巢湖受污染较为严重的入湖河流之一,其入湖口距巢湖市自来水厂取水口仅500 m,同时也是巢湖市的主要行洪河道,为了改善水质状况并提高河道行洪能力,于2010年3—5月对双桥河进行了疏浚。本文作者于2009年12月—2010年10月对双桥河监测断面及排污口进行了监测,在分析双桥河水质及现有污染源的基础上,选择CODMn、TP、NH3-N和TN作为水质敏感参数,对疏浚前后双桥河的不同河段污染物质的水环境容量进行了模拟计算,并调查了水生植被覆盖度及沉积物氮磷含量的变化。结果表明,疏浚后整个河道水生植被的覆盖度由40%降低到5%左右,各污染物的降解系数都有较大程度的降低,同时疏浚后短期内CODMn和TP的环境容量均有一定程度的降低,而NH3-N和TN的环境容量变化较小。分析认为,这一方面是由于疏浚后河道内水生植物覆盖度的降低导致水体的自净能力降低,另一方面是由于疏浚过程中的扰动引起大量沉积物的再悬浮及污染物的释放。所以在减少外来污染的前提下,对重富营养化水体底泥进行疏浚并开展水生植被恢复工程应是控制富营养化的有效途径。     

三峡水库蓄水运行后入出库断面水质评价与预测

三峡工程运行后库区水质问题关系库区环境安全和当地社会经济发展,把握三峡库区水质变化趋势是水污染治理的基础。采用内梅罗污染指数法,基于2004—2016年三峡库区长江干流入库断面(重庆朱沱)和出库断面(湖北宜昌南津关)水体DO、高锰酸盐指数和氨氮的水质监测数据评价库区水质,并利用差分自回归移动平均模型(ARIMA模型)建立入出库断面水质变化趋势模型。结果表明:2004—2016年入库断面梅罗污染指数(Ip)为1.72～3.22,水质属轻污染—重污染,变化波动大;出库断面Ip为0.82～1.46,水质属清洁—轻污染,总体保持平稳;入库断面水质指标逐年偏向《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅱ级标准,出库断面水质指标逐年偏向Ⅰ级标准,入出库断面首要污染物是氨氮,ARIMA模型预测显示未来入出库断面水质好转。