城区地表径流面源污染和河道水环境治理的研究

河流为人类提供了多样的生态服务功能,然而城市化对河流生态系统健康状况造成严重的影响。随着点源污染的有效管理控制,非点源污染降雨径流己成为造成城市地表水环境污染的主要原因。为了改善河道水质,引调清水激活城市内河水体,提高河道的水环境自净能力,有效改善城市水环境。文章以南京河西水系为例,利用Saint-Venant方程组对水系建立一维水动力模型,并通过汇流结点水位法对方程组进行数值求解;对WASP5水质模型进行二次开发用于水质模拟;建立水质模型和一维河网水动力模型的耦合模型,将水动力模型计算所得到的水动力参数耦合到WSAP5水质模型中,模拟降雨过程以及引调清水过程的河网各河段的水质变量浓度,得出降雨径流对河流的污染程度以及引清冲污措施对河流水质改善的效果并优化调水过程。     

潮汐河网水环境容量的计算分析

介绍了河流水环境容量的几种常用计算方法。针对上海市河网污染源分布的特点，基于感潮河网的水动力模型，提出了河网动态水环境容量计算的方法，建立了河网水环境容量计算模型，并对蕴藻浜水系以及中心城区水系的水环境容量进行了计算分析。结果表明，该方法对于河网动态水环境容量计算是十分方便而有效的。     

城市用地扩展对长沙市水系变化的影响

为了探讨水系变化与城市用地扩展之间的联系,为未来水生态修复及城市与生态环境协调发展提供依据及经验借鉴,基于长沙市1950s、1970s、1990s、2010s和2016年五期地形图及同期城市建设用地数据,对长沙市中心城区近60年来的五期水系及城市用地扩张情况进行统计,选取河网密度、水面率、干流河流曲度、河网发育系数指标定量描述水系变化特征。同时,运用城市用地扩张特征分析方法分析同期城市扩张的强弱与快慢,并叠加各流域范围内同期水系变化指标与城市拓展强度指标,分析长沙各阶段水系变迁与城市用地扩张强度之间的关系。研究表明：（1）城市建设用地扩展对城市水系数量及形态变化有直接影响;（2）各时期城市拓展强度均与水系特征指标值衰减速度呈正相关关系;（3）在城市扩展过程中破坏水系特征将加大水系生态、自然灾害风险,而有效的水生态保护政策和保护措施不仅可以使片区水系缩减趋势放缓,还可以加快周边用地扩展速度。     

基于DEM流域河网水系的提取研究

本文介绍了一种从DEM中提取流域河网水系的实用方法。该方法首先对DEM进行预处理即洼地的确定、填充和平地的抬升；然后采用D8算法确定．DEM中每一个栅格单元的水流方向，根据水流方向数据，计算每一个栅格单元的上游集水面积，再根据给定的阈值，得出河流栅格网络图，生成需要的水系。此外，以古佛河小流域为例进行了水系提取，其结果与实际水系几乎完全匹配。     

嘉兴城区河网水系水环境问题识别与治理对策

嘉兴市是长江三角洲重要城市之一,作为典型平原河网城市,嘉兴市地势低平、水体流动性不足、污染物易淤积,加之上游客水水质差、人口密集、城市径流污染日益凸显、河道航运扰动频繁等,导致城区河网水系中总磷及氨氮不能稳定达到GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类水质标准;河网水体透明度低下,平均值不足40 cm;大部分...     

滨湖河网叶绿素a时空分布特征及相关性分析

以中国太湖梅梁湾东部的无锡市滨湖区河网为例,分别在2018年丰水期（8月）和枯水期（11月）以及2019年平水期（3月）对分布在河网各处的41个点位进行监测,并对水样中的叶绿素a（Chl-a）、pH等14个理化指标进行测定。将河网分为4条干流为代表的4个主要水系,采用主成分分析和相关性分析,判断不同的水质因子对Chl-a浓度变化的影响,初步识别每个水系中的主要影响因子;将水质因子分别列入线性逐步回归分析中,得出各水系及整个河网关于Chl-a的线性逐步回归方程,并分析主要因子对该河网中Chl-a含量变化的影响机理。结果显示:滨湖河网Chl-a 3次监测整体平均值为22.617 mg/m3,丰水期、枯水期、平水期3期平均值分别为17.256,48.878,1.717 mg/m3。空间上,Chl-a总体呈现河网北部梁溪河水系最高,东部骂蠡港、东南角曹王泾次之,西部陆典桥浜最低的规律。整个河网与Chl-a显著相关的有高锰酸盐指数、SS、Hg、PO₄3-。梅梁湾调水对北部河网有藻类补充作用,且输移过程中携带的溶解态或沉积态营养物质如SS、TN等在夏秋季节成为藻类增长的重要来源。骂蠡港与西部陆典桥浜水系主要水源由五里湖提供,其水质受五里湖水质的直接影响;东南部曹王泾水系的2条支流汇入对其水质改善有促进作用。     

城市水系生态与环境的保护及治理

作为人类生存、发展的重要因素,水是联系人和自然之间的桥梁。在社会经济迅速发展中现代城市已对河流水系的影响程度具有极大认识,在城市形象塑造及城市环境保护中如何合理利用城市水系生态及环境功能,如何在城市规划设计中对城市水系生态环境加以保护及治理,已经成为现代城市发展必须重视的问题。目前多样化为我国城市水系生态及环境功能的发展趋势,但在城市规划与城市经济发展作用下,大量城市水系存有水质质量差等问题,这将大大影响渠道排水、附近环境与城市发展,为此,在城市快速发展中,必须在全面了解城市水系对生态环境影响的基础上,做好保护与治理水系生态环境工作。     

基于DEM的太湖流域水文特征提取

文章选取太湖流域作为研究对象,采用1：25万中比例尺DEM作为基础数据,应用ESRI公司开发的ArcGIS地理信息系统软件进行流域水文特征提取,得到了研究区域水流流向、汇流栅格生成、河网水系、子流域边界等流域特征信息,经与标准河流水系特征对照,认为基于DEM提取的太湖流域水文特征信息是合理的,可作为基础信息,为太湖流域生态环境治理实践及理论研究提供数据支撑。     

基于空间数据的太子河河流生境分类

在文献调研的基础上,结合河流特征和专家经验确定分类使用的指标,利用DEM、河流水系等空间数据,在ArcGIS软件下提取子流域,并计算子流域内河流系统的坡降、蜿蜒度、河网密度和河流等级4个分类指标值,应用聚类分析方法对太子河河流生境进行分类,将太子河河流生境分为源头陡峭河流生境、源头弯曲河流生境、源头河流生境、支流中下游河流生境、平原支流密集河网生境、支流弯曲河流生境、干流下游生境和干流蜿蜒河流生境等8种类型,各类型河流长度在223.8~773.1km之间,其中支流弯曲河流生境最长,而干流下游生境最短. 根据各生境类型的特征,提出了我国东北地区河流生境分类的指标参考值;根据不同生境类型的河道侵蚀、水量以及多样性潜力等特征,提出了不同河流生境类型的环境管理对策.      

河网城市不透水面的河流生态系统响应:方法论框架

河网城市不透水面快速扩展,已成为影响河流生态系统健康的主要因素,理解掌握区域不透水面与河流生态系统之间的压力响应关系十分必要。以国外研究为重点,从不透水面的识别技术方法、 流域不透水面与河流生态系统状况之间的压力响应关系、 不透水面在流域土地利用规划调控和河流管理应用等三个方面,回顾了不透水面研究的主要进展,特别对不透水面影响河流生态系统的阈值效应进行了较细致梳理。从研究区域、 研究视角、 研究方法、 决策应用等四个方面,讨论了当前研究可能存在的问题。结合河网地区较为特殊的水文地貌特点,提出了河网城市开展相关研究的主要任务,认为必须解决的若干关键技术方法问题包括:不透水面实地调查方法及与有效不透水面转换、 汇水单元及其多尺度体系、 压力响应体系构建,以及数据分析技术方法等。最后以上海地区为案例,分析了河岸带尺度上的不透水面与河流生态系统之间的压力响应关系。这一研究体系框架试图为相关实证研究提供可实际操作的方法论参考。     

中国农工民主党中央委员会：加强农村水系规划和整治工作

近年来我国城市化进程明显加快．农村地区大部分河道的运输功能、灌溉作用正逐渐消退。与此同时，河道的环境问题逐渐增多．过量填埋水域造成城乡河网水系遭到破坏，河网水面面积逐步缩小．河网的调蓄、排水、自净能力降低，以致水质恶化、河湖退化．对农村水系统、水生态安全构成严重威胁。加强农村水系规划和整治工作，营造良好的农村水环境、水生态．已成为当务之急。     

常州市环境管理信息系统中水质模型及其应用

本文在研究河流水质模型和河网水质模型的基础上,利用河流水质模型组成河流水质模拟,模型参数识别和水环境容量优化分配计算模块:利用河网水质模型组成河网水质模拟、河网水域水环境容量计算模块,并在此基础上形成水质模型软件系统。      

苏州河水系水动力模型建立及应用

应用MIKE11模型系统建立了以苏州河以及其支流为重点的全市感潮河网水动力数学模型。模型在天然河网的基础上，以骨干河道为基础，进行合理的河道和湖泊概化，并将上海市河网水系划分为14个水利片，分片考虑区域降雨径流对河网水量的影响。模型可应用于水系水量调度分析及非点源污染分析，并对对苏州河沿岸泵站雨天溢流进行模拟计算。结果表明，建立的苏州河水系水动力模型可为苏州河整治工程提供科学决策工具。     

北京河流水污染现状分析研究

通过总结近年来北京河流中氮磷、有机质和重金属等方面的研究成果,结果表明北运河水系各河段水质均较差,劣Ⅴ类水质的河流长度超过80％,城市河流污染特征明显,主要污染指标为耗氧型有机污染物和氨氮,重金属污染较轻,悬浮物中的重金属占较大的比重;永定河水系枯水期氮污染较重,主要是硝态氮超标,以颗粒态磷为主要形式的磷污染较轻,重金属含量大都低于地表水Ⅲ类标准;潮白河水系水质较好,各水质指标除个别断面外大都满足中Ⅲ类水标准,重金属含量大都符合Ⅰ～Ⅲ类水标准。     

上海宝山快速城市化进程对河网演变影响分析

以我国快速城市化区域——上海宝山区为例,基于近20 a经济发展和河系水网变化相关数据,探讨区域河网水系的时空变化规律,不同功能区的河网变化分异特征及其驱动因子。分析结果表明:(1)宝山区的河网水系数量变化经历了基本稳定(1994-2003年)、快速消亡(2003-2006年)、缓慢回升(2006-2008年)3个阶段,这与其城市化发展进程有较好的对应关系;(2)不同功能区域河网数量和水环境质量变化具有分异性,其中水面率大小关系为Ⅲ区>Ⅰ区>Ⅱ区,有机污染综合指数和总磷为Ⅱ区7Ⅰ区7Ⅲ区;(3)不同功能区的河网水系数量和水环境质量对城市化响应具有明显差异,居住用地、工业用地和设施用地的增加是各功能区河网水系变化的主要驱动因素。在此基础上,对于区域防洪除涝问题提出建议,即在城市化进程中,不仅应重视河道数量,更应重视河道长宽度的保护,才能改善河网水质和水生态环境。     

北京市主要河流鱼类群落的空间格局特征

鱼类群落空间格局对于区域人为活动的干扰具有显著的指示作用.基于2014年5月-2015年8月北京市主要河流（永定河水系、大清河水系、潮白河水系和北运河水系）64个采样点的河流鱼类监测数据,采用聚类分析和非度量多维标度法,研究北京市主要河流鱼类群落的空间格局特征.结果表明:北京市鱼类在空间上形成了3个主要类型,包括分布于北京市主要河流上游山区的山溪型河流鱼类类型（组1）,分布于北京市主要河流上游山区向下游城区过渡区域的山溪向城市河流过渡鱼类类型（组2）,以及分布于北京市主要河流下游城区的城市河流鱼类类型（组3）.鱼类优势度指数分析表明,组1优势种主要为拉氏鱥、宽鳍鱲、棒花鱼、北方须鳅和中华花鳅,组2优势种为鲫鱼、宽鳍鱲、棒花鱼、麦穗鱼、黑鳍鳈、中华花鳅和波氏吻虾虎,组3优势种为鲫鱼、麦穗鱼和泥鳅.与历史监测资料比较,北京市鱼类生物多样性总体呈下降趋势,共有12种野生鱼类未能在野外监测中发现.北京市山区和过渡区域河流中保持了较高的生物多样性,受城市化和人类活动干扰的影响,城市河流的鱼类退化明显,物种组成以高耐污类群为主,群落结构呈现单一化.研究显示,北京市城市化过程对区域鱼类生物多样性下降具有显著影响,鱼类群落的空间格局分异加剧,与区域人为活动扰动的强度密切相关.      

城市重污染河流污染特征与生态修复技术的研究

我国城市和乡镇的快速发展以及污染控制基础设施建设的相对滞后,往往导致相关水系的严重污染和水生态修复所面临巨大的压力。针对具有代表性的城市重污染河流,对其污染特征、污染物迁移转化规律、河流自净功能改善与受控等进行了分析研究,结合"十一五"相关技术研发和示范工程建设成果,总结了城市重污染河流生态修复的有效途径。     

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。     

基于Matlab软件自动化求取参数的HEC-RAS模型构建

水质模型是水环境模拟的重要工具,近年来越来越多的应用于水环境预测与管理中,但平原河网水质模拟一直是个难点.本研究采用HEC-RAS模型开展湖州市长兴城区平原河网水动力和水质模拟.模型的水质模块率定采用Matlab软件自动化求取参数,代替常规试错法求参率定,减少了人工干预,提高了模型率定效率.HEC-RAS模型在平原河网地区水动力模拟结果较好,水质模拟结果基本符合要求,证明了HEC-RAS模型在平原河网应用的可行性,但模型的精度通常受水系概化、水文状况、污染源信息等因素影响,对于信息比较充分的短时段水质模拟其精度相对较好.     

城市黑臭河网外源调水技术研究进展

近年来,随着城市化的快速发展,大量工业废水和生活污水排入河道,导致城市水环境恶化程度不断加剧。引清调水技术作为城市黑臭河网治理中见效快、效果明显的一种方法,在国内外水环境治理中得到广泛应用。通过总结国内外城市黑臭河网外源调水技术的最新研究成果,从技术特点、技术流程、关键技术、技术使用中存在的问题以及技术的应用前景等方面介绍了黑臭河网外源调水的基本情况及研究进展,力求寻找适用于我国城市黑臭河网外源调水的最优调度模式和共性技术,为我国城市黑臭河网水环境治理提供参考经验和理论支持。