闸控河段水质浓度影响关键因子识别

由于闸门调度对河道内的水环境要素具有强烈的扰动作用,故闸控河段的水质变化过程较常规河道更为复杂。为了探析引起闸控河段水质浓度变化的主要制约因素,以槐店闸为研究对象,结合笔者进行的2次实验和其他时期的监测数据,通过偏相关分析和主成分分析的方法识别影响闸控河段水质浓度变化的关键因子,并利用多元线性回归方法分析得到闸控河段水质浓度变化与其关键因子的多元线性回归方程。经过分析初步得到,与高锰酸盐指数浓度变化率有关的关键因子为闸门开度、开启个数、高锰酸盐指数来水浓度、溶解氧含量、流速和水深;与氨氮浓度变化率有关的关键因子为闸门开度、开启个数、氨氮来水浓度、溶解氧含量和p H值。     

闸坝调度对污染河流水环境影响综合实验研究

为了研究闸坝各种调度方式下河流污染物的时空变化规律,探索了闸坝调度对污染河流水环境的作用机理,在槐店闸前期研究和实验的基础上,设计了不同闸坝调度方式对污染河流水环境影响的综合实验方案,并开展了现场实验,研究了槐店闸浅孔闸在现状调度、闸门不同开度和闸门全部关闭3种调度方式下的水体、悬浮物及底泥污染物变化规律.结果表明:闸坝调度会对河流水质产生一定的影响,其影响过程呈现出复杂的非线性关系;闸坝调度也会对水体、悬浮物和底泥中的污染物产生不同程度的影响,并促使污染物在不同介质中进行转化;流量和水深等因素会对底泥和悬浮物中污染物的释放产生影响.研究工作为构建闸坝作用下河流水环境模型、研究闸坝作用规律、实施闸坝科学调度奠定了实验基础.     

基于两步聚类的城市闸控河流水质时空变异特征研究

为探究典型城市闸控河流水质时空分布规律性差异,提供城市闸控河流水生态保护与精准调控依据,将两步聚类法应用于秦淮河南京段水质时空变异特征研究中。结果表明:近年来秦淮河南京段以氮、磷污染为主,且水质情况可分为3类(类型1-较优水质、类型2-中等水质、类型3-较劣水质);在空间分布上,河流流向与水质变化趋势存在密切关系,除入江口处断面,从上游至下游类型3水体的多年平均占比从15%增加至38%,水质污染程度逐渐增加;在时间分布上,年际间的类型3水体占比从31%(2008年)逐年降至1%(2015年),水质持续改善,且年内水质在夏秋季节较好。为改善城市闸控河段水质,可在保证城内河道不发生内涝的前提下增加入江口处闸门开启频次,同时加强冬春季节引调水力度。     

水情变化对平原河网水质输移影响模拟研究:以苏州吴中河网为例

平原地区地势平坦,河网复杂,水情变化对水质输移有重要影响。降雨可以增加河网稀释容量,提高水体复氧能力,加速对污染物的输移降解过程;同时在平原区闸站的联合调度下,降雨也改变了区域水动力特征,使得水流和污染物的流通变得复杂。基于太湖水量水质模型,采用丰、平、枯3个典型年的雨情资料,模拟计算了苏州吴中区水质过程,对比分析不同雨型下河网水质的动态变化过程及空间分布特征。结果表明:1)降雨越多,水环境质量越好,在干旱年份河网水量也能够维持稳定,污染物浓度水平与平水年大致相当;2)不同营养盐对雨情变化的敏感性各有不同,敏感性从高到低依次为总磷(TP)、氨氮(NH_4~+-N)、总氮(TN)和高锰酸盐指数(COD);3)与枯水年相比,丰水年水质改善较为显著的河道主要分布在临湖地区,与太湖无水量交汇的河道水质改善的程度稍弱。闸门的调度对水量和水质的变化也有重要影响,闸门关闭会在一定程度上减弱局部河网流通性,形成污染物聚集,恶化局部水质。     

右江百色城河段水质现状及变化趋势分析

根据百法、百色断面2004年常规水质监测资料,采用单因子污染指数法对右江百色城河段的水质现状进行分析评价,并根据该河段1999年至2004年的监测资料,利用Spearman秩相关系数法进行水质变化趋势分析.结果表明,该河段水体己受污染,主要污染因子为CODMn、NH-N3和挥发酚.由此提出了污染防治的对策措施.     

区域调水对杭嘉湖水体溶解氧改善效果分析

文章在相关研究的基础上,根据2015年调水试验的数据成果,对区域水体溶解氧的改善效果进行了系统分析。首先从整体上对调水试验前后监测断面水质类别的变化进行了分析评价;其次,对调水试验前后嘉兴河网地区中溶解氧浓度的时空变化进行了综合分析,结果显示,在空间上,嘉兴北部地区的改善效果最为明显,在时间上,不同断面的溶解氧浓度变化各异;最后,以试验的3个阶段为对象,对试验效果进行了阶段性评价并进行了影响分析,结果显示,在太浦闸下泄流量增大及南排工程各闸门开度扩大的综合作用下,试验第二阶段溶解氧浓度改善效果最佳。本次研究成果将为未来太湖流域实现常态化调水提供参考。     

西北内陆城市河段水体CDOM三维荧光指纹特征研究

文章采用三维荧光光谱技术(3DEEM),研究西北内陆某城市河段南北侧断面水体有色溶解性有机质(CDOM)三维荧光指纹特征。结果表明:河段南北侧断面CDOM均存在3类明显荧光峰:峰A(λ_(Ex)/λ_(Em)=239/430)为紫外光区类腐殖质荧光峰,峰B(λ_(Ex)/λ_(Em)=284/340)为类蛋白荧光峰,峰C(λ_(Ex)/λ_(Em)=296/340)为类色氨酸荧光峰。北侧断面荧光强度高于南侧,变化起伏较大,吸收系数a355可表征河段CDOM浓度,综合认为北侧断面CDOM浓度更高。南北侧荧光指数(FI)、腐殖化指数(HIX)和生物源指数(BIX)的对比结果表明,北侧断面2、断面6、断面8和南侧断面7、断面8荧光指纹变化主要受外源或陆源输入影响,其他断面荧光指纹特征受内源影响较大。总体上,外源(陆源)输入是研究河段水体溶解性有机质主要来源,是该河段水污染防治的关键。     

典型感潮内河涌水质污染特征调查研究

以佛山市容桂街道典型的感潮闸控内河涌为研究对象,进行了连续3个月的水文和水质监测,测试指标包括CODCr、BOD5、总氮、氨氮、总磷及溶解氧等.调查结果显示,内河涌水质总体状况及污染物的浓度随河涌水位发生规律性的变化,在涨落潮和人工闸控水位等不同水位条件下,监测指标的最高浓度是最低浓度的8.3～49.4倍;河涌水体总体...     

汉江中下游水质变化趋势研究

利用汉江中下游干流河段例行监控断面2001-2011年水质监测资料中的高锰酸盐指数、氨氮和总磷3项水质指标,对汉江中下游干流水质状况、时空变化趋势进行分析和评价。研究结果表明:(1)汉江中下游干流水质总体状况良好,除罗汉闸断面总磷为Ⅲ类,其余断面各项水质指标均为Ⅱ类;(2)2001-2011年,沈湾、罗汉闸断面氨氮浓度显著下降趋势;余家湖断面高锰酸盐指数、氨氮和总磷浓度显著下降趋势;泽口断面高锰酸盐指数浓度显著下降趋势;(3)汉江干流河段高锰酸盐指数、氨氮和总磷等3项水质指标在白家湾断面以上相对较低,余家湖断面以下相对较高,中游河段水质优于下游。     

黄河流域氨氮水生生物生态风险时空分异特征

分析揭示黄河流域氨氮水生生物生态风险时空分异特征,对黄河流域氨氮风险管控和水生态环境保护工作的开展以及氨氮水环境质量标准的细化和修订具有重要意义.本文基于生态环境部颁布的《淡水水生生物水质基准-氨氮》国家生态环境基准,应用统计学方法和风险商法,研究了2022年黄河流域氨氮风险的时空分布特征并识别出重点关注时段和区域.同时,通过变异系数建立了对比氨氮风险时空差异性的方法,并采用Spearman相关性分析识别出黄河流域氨氮风险主要影响因素.结果表明：(1)黄河流域氨氮长期毒性基准和风险商的空间差异性分别为时间差异性的3.3和2.1倍.(2)时间上,冬季氨氮浓度和风险商显著升高,有风险的断面由春季的2.3%增至13.6%,冬季情况亟需额外关注.(3)空间上,黄河流域91%的断面无氨氮风险或风险较低,但渭河、汾河等黄河支流部分断面,特别是汇流河段氨氮长期毒性风险问题较为突出.(4)黄河流域氨氮风险除氨氮浓度外,主要受水体pH影响,水温对氨氮风险影响较小.研究显示,制定区域性氨氮水质标准和排放标准比季节差异化标准更为重要,需要重点关注支流和干支流汇流河段并建立水质监控和预警机制.除控制氨氮污染物...     

闸坝河流河道内生态需水研究——以淮河为例

提出了一种估算闸坝下游河道内生态需水的方法--改进的生态水力半径法（AdaptedEcologicalHydraulicRadiusApproach,AEHRA）,该法能够同时计算输出相应河段的生态水位,方便对闸坝进行调度。将其应用到淮河,以鱼类作为生态保护目标,估算了上、中、下游共4个典型闸坝下游河段的生态需水和生态水位,结果表明:①鱼类产卵期内需要较大的生态流量,其顺序为:蚌埠>周口>颍上>白龟山,下游大于上游,中游居中,受断面影响显著;非产卵期则为:周口>颍上>蚌埠>白龟山,中游大于上下游,受河流鱼种影响较大。周口闸下河段全年各月生态需水量相同,需加强上游闸坝的联合调度满足冬季12~-月的生态需水;②要维持河道内生态流量,需进行闸坝调度调整下游水位,保证生态水位;③淮河受人类活动影响剧烈,河流的连续性被切断,生态需水变化没有连续性,只有根据最小生态水位通过闸坝调度,维持河道生态系统最小生态需水,才能逐步恢复淮河健康生态。     

平原河网河道结构与水体自净能力关系实验研究

文章利用模拟实验开展了平原地区缓流河道中的水质变化对河道水流速度与来水水质的响应规律研究。结果显示,当流速<0.5m/h时,河道中的各种污染物主要以沉积过程为主。当流速在0.5～1.5m/h时,水体最易受外界有机物输入的影响,容易引起局部水质的恶化。当流速>1.5m/h时,水动力条件有利于河道中的有机物的降解,但促进了底泥磷的释放,并会导致下游河道营养盐的升高。所以在河道改造、城市生态河网建设与管理中,应从区域河网整体着手,也应注意缓流河道中来水水质的管理。     

基于水域面积法的山区河流水电站下游生态流量定值研究

水电站的大量兴建导致下游河道萎缩退化甚至断流,如何改变水电站运行调度方式,维持下游河道一定的生态流量、保障河流健康成为国内外普遍关注的问题.本文在传统水文学方法的基础上融入生物栖息地法思想,以河流生态系统的生物多样性为功能目标,用河道流量反映河流的水文过程,河道水域面积反映河流生态系统的生物多样性,创新性地提出考虑河道水文生态特性的生态流量定值方法——水域面积法.以北江上游浈江二级支流罗坝水为例进行分析计算.计算结果表明:枯水年罗坝水生态流量为2.26 m3·s-1,占多年平均流量的25.97%;平水年生态流量分月控制,生态流量过程与建站前流量过程基本一致.根据枯水年的生态流量值和平水年各月份的生态流量值,结合水电站的运行调度规则,换算成一定时期内的径流量来确定该时期内水电站需释放的水量,进而对水电站下游河道的生态功能进行保护和修复.     

感潮河段盐度和缺氧水体时空分布规律研究

感潮河段水体的物质输运规律及其时空分布不仅受径流、潮汐动力的双重影响,还受水闸调度等人类活动的影响.针对水闸调度影响下感潮河段复杂的水动力学及其伴随的物质输运过程,提出一种新的算盘式网格结构,建立了水动力学和物质输送的三维数学模型,考察了在径流、潮汐及水闸调度综合作用下,感潮河段水流密度分层的特点,并对水体中溶解氧和盐度的时空分布规律及其影响因素进行研究.结果发现,数值模拟计算结果与观测值吻合良好,表明所建立的三维数值模型可以很好地预测感潮河段的水流运动和物质输运规律.研究表明,感潮河段的缺氧水体首先出现在盐水楔的前端,在盐-淡水分层强度、盐水停留时间及水闸调度的综合作用下,出现溶解氧浓度持续降低的趋势,并导致缺氧水体范围从河口上游向下游扩展,随水闸的放流缺氧水体被冲刷的现象.     

西南水闸的改建方案对下游水体水质影响研究

西南涌属于北江下游大堤左岸的分洪河道。西南水闸重建后,通过调节西南水闸闸孔的开度,引入北江水进行河涌整治,将导致西南涌上游污染物向下游迁移,但涨潮时须关闸门,不让污染较严重的西南涌水进入北江。由于下游珠江口河水的上溯,上下游河水交汇处河水流速最小,污染物的交换能力最弱,导致污染物的最大浓度沉积。本研究将应用珠江口一维感潮河网模型,从水环境效果的角度出发,模拟分析在水环境容量较小的平、枯水期,不同的引水方案对水质的影响程度,提出最佳引水方案和河涌整治措施建议。     

春季融雪补给后巩乃斯河水物理化学性质空间分布特征研究

在春季融雪补给后对巩乃斯河19个采样点8个水物理化学指标进行了监测,运用聚类分析(CA)、判别分析(DA)和主成分分析(PCA)方法分析了巩乃斯河水物理化学性质的空间分布特征.聚类分析结果表明,按各采样点之间河水物理化学性质的相似性可将巩乃斯河大致分为3个河段,分别代表河流的上游、中游和下游;判别分析的结果证实了此种分类的可靠性,并表明DO、Cl-以及BOD5是影响这种分类的显著性指标;主成分分析共提取了3个主成分,对应特征值的累积方差贡献率达到86.90%,表明影响河水物理化学性质的主要指标为EC、ORP、NO-3-N、NH+4-N、Cl-和BOD5.对各采样点的主成分得分进行排序,结果显示DO主要影响上游水质,p H主要影响中游水质,其余指标则是影响下游水质的主要因素.主成分综合得分的排序则表明上游水质最优,其次为中游,而下游最差,恰好对应聚类分析所划分的3个河段.人类活动及污染物的沿河积累可能是造成这种空间差异的主要原因.     

楮河流域水体重金属时空分布特征及健康风险评价

为明确硫铁矿影响下楮河流域水体中重金属污染的危害程度,以汉江支流楮河为研究对象,选取自硫铁矿矿区至楮河入任河口段设置采样断面,研究河水中重金属Fe、Mn、Cu、Zn、Cd、Cr在不同水期的分布特征,采用健康风险评估模型评价河水中重金属的健康风险。结果表明：河水中重金属分布存在显著的时空差异性,时间上,枯水期存在Fe、Cr超标现象,丰水期河水中重金属被稀释,同时河流水环境变化导致重金属发生迁移转化,水质有所改善;空间上,受距离矿区远近和雨季等因素影响,中上游靠近矿区时重金属浓度明显增大,下游人类活动影响比较显著;健康风险评估结果显示,枯水期河流中游存在非致癌风险,致癌因子Cr对人体的致癌风险显著,Cd在枯水期对儿童存在致癌风险。该研究成果可为河流及矿山水环境治理提出了明确的分区治理措施和建议。     

漕桥河区域水环境质量现状分析

介绍了漕桥河区域水系概况、武宜运河、太涡运河与漕桥河的水流关系;对漕桥河全线6个例行监测断面、武宜运河钟溪大桥断面、太涡运河分水新桥断面及漕桥河沿线37个支浜的水环境质量现状进行了详细介绍,得出漕桥河及周围河网以氮磷污染为主、两岸河浜的汇水使漕桥河水质下降、武宜运河来水影响漕桥河上游水质、太涡运河来水影响漕桥河下游水质的主要结论,为漕桥河的水环境综合整治奠定了基础,也为其它入湖河流水环境综合整治规划的章节编制提供一定参考。     

基于生态环境产权界定的流域生态补偿标准研究

论文通过对流域生态环境产权的明确界定,科学厘清生态保护投入补偿和污染补偿,综合考虑流域生态环境服务的水量分摊和水质补偿,并将其统一纳入到流域生态补偿标准测算中,针对性地提出了流域上下游之间的生态补偿标准,然后以皖浙两省新安江流域生态补偿为例进行了实证分析。研究结果表明：1）基于流域生态环境产权界定,可以从理论上厘清流域生态补偿的对象和内容,将水质和水量因素整合纳入到流域生态补偿标准测算中;2）根据生态环境产权的界定,不同利益主体面对的补偿标准和补偿内容不同,但是上下游共享流域生态环境权益的产权安排相对更为公平合理,并且能够兼顾各方权益;3）上下游共享流域生态环境权益情况下,综合水质和水量因素的流域生态补偿标准其生态环境保护目标明确,补偿内容全面完整,易被各方所接受。