流域内污染负荷分布的评价模型研究 ——以密云县蛇鱼川小流域为例

在引入欧洲学者建立的潜在非点源污染指数模型PNPI的基础上,根据我国的社会经济条件和流域状况对其进行了土地利用类型扩展、土地利用类型比对和土壤渗透性等级划分等3个重要改进,建立了一个评价流域污染负荷分布的潜在污染指数模型PPI(Potential Pollution Index),并在北京市密云水库流域典型的3个小流域——曹家路、黄土坎和蛇鱼川进行了初步应用和分析验证.研究表明,改进后的PPI模型能够综合考虑养殖场、旅游区等各种污染源对河流水质的潜在污染影响,可用其评价流域内各种污染源对河流造成的潜在污染的空间分布.     

基于不同赋权方法的北运河上游潜在非点源污染风险时空变化特征分析

非点源污染已成为影响水生态环境和人类健康的重要因素之一,而解析非点源污染风险时空变化特征是非点源污染治理的重要前提.基于1980~2020年土地利用数据,采用潜在非点源污染指数（potential non-point pollution index,PNPI）模型探究基于不同赋权方法的北运河上游潜在非点源污染风险时空变化特征.结果表明：①流域潜在非点源污染风险呈东南部高西北部低的空间特征.研究时序内流域潜在非点源污染极高和高风险区面积呈减少趋势,极高和高风险区主要土地利用类型由旱地、水田和果园逐渐变为城镇用地和农村居民地.②均方差决策法、熵值法、变异系数法和专家打分法均得出土地利用指标权重最大,平均权重分别为0.46、0.53、0.45和0.48,而不同赋权方法确定的径流指标和距离指标权重差异较大,得出的各非点源污染风险等级区的面积占比差异也较大.③指数函数法通过构建土地利用指标、径流指标和距离指标的指数函数描述源因子与运输因子之间的关系,输出结果更符合流域非点源污染风险空间分布特征,极低和极高风险区面积占比分别为54.22%和6.23%.以上结果可为流域非点源污染风险分析及治理提供科学参考.     

北沙河上游流域潜在非点源污染风险时空变化分析

非点源污染风险时空分布特征解析和等级分区是有效控制非点源污染的关键.为了弥补PNPI（potential non-point pollution index,潜在非点源污染指数）模型中专家评价法主观赋权的不足,引入均方差决策法,并采用改进后的PNPI模型分析1980-2017年北京市北沙河上游流域潜在非点源污染风险时空变化特征,划分潜在非点源污染风险等级.结果表明:①均方差决策法根据土地利用指标、径流指标和距离指标集的数值离散程度确定各指标权重,其结果可体现各指标权重随土地利用类型动态变化的特点.②1980-2017年土地利用指标、径流指标和距离指标的平均权重分别为0.49、0.18、0.33,说明土地利用类型对非点源污染风险相对影响较大.③受土地利用类型空间分布格局影响,北沙河上游流域潜在非点源污染风险呈西北部山区低、东南部平原区高的分布特征.④随着城镇化的推进,潜在非点源污染极高风险区主要土地利用类型由旱地和园地逐渐演变为城镇用地、农村居民地和建设用地.研究显示,非点源污染风险高低与土地利用类型密切相关,可通过土地利用类型的合理布局,降低流域非点源污染风险.      

国内河流水污染现状及防治对策的探讨

对水环境造成的危害进行了论述，分析认为：城市河流污染形势严重。14个大中型城市河段中，63．8％的河段污染较重，为Ⅳ类至劣于Ⅴ类水质。在47个环保重点河段中，29．8％为类于Ⅴ类水质。文中提出了河流水环境污染治理对策。     

基于PPI的土地利用优化研究

土地利用类型和管理方式是非点源污染的主要影响因素,受人类活动影响较大.基于对非点源污染防治措施的汇总分析,在三道防线的理念指导下,对密云水库流域3个典型小流域的土地利用现状进行了合理性分析,并设计了9个土地利用优化情景.以曹家路流域为例,利用PPI模型和R-PPI指数对比分析不同土地利用优化情景对环境的影响,得到最佳的土地利用组合.运用PPI模型和R-PPI指数进行土地利用优化情景的设计和比较,可以得到土地利用和管理方式的最优组合,从而优化流域内土地利用的空间分布和管理方式,削减水土流失,为土地利用规划和污染防治方案的制定和选择提供支撑.     

祊河沉积物重金属(Cu、Zn、Cd)的污染评价

为了解祊河河流沉积物重金属情况,以祊河橡胶坝至沂蒙路大桥段为主研究对象,对河段内8个断面沉积物的3个指标(Cu、Zn、Cd)进行监测调查,参照国内有关标准,建立了适合该区域的沉积物污染评价标准,主要运用潜在生态危害指数法和内梅罗法标准指数法对检测结果进行生态风险和污染程度评价。结果表明:祊河橡胶坝至沂蒙路大桥段沉积物重金属生态危害指数高达3418.5,内梅罗污染指数为6.95,为重度污染,说明祊河沉积物重金属污染非常严重。     

基于对应分析法和综合污染指数法的水质评价

文章以锦溪上游宏渡村段河流为例,在对常用的水质评价法结果对比分析的基础上,将对应分析法和综合污染指数法联合应用于水质评价,应用对应分析法选出具有代表性的监测点,结合综合污染指数,能更好地反映整条河流的污染状况。应用单因子污染指数法得出的主要污染因子和水质类别,为河流的综合治理提供科学依据。单项污染指数法结果过于保护,该段河流主要污染因子秋季较为复杂,春、夏、冬3个季节和全年均为TN;结合对应分析法和综合污染指数法,结果表明:河流每个季节均属于污染水质,综合污染指数春季(1.59)>夏季(1.19)>冬季(1.12)>秋季(0.99),春季污染最为严重,应着重在春季治理河流,实行氮的总量控制,改善水质。     

巢湖小流域污染源解析及对策措施研究——以十五里河为例

以合肥市巢湖入湖河流十五里河为例,在十五里河水质现状调查及有效分析河流小流域污染源解析的基础上,因地制宜、因时制宜地针对各污染源项,提出了包括沿河重点污染源控制工程、城市面源污染控制工程、农村及农业面源污染控制工程、河流水质修复措施、生态补水及河流生态修复措施、河流综合监测等对策措施建议。以期为十五里河水体污染的控制及水生态系统的修复提供对策模式,也为其他类似入湖河流的治理提供思路与探索。     

辽河流域河流栖息地评价指标与评价方法研究

建立了由底质、栖息地复杂性、速度-深度结合特性、堤岸稳定性、河道变化、河水水量状况、植被多样性、水质状况、人类活动强度和河岸土地利用类型所构成的河流栖息地评价指标体系,确定了各指标的等级划分以及栖息地综合指数的计算方法.结合2005年辽河流域河流生态调查结果,对流域内所调查的28个河段的栖息地质量状况进行了具体评价,并进一步分析了河道栖息地综合指数与河流理化因子、底栖生物以及小流域土地利用状况的相关关系.结果表明:①辽河流域28个河段的栖息地质量状况差异显著,其中10个河段达到了较好等级以上,6个仅为中等水平,12个河段为较差等级以下;②栖息地质量与理化因子、底栖生物指标具有显著相关性,表明栖息地质量是影响水质与生物状况的重要因素;③小流域的人类未利用土地比例与栖息地质量显著相关,表明小流域土地利用程度对栖息地环境质量影响较大,是恢复与保护河流栖息地质量的重要条件.     

北运河上游非点源污染风险空间分布特征研究

非点源污染是流域水环境污染的重要原因之一,非点源污染风险分区是有效治理水污染的重要前提.本文采用指数函数法改进潜在非点源污染指数（Potential Non-Point Pollution Index,PNPI）模型基于专家评价法主观赋权的不足,并采用改进后的PNPI模型解析北运河上游流域非点源污染风险空间分布特征.结果表明：①指数函数法通过构建土地利用指标、径流指标和距离指标的指数函数描述污染源因子与运输因子之间的关系,能够直观反映研究区内非点源污染风险的空间分布特征;②研究区2017年非点源污染风险呈现出东南高西北低的空间分布特征,极低、低、中等、高和极高风险区面积占比分别为52.4%、0.5%、12.4%、25.1%和9.6%;③研究区非点源污染极高风险区主要集中在人口密集的东南平原区河道两侧,主要土地利用方式为城镇用地;极低风险区则主要分布在人口稀疏且距离河道较远的西北山区,主要土地利用方式为有林地.PNPI模型模拟结果可为北运河上游流域非点源污染防治和生态清洁小流域分区治理提供科学参考.     

延河水质污染现状分析研究

为了更好地对延河污染进行控制,增加延河水资源的利用率,采用综合污染指数法,对延河5个监测断面的水质指标进行评价,最后确定延河水质的主要污染物、污染物类型及主要污染断面。结果表明,延河水主要污染物为生化需氧量、化学需氧量以及氨氮,延河水质三氮类、有机类污染为中度污染,重金属类和细菌类污染为轻度污染,总体延河水质属有机类污染,延河主要污染断面为石窑村断面。     

北方寒冷地区冻融期河岸缓冲区土地利用结构对河流水质的影响

以松花江哈尔滨段为研究区域,基于2014—2015年哈尔滨市6个国控水质监测断面逐月水质监测数据和2014年秋季ETM遥感数据,通过不同空间尺度和土地利用类型划分,利用冗余分析等方法研究土地利用结构在北方寒冷地区冻融期对河流水质的影响,结果表明:松花江流域哈尔滨段水质状况整体状况一般,氮污染比较严重,融水期COD与BOD_5高于冰封期,冰封期氮、磷含量高于融水期;冻融期河岸带100、200、500、900、1500 m缓冲区这5种尺度下,对河流水质指标影响最显著的土地利用方式为水域和建设用地,影响最大的空间尺度为100 m缓冲区,200 m缓冲区次之.其中建设用地和旱田与除DO以外的任何水质指标呈正相关,水域则与其呈负相关.融水期水质对土地利用结构的响应关系强于冰封期.在冰封期,水域对NH_3-N影响较大呈显著负相关,建设用地对TN影响较大呈显著正相关.在融水期,建设用地对COD影响较大呈显著正相关.在流域管理中,针对植被覆盖率低、建设用地占比高的流域应加强冻融期土地利用管控,合理开发建设用地.     

流域空间统计模型SPARROW及其研究进展

SPARROW(SPAtially Referenced Regressions On Watershed attributes流域属性基于空间的回归模型)是美国地质调查局(USGS)开发的经验统计和地表过程相结合的流域空间统计模型。模型通过对河流水质数据和流域属性建立空间回归实现污染负荷产生和迁移的定量化。模型的最大特色是其空间特性非常显著,可以将上游的营养盐污染源数据和下游的营养盐负荷数据联系起来,同时可以将河流中的水质监测数据或污染物通量数据和流域的空间属性特征(比如土地利用类型、河网、大气沉降等)联系起来。模型除了一般水质模型所具有的水质模拟和流域污染源的分析功能外,还可在模拟过程中对流域中每个污染源、流域属性和污染物迁移过程对水质监测结果的影响进行显著性检验。文章简要介绍了SPARROW模型的结构和原理、功能和应用发展前景。     

浑河（抚顺段）水质粪大肠菌群污染现状研究

近年来，随着城市垃圾、生活污水、工业废水、人畜粪便和医院废水等的不合理排放，导致浑河（抚顺段）水质受到严重污染。粪大肠菌群（Fecal Coliform）是检验水质污染的一个重要生物指标，主要来源于人和混血动物的粪便，对水域进行粪大肠菌群的检测并结合理化分析，可以准确定出水体污染的性质和程度，从而可为水体的污染状况和程度的评估提供科学的依据。本文以粪大肠菌群作为水质粪便污染指标，于2005年监测了浑河（抚顺段）水体粪便污染情况，同时监测了水质COD值。其结果表明，浑河（抚顺段）水体粪便污染严重，粪大肠菌群与COD呈现良好的相关关系。     

浑河(抚顺段)水质粪大肠菌群污染现状研究

近年来,随着城市垃圾、生活污水、工业废水、人畜粪便和医院废水等的不合理排放,导致浑河(抚顺段)水质受到严重污染.粪大肠菌群(Fecal Coliform)是检验水质污染的一个重要生物指标,主要来源于人和混血动物的粪便,对水域进行粪大肠菌群的检测并结合理化分析,可以准确定出水体污染的性质和程度,从而可为水体的污染状况和程度的评估提供科学的依据.本文以粪大肠菌群作为水质粪便污染指标,于2005年监测了浑河(抚顺段)水体粪便污染情况,同时监测了水质COD值.其结果表明,浑河(抚顺段)水体粪便污染严重,粪大肠菌群与COD呈现良好的相关关系.     

基于格局-过程理论的非点源污染实证研究:以黄土丘陵沟壑区水土流失为例

非点源污染是影响地表环境的主要污染方式之一.针对黄土高原丘陵沟壑区水土流失这一典型的非点源污染问题,应用非点源污染的空间识别方法———景观空间负荷对比指数和景观坡度指数,对黄土高原泾河流域12个子流域进行了实证研究.结果表明,耕地、低覆盖度草地和各种林地的景观坡度指数和景观空间负荷对比指数对流域土壤侵蚀模数有显著的响应关系,对径流深度存在着一定的响应关系,而对径流变异系数和侵蚀变异系数没有明显的响应.说明景观空间负荷对比指数和景观坡度指数对流域水土流失具有一定的指示作用,可作为水土流失等非点源污染空间风险评价的1个有用方法.     

松花江肇源江段水质污染原因及对策

松花江水体污染问题,是目前国家及有关部门重视和关注的环境问题.松花江肇源江段是松花江干流水质监测的前哨.结合肇源监测站多年对CODcr、NH3-N等几个主要污染指标的数据分析,从松花江水环境的污染特征、污染现状、主要污染来源等多方面,阐述了松花江肇源江段水质污染的原因及危害,并依据松花江水质污染的特征和现状,提出保护松花江特别是肇源江段的水质污染防治措施和对策,以确保松花江母亲河的清澈美丽,还子孙后代一掬清洁的生命之水.