特殊区域地表水环境背景值表征技术方法研究与应用

选取黑龙江省源头水保护区作为研究对象,根据DEM数据对保护区内随机布设的水质监测点控制单元进行划分并提取单元内的相关指标建立监测点背景特性量化模型,基于量化结果提出地表水环境背景值监测方案,建立背景值数据库.选取研究区自然属性指标与空间属性指标,以空间叠置技术与聚类分析方法对研究区地表水进行背景值分区,最终将黑龙江省分为六大地表水水质背景值地理分区,并计算了各分区地表水环境背景值表征范围.表征范围显示：依据现行标准进行水质评价,保护区内水质背景值已超出Ⅱ类水质标准限值.因此,基于水质背景值研究成果提出了考虑背景值影响下的水环境质量评价方法,并将方法应用于研究区,结果表明方法切实可行且优于单因子评价法.研究成果可为区域制定背景值影响下的水环境评价方法提供科学的数据支撑与理论依据.     

流域水环境承载力聚类分区方法研究——以湟水流域小峡桥断面上游为例

流域内社会经济发展水平与水资源环境条件存在空间差异,导致水环境承载力具有空间差异特征.因此,有必要在流域水环境承载力分区基础上,实施差异化监管.以湟水河流域小峡桥监测断面上游为例,基于国家控制单元划分16个子单元,从水环境承载力大小、水环境承载状态、水系统脆弱程度及水环境承载力开发利用潜力4个角度,构建水环境承载力聚类分区指标体系,并对其进行量化.在此基础上,利用k-均值聚类法对控制子单元进行合并分区.通过轮廓系数验证,将研究区划分为4类最合理,即重点保护水环境敏感区、限制开发水资源约束区、控制开发水环境超载区和优化开发高开发潜力区.针对不同分区特点,提出具有针对性的水环境承载力双向调控措施,为流域水系统精细化管理及可持续发展提供科学依据.     

基于熵权的模糊物元模型在水环境质量评价中的应用研究

水环境质量评价是水资源规划与管理及水质水量统一量化研究的重要部分.引入模糊物元方法,结合熵权和欧氏贴近度理论,建立基于熵权的水环境质量模糊物元评价模型.利用伊通河3个监测断面的水质分析资料,选取反映地表水环境质量状况的部分评价指标,应用模糊物元模型对伊通河水环境质量进行了综合评价.研究结果显示伊通河水环境质量年均值多为Ⅴ类和劣Ⅴ类,水质污染较重且有加重趋势.实例分析表明基于熵权的模糊物元模型应用于水环境质量评价是切实可行的,具有一定的应用价值.     

水环境容量约束下的太湖流域产业集聚空间优化

以产业集聚发达、水网密集但水环境敏感性强的太湖流域为例,采用环境地理学的理念,选择地貌特征、水质目标、水体通达性、清水通道、现状水质等要素作为表征水环境容量的评价因子,运用GIS空间分析方法,对水环境容量进行分区评价;通过空间叠加分析,依据水环境容量支撑强度和产业集聚污染压力的对应关系,分别划分农业、工业集聚空间优化类型区.结果表明,太湖流域水环境容量地域差异性大,呈现从东北沿江地区向西南沿湖地区逐步递减的格局,而产业集聚引起的污染总体上以太湖、滆湖及长荡湖沿岸乡镇分布较多,与水环境容量的空间分布格局不相吻合.农业集聚空间优化要重点调整太湖一级保护区、滆湖、长荡湖沿岸区域的农业发展,优化调整太湖二级保护区及南部山丘岗地区,一般调整常州、无锡、苏州的市区的农业发展;工业集聚空间优化要重点调整常州、无锡和苏州中心城区,优化调整太湖一、二级保护区范围内以及重点调整区的外围,一般调整乡镇工业集中区.     

山西省沁河流域农村生活污水入河水质研究

针对农村生活污水管理的需求,在水生态功能区和水环境控制单元的基础上提出了农村生活污水入河水质核算方法.具体步骤包括:①根据地貌类型、降水蒸发量、植被和土壤类型等指标,进行水生态功能区划分;②在水生态功能分区基础上,结合水文单元和行政区边界,划定水环境控制单元;③对控制单元内的水环境容量进行计算,并调查核算各类污染源污染物排放入河量,然后基于水环境容量和污染物入河量确定农村生活污水污染物排放限值.结果表明,沁河流域可划分为2个一级水生态功能区和7个二级水生态功能区,并划分为15个水环境控制单元.以控制单元内沁河上游水质改善区为例,区域内农村生活污水COD排放限值为134.05 mg·L~(-1),且此标准下河流不满足接纳农村污水进行NH_3-N消减的条件.在以上研究成果基础上,提出了农村生活污水分区分级管理措施建议.     

珠三角典型城市水环境质量底线研究

“三线一单”是生态环境保护参与国土空间精细化管理的重要手段,其中水环境质量底线是提升区域水环境管理能力的重要抓手。针对目前水环境质量底线划定技术问题,在有关指南的基础上细化了划定技术方法。以珠三角江门市为研究对象,全市划分为94个水环境控制单元,农业源和生活源是江门市水污染物的主要来源。新会区、开平市和台山市水污染物入河总量超过全市的60%。为实现水质改善要求,全市COD、NH₃-N、TP的现状污染负荷到2025年至少需削减14%、15%、29%。建立以优先保护区、重点管控区、一般管控区为主体的水环境分区管控体系,3种类型的分区面积占比依次为9.4%、31.9%、58.7%。探讨了水环境质量底线成果落地应用和后续更新调整的重点,研究成果为珠三角其他城市提供理论参考和实践借鉴。     

饮马河流域水环境综合风险时空分布

为评价饮马河流域水环境综合风险,从水环境风险的危险性、暴露性、脆弱性及区域治理能力4个方面构建了饮马河流域水环境综合风险评估体系.选取2000年、2005年、2010年和2015年的水环境数据进行分析,采用水环境污染风险指数法和层次分析法对饮马河流域水环境综合风险进行评估,并绘制了各年度饮马河流域的风险空间分布图,分析了饮马河流域水环境风险空间变化特征.结果表明:2000—2015年,各危险性指标的量化值不断减小;暴露性指标中,耕地面积不断扩大,工业企业个数不断增加,人口密度变化不明显;各脆弱性指标的量化值不断减小;水环境区域治理能力各指标的量化值不断增大.研究显示,2000—2015年,流域内水环境危险性和脆弱性不断降低,暴露性和区域治理能力逐渐升高,水环境风险逐渐降低;其中,长春市一直处于水环境高风险水平,伊通县一直处于低风险水平.      

武定县大气环境和水环境空间管控研究

以武定县作为研究区域,开展了大气环境和水环境空间管控划定工作,明确了大气环境管控分区和水环境管控分区。划定结果表明,武定县大气环境优先保护区、重点管控区、一般管控区面积占国土面积比例分别为3. 6%、22. 41%和73. 99%;水环境优先保护区、重点管控区、一般管控区面积占国土面积比例分别为0. 6%、12. 62%和86. 78%。根据大气环境、水环境管控分区特点,有针对性的提出分区管控策略和产业布局调控建议,为武定县基于大气环境保护和水环境保护要求的产业布局和规模提供参考依据。     

云南省文山州2019年水环境承载力评价

评价了2019年文山州的16个河流、湖泊水环境质量监测断面基础数据,16个断面水质监测数据全年年平均值都达到水质考核目标,5个断面有水质月监测数据超标现象,其余断面水质月监测数据均达水质考核目标。根据地表水断面水质的年均监测情况和月监测情况,依照《水环境承载力评价方法(试行)》进行分析、计算:水质时间达标率A1=94. 79%,水质空间达标率A2=100%,文山州水环境承载力指数RC=97. 40%。     

生态功能改善目标下的青海省“三线一单”编制实践

根据青海省生态功能定位,以生态功能改善为目标,分析了生态功能改善实现的关键点,包括全面提升自然生态系统稳定性和生态服务功能,保障三江源地区水质和水量,协调处理矿产资源开发与生态环境保护之间关系等,运用“原因—效应—响应”概念模型,提出了基于“三线一单”的生态功能改善实现路径.结果表明:①通过识别生态空间实现生态功能维护和改善.青海省“三线一单”将全省72.25%的国土面积识别为生态空间,布局上涵盖了国家重点生态功能区、国家重要生态功能区、生物多样性优先保护区、各类保护地等,实现了对三江源长江、黄河、澜沧江三大河流源头区以及青海湖、祁连山诸河源区自然生态系统的完整保护.②通过确立水环境质量底线、水资源利用上线实现水资源保护和水环境改善.青海省“三线一单”针对河湟地区生态需水保障问题,对湟水河干支流32个控制断面提出了生态基流控制指标;同时,划分了95个水环境控制单元,确立了各控制单元不同时期水环境质量底线,针对水环境质量超标地区提出了减排目标,以实现水量保障和水质改善.③通过环境管控单元划定和准入清单编制实现环境分区管控.青海省“三线一单”共划定563个环境管控单元,其中重点管控单元将工业园区和矿区划为独立管控单元;根据产业园区发展定位和区域生态环境特征、矿区开采的环境影响特点,提出相应的管控要求,实现国土全覆盖、差别化的生态环境分区管控.研究显示,青海省“三线一单”成果可支撑青海省生态功能的维护和改善.      

安徽省水质自动监测站点位优化方法研究

文章分析了安徽省现有水质自动监测站布设情况和国内外相关研究情况,指出了现有水质自动监测站建设的不足之处,明确了水环境质量预警和水质断面目标考核两个优化布设目标。就水质自动监测站点位优化的筛选方法进行研究与讨论,提出“理论筛选一现场调研一综合打分”三步走策略,在此基础上提出了水质自动监测站布点三级指标体系。并采用德尔斐法确定权重,建立了合理性综合指数评价体系细则,为环境管理提供了参考。     

基于多元统计分析和RBFNNs的水质评价方法

提出了一种基于多元统计分析和RBFNNs的水质评价方法,其可适用于大尺度、多断面、长时间的水质评价工作,旨在补充以往相关研究工作.其主要程序为:利用方差分析对各断面多年水质监测样本进行时间与空间尺度上的显著差异性分析,识别出具有显著差异的样本,然后通过层次聚类分析把上述样本进行聚类分组,最后应用径向基神经网络对各组样本进行水质评价,并把此评价结果再分解到各断面各时段,此方法的特点为在不损失信息的前提下能大大减轻水质评价工作量,且客观可信、分辨率高,并能综合反映总体与个别特征.以辽宁省太子河为例,通过方差分析将2001～2003年6个断面的144个样本归纳为存在显著差异的74个样本,再通过聚类分析得到9个相似组,相应的水质评价结果为2.7394、4.4306、4.0994、2.777、4.2192、4.1214、4.4129、4.4259、4.4359,与传统单项指数法的结果基本一致.具体落实到各断面,结果表明,2001～2003 年间太子河大部分断面的水质处于Ⅳ类以上.     

江河水质监测断面优化布设方法

江河水质监测断面应掌控水质的时空变化规律.数理统计分析方法可以发现一条河流上现有水质监测断面是否存在功能相似的邻近断面,水环境数值模拟方法可以近似地展现一条河流任意位置的水质情况,二者结合即可解决缺乏实测数据的河流水质监测断面优化布设问题.以我国某条大河为研究实例,运用物元分析法、模糊聚类分析法以及一维水环境数值模型结合物元分析法研究其水质断面优化问题.研究发现该河现有15个监测断面需要去除2个,同时需要增设2个新的水质监测断面.通过实地调查,该优化方法很好地解决了河流水质监测断面的合理布设问题.     

针对高溶解氧、高锰酸盐指数的地表水水质评估方法研究

在进行水体研究的过程中,选择适当的评估方法对水体进行评估必不可少。为寻找更加适用于高溶解氧、高锰酸盐指数较高的水体的水质评估模式,在分析现有水质评估方法的基础上,对评价安全性最高的单因子评价法和最能体现生态修复能力的有机污染综合指数评价法进行了比较分析,建立了单因子-有机污染综合指数耦合方法,建立了基于两种方法联合使用的水质分析模式。利用监测数据,分析了该模型应用于高溶解氧与高锰酸盐指数的地表水水质评估的可行性。结果表明,该方法适用于高溶解氧、高锰酸盐指数的地表水水质评估。     

黄浦江上游水源保护区水质评价与分析

黄浦江上游保护区是上海环境保护工作的重点,其水质状况直接影响上海的饮水安全,分析影响该区域水质的主要水质因子。研究水质的分布特点和近年（2000年-2004年）的发展变化趋势,本文使用因子分析法通过对2000年-2004年黄浦江上游水源保护区的常设监测断面水质进行了分析,得出了黄浦江上游水质保护区的特征污染因子,再使用幂指数法、加权平均法、向量模法等水质综合评价方法对该区域的水质进行了评价,并得到了该区域的水质分布特点。     

区域水质监测最优布点数的研究

本文讨论区域水质测点数的优化问题,在文献[3]推证的最优布点方法—分功能区策略布点法的基础上,用数理统计学的抽样技术对每个功能水体的最优测点数的分配进行研究。利用所得到的理论模式和历史数据进行计算,从而确定了厦门地区水质监测的最优测点数。     

利用因子分析法对大连湾水质污染的评价研究

文中利用因子分析法对大连湾的水质污染进行了评价研究，从众多监测项目中提取具有代表性的五个主要因子，通过对各个因子所关联的监测项目的分析，对其所代表信息进行了科学定义。利用kriging插值法归纳了各因子的空间分布及季节变化规律。     

海水水质评价的物元分析法

为了探索物元分析方法用于海水水质综合评价的可能性，通过计算海不水质对各评论评价等级的综合关联度，进行海水水质综合评价。用物元分析法对５个监测站位的海水水质进行评价，结果表明它用于海水水质综合评价是可行的。     

改进的模糊综合评价法及在河道水质评价中的应用研究

基于传统模糊综合评价法权重和最大隶属度原则的不足,建立改进的模糊综合评价法,采用超标倍数法和熵权法组合确定权重,并以加权平均得分BT作为同级别水质优劣比较和水质类别判定的依据,最后用改进的方法对苏州古城区2013年河道水质进行综合评价.结果表明:苏州古城区水质整体较好,水质以Ⅲ、Ⅳ类为主.但水质空间变异明显,呈现出城北水质比城南好,主河道水质比小河道好的特点.与传统的模糊综合评价相比,改进的模糊综合评价法弥补了传统方法的缺陷.