密云水库流域非点源污染负荷估算及特征分析

采用改进的输出系数模型,以研究区实测数据为基础,结合基于水文水质资料和文献数据的方法确定输出系数取值,估算了密云水库上游潮河和白河流域平水年(2000年)和丰水年(2010年)的非点源污染负荷.结果表明:①通过对降雨和地形的表征,改进的模型降低了估算误差,总氮、总磷在平水年和丰水年的模拟误差均降低20％以上,可以更精确地模拟污染负荷的时空分布情况.②总氮、总磷负荷量在平水年和丰水年分别为7505.28 t、997.88 t和10022.1 t、1075.6 t,总氮负荷量随降雨径流量的增加而有显著增大,但总磷负荷增加不大,反映出总氮负荷量在不同水文年份中变化显著.③来自流域农业非点源污染的总氮、总磷负荷量占总负荷的85％以上.总磷主要来自于农村生活污染源,占70％以上,2000年与2010年比例变化不大;总氮污染,在2000年主要来自于农村生活,占当年污染负荷总量的31.44％,而2010年主要来自禽类养殖,占当年污染负荷总量的27.27％,反映出10年间经济发展导致主要污染源发生变化.④污染高风险区空间分布的总体特点是“东高西低,局部集中,分布不均,靠近水体”,密云县、赤城县以及丰宁县等人口密度较大、以农业种植和畜禽养殖为主要产业的地区为污染负荷总量较高的区县.     

基于响应场的线性规划方法在长江口总量分配计算中的应用

河口区污染源总量分配由于计算的复杂性而受到较多的关注. 以长江口及毗邻海域为例,研究基于响应场的线性规划方法在污染源总量分配计算中的应用. 主要步骤:通过水动力水质模型计算各污染源在单位负荷下的响应场,建立污染源与水质之间的响应关系;构建总量分配计算的优化目标和约束方程,采用线性规划方法,计算污染物环境容量;考虑污染源之间的公平性原则,进行污染源总量分配. 选取有代表性的水文设计条件,完成对COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的总量分配计算. 在给定的设计水量、水质目标、排污口位置和分配原则等条件下,得到COD_Mn,NH₃-N,无机氮和活性磷酸盐的最大允许入海量分别为200.8×104,16.9×104,22.6×104和1.8×104 t.      

贾鲁河郑州段污染源与水质响应关系的模拟研究

以贾鲁河郑州段为研究对象,建立其污染源与水质响应关系的二维EFDC模型。首先,采用Delft3D针对贾鲁河郑州城区段建立了曲线正交网格,基于2014年上半年污染源流量数据和河流水文数据模拟该段河流流场,利用实测值率定河道糙率,采用2014年下半年数据对河流水动力模型进行验证;其次,在河流水动力模拟的基础上,以COD为主要指标构建水质模型,同样采用2014年上半年数据对模型进行率定,用2014年下半年数据进行模型验证;最后对模型建立结果进行了总结分析。     

河流水质模拟及污染源归因分析

针对大连市登沙河流域水环境质量问题,采用输出系数法估算流域内工业点源、农村生活、畜禽养殖、农业种植的氨氮和总磷入河污染负荷,基于QUAL2K水质模型模拟污染物的迁移转化规律,解析各污染源在不同时、空尺度下对河流中、下游水质考核断面的污染负荷贡献.结果表明：畜禽养殖是研究区氨氮污染的主要来源,分别占中游和下游断面氨氮总负荷的56.5%和43.2%;农业种植是总磷污染的主要来源,分别占中游和下游断面总磷总负荷的50.4%和59.1%.此外,由于天然降水及人类活动的季节性特征,各污染源的负荷贡献亦呈现年内变化.基于以上分析,进一步因地制宜地提出研究区水环境治理措施建议,研究可为我国农村地区中小河流水质改善及水环境管理提供示范参考和决策依据.     

苏州河水系非点源负荷模型研究及应用

开发了苏州河水系非点源负荷LOAD模型,对土地利用、降水量、人口密度和污染源进行分析,求得整个区域非点源的污染量.LOAD模型的计算结果为水质模型计算提供了定量化及较合理的非点源污染负荷数据,为正确估算苏州河水系污染负荷和水系水质奠定了基础,为有效控制和治理非点源污染提供了科学方法.     

基于源汇过程模拟的鄱阳湖流域总磷污染源解析

近年来鄱阳湖磷污染问题突出,总磷超标且浓度逐年增加,成为制约鄱阳湖流域（江西）经济社会可持续发展的重要因素.为科学解析鄱阳湖总磷污染来源,耦合多污染源污染负荷估算方法和SPARROW模型,建立基于源汇过程模拟的流域污染源解析技术方法,针对鄱阳湖流域13种总磷污染源开展负荷估算、模拟校核和入湖时空贡献定量解析.结果表明:①鄱阳湖总磷负荷以陆域输入为主（占90.8%）,主要污染来源为农业和城镇生活源,贡献率分别为56.4%和30.6%;污染来源按贡献率的大小排序依次为种植业（29.3%）>城镇生活（24.6%）>畜禽养殖（17.2%）>水产养殖（9.9%）>内源释放（6.9%）>城市径流（6.0%）>农村生活（2.2%）>工业企业（1.6%）>其他源（0.46%）.②在空间贡献方面,总磷入湖负荷主要来自于滨湖区和赣江集水区,贡献率分别为33.5%和31.8%,其他集水区总磷贡献率较小（合计为25.5%）,湖体贡献率为9.2%;同时,不同子流域污染源贡献结构也存在空间差异性.③在时间贡献方面,总磷入湖负荷量呈季节性波动特征,贡献峰值多出现在6月,雨季（3—8月）陆源输入负荷占全年的70%.④所构建的基于源汇过程模拟的污染源解析模型可用于流域水污染来源成因精细化解析.研究显示,鄱阳湖总磷污染来源具有明显时空差异性,建议围绕滨湖区和赣江集水区等高贡献区域设立优先管控区,重点针对种植业、城镇生活、畜禽养殖和水产养殖源,制定磷污染源汇过程减排政策措施,以改善鄱阳湖水环境质量.      

基于Delft 3D模型的大鹏湾水环境容量分析

在污染源调查和污染负荷估算的基础上,利用Delft 3D数学模型对大鹏湾现状和未来条件下的水质进行了数值模拟,并采用模型试算法估算出大鹏湾的水环境容量.结果表明:在现状和未来条件下,大鹏湾整体水质良好,沙头角海及印洲塘的水质有下降的迹象.预测除了这2个次区外,其他次区的污染负荷到2015年仍未超出其水环境容量,建议深港双方政府采取污染物总量控制、制定社会经济发展规划等方法,以确保大鹏湾水质在现在和将来都能符合水质标准.      

基于LAM模型的多干扰特征河流磷污染源解析

针对高强度复杂人类干扰河流磷来源难以定量解析的问题,构建基于流量与污染物浓度关系模式的污染源解析模型,定量分析多干扰类型河流磷的点源和非点源负荷与时间贡献。以滇池流域的源头河流、水库干扰河流、水库-调水复合干扰河流等为例,采用LAM源解析模型建立了河流磷浓度与流量的响应关系,分析了主要河流磷的源贡献结构与时空分布特征。结果表明:2018年非点源是滇池主要入湖河流磷的主要贡献源,非点源负荷占比为53%~100%,汛期与全年差异较小;从污染源主导时间看,点源是宝象河和盘龙江大花桥-德胜桥段时间占比最高的污染源,表明低流量期间点源控制对改善水质仍然具有十分重要的意义。研究结果可为我国多种人为干扰类型河流的磷污染源解析提供方法借鉴与指导。     

SPARROW模型及其应用研究进展

SPARROW模型是由美国地质调查局开发的一个基于流域空间属性的估算污染物负荷、浓度等的非线性回归模型。由于模型通过质量守恒来约束污染物的传输,并以统计学的方法实现变量参数的校准,因而SPARROW模型在量化污染物的传输过程中具有足够高的精确度与合理性。总体来看,SPARROW模型在流域污染源及环境因子分析、水质评估与模拟、监测管理优化等方面发挥出了重要作用,并被广泛地应用于国内外的不同流域。针对SPARROW模型在不确定性分析中存在的自相关问题,贝叶斯分析的引入优化了模型在不确定性方面的评估。目前,SPARROW模型在国内流域中以估算总氮、总磷、COD等污染物负荷为主要应用。随着国内相关数据的积累以及共享程度的提高,其应用范围将会愈加广泛。     

经济与环境综合约束下的青岛市产业结构调整研究

针对青岛市海洋环境污染控制急需转变产业结构的重大需求,从海洋环境容量优化配置的角度出发,通过建立多目标非线性规划模型,估算2015年青岛市居民生活、农业、工业、服务业四大污染源的化学需氧量(COD)的最大允许排放量,进而得到优化的产业结构.结果表明,相比2007年,2015年青岛全市及胶州湾、莱州湾和黄海3个污染源区的COD最大允许排放量和增加值分别增大1.4~2.3倍和2.3~16.2倍.2015年,青岛全市居民生活、农业、工业、服务业的COD最大允许排放量分别为11.6×104,20.4×104,18.4×104,17.1×104t,而且四大污染源COD最大允许排放量所占比例呈现居民生活源和农业源下降,工业源和服务业源上升的变化趋势.在优化的最大允许排放量比例下,第一、二、三产业的增加值比例由“二三一”型转变为“三二一”型;同时,重污染的居民生活源和农业源的COD排放强度减小,全市及三个污染源区的环境基尼系数都降至“0.4”警戒线以下.说明经过模型优化,可在满足环境约束的同时,获得经济的增长,并且产业结构和排污结构均趋于合理化,结果可为青岛市产业结构调整提供借鉴.     

海岸带污染负荷预测模型及其在渤海湾的应用

针对海岸带及其近岸海域污染的特点,建立旨在为污染负荷总量的控制与削减以及在不同部门的重新分配提供技术手段和科学依据的海岸带水污染负荷预测模型．该模型涵盖了海岸带区域的主要污水排放部门,综合采用统计回归、灰色预测等方法,解决了由于数据缺乏或相互关系不明确而带来的环境系统的不确定性问题,并依据天津市污染负荷历年统计数据对模型加以验证．通过对天津市近岸海域近10年氮、磷、石油类和耗氧有机物排放量估算结果可以看出,万元产值工业废水排放量逐年下降,耗氧有机物排放量逐年缓慢增长．在污水排放总量中,有2／3的耗氧有机物和75％以上的氮来自于生活污水,因此天津市应重点控制生活污水排放．     

赣江南昌段污染负荷及水环境容量分析

通过调查和分析赣江南昌段各污染源,以化学需氧量和氨氮为污染负荷指标,分析了赣江流域南昌段污染负荷现状,确定了主要污染源。在此基础上,选择氨氮和化学需氧量作为计算因子,利用二维水质模型测算赣江南昌段水环境容量。根据水环境容量计算结果和现状污染物排放量,得到赣江南昌段各江段剩余水环境容量。结果表明:2008年南昌市排入赣江南昌段的污染负荷量为94255.47t,以化学需氧量为主。污染源中以城镇生活污染源、农田地表径流污染源和工业污染源为主。赣江南昌段除赣江南支外其余部分水质良好,有较富足的水环境容量。     

基于SD的海岸带污染负荷预测及污染经济损失研究—以江门市为例

基于系统动力学原理和方法,耦合水污染负荷及"浓度-损失"模型,建立2006~2015年江门市海岸带水污染系统模型,并仿真预测4种发展情景:现状趋势发展型(S1)、人口经济发展型(S2)、产业优化及治污减排型(S3)、综合协调型(S4)下,2016~2020年的海岸带水污染负荷及污染经济损失。结果显示:1)4种发展情景下,江门市海岸带COD、氨氮、总磷均主要来自农业污染,其次为生活污染; 2)S4情景为最优方案,海岸带污染负荷得到控制和削减,海洋污染经济损失最低,2020年江门市海岸带污染总负荷和污染经济损失比现状发展情景分别减少7.9%、17.7%。可见,在合理的人口经济发展下,通过对产业结构优化、加大污染治理和环保投入等可有效降低海岸带污染负荷及污染损失。本研究可为江门市海岸带水污染合理控制与管理提供定量化参考,为江门市等滨海城市社会、经济和环境协调发展提供借鉴。     

印染集中区水网络优化研究

耗水量大、水环境污染严重是印染集中区的一个突出问题.本文建立水网络数学模型,对印染集中区用水排水网络进行系统规划,该模型以集中区总成本最低为目标函数,模拟了以多级组合工艺为特点的污水处理设施数学模型.运用该模型对东北某印染集中区水网络进行设计和优化改进,在保证废水达标排放、成本最低的条件下,构建了企业内及企业间最佳回用网络,确定了污水处理设施工艺最优方案,并明确各级处理工艺中不同品质的处理水回用集中区企业的最优途径,为集中区内污水处理设施提标改造计划提供参考.研究结果表明：该模型在工业集中区或工业园用水规划及废水减量方面具有实用价值和较好的应用前景.     

湟水河流域水质时空变化特征及其污染源解析

基于2012—2014年水质数据,综合应用多元统计分析与一维水质模型(Qual2Kw),系统分析了湟水河水质时空变化及其污染物来源.结果表明:湟水河河流水质主要受化学需氧量、生化需氧量、铜、六价铬、水温、溶解氧、总氮、氨氮等8项水质指标影响,且氨氮和总氮污染严重;湟水河水质时间上可划分为3个时段:时段1(6—10月)、时段2(5月和11月)和时段3(12月—4月),时段1水质明显优于时段2和时段3,湟水河水体受工业生活排放污水的影响显著,面源污染对河流水质的影响低于点源污染;空间上可分为3大区段:湟水河上游、中游和下游,中游西宁市段污染较重;基于Qual2Kw模型的污染物贡献比例计算结果揭示了湟水河民和桥断面的氨氮负荷主要来源于扎马隆(S2)-西钢桥(S3),总氮主要来源于报社桥(S5)-小峡桥(S6),其中支流点源是氨氮的主要污染源,普通点源即城镇生活污水和工业废水排放是总氮的主要污染来源,上游干流农田地表径流、畜禽养殖废水、农村生活污水等污染源氨氮、总氮排放也不容忽视.研究结果可以为湟水河流域水环境管理提供科学依据.     

基于Petri理论的水质安全预警模型构建与应用

水质安全预警对于预防水污染事故发生、保障水资源安全具有重要意义。传统的水质安全预警模型只能对渐变式水环境污染事故或已经发生且有明显征兆显现出的水环境污染事故进行预警,无法对没有明显征兆的突发式水环境污染事故进行有效预警。针对这一问题,将Petri网的跃阶思想有效地纳入传统评价指标体系中,实现对模型逻辑拓扑网络的结构性调整,并结合模糊综合评价法和BP神经网络,构建了可以对突发式水环境污染事故做出及时反应的预警模型,将该模型应用到太湖水质安全预警的研究中。结果表明:在将TN、TP、透明度等指标纳入跃阶因子的基础上,模型可对太湖多次发生的水华事件实现准确预警。该结论为研究突发水环境污染事故预警提供了新的思路和理论依据。     

东莞市近岸海域水环境质量评价及变化趋势分析

采用污染分担率法确定污染因子,应用综合污染指数法对2004~2009年东莞市近岸海域水环境质量进行全面评价,并运用秩相关系数法分析其变化趋势。结果表明：CODMn、磷酸盐、无机氮、汞是影响东莞近岸海域水环境质量的主要因子;东莞市近岸海域水环境质量由上游到下游基本呈现依次下降的特征;从2004~2009年,近岸海域环境质量总体呈现好转的态势。     

阜新市闹德海集中式饮用水源地水污染风险模糊综合评价

建立了模糊综合评价数学模型,针对阜新市闹德海集中式饮用水源地辽河支流柳河段上游2001年~2005年水质状况进行水污染风险评价。旨在定量分析评价阜新地区集中饮用水源地水环境质量现状和存在的问题。结果表明:柳河上游水质在2001~2005年间波动较大,主要呈Ⅰ类Ⅲ类,基本符合集中式饮用水源地水质要求。其中2003和2005年河流总磷和溶解氧超标严重,五年间主要污染物变化规律也不同,总磷呈递增趋势,溶解氧呈递减趋势。     

测量不确定度在近海水质污染监测中的应用探讨

简要介绍了测量不确定度的基本定义,指出导致测量不确度的可能因素及其评定测量不确定度的工作步骤。在引入重复性实验较正因子的基础上,建立其有效的数学模型,全面分析讨论了近海水质污染监测常规项目(营养盐类、重金属、油类、COD)测定中的不确定度分量及其影响因素,确立了各测量不确定度分量的量化方式、合成不确定度分量的原则,给出了近海水质污染监测常规项目测量不确定度的报告形式。最后,作者就本文内容的有关问题进行了总结讨论。     

上海市南汇区水环境污染成因及防治对策

根据南汇区环境监测站对区域内8条主要河流中24个监测断面的水质监测资料（2001-2005年），分析了南汇区水环境污染现状，并利用水质综合指数法对水质年际变化进行了评价。从主要污染源，环境保护基础设施和工业结构等方面，分析了南汇区域内水环境污染的成因，结合第3轮“环保三年行动计划”提出了水环境污染防治对策。