综合水质标识指数法在浑河水质评价中的应用

综合评价水环境质量,全面把握流域水环境污染特征是水环境污染防治中的重要基础性工作。水质标识指数可以完整标识水质评价指标的类别、水质数据、功能区目标值等重要信息,在单因子水质标识指数法基础上建立的综合水质标识指数法能完整表达河流总体的综合水质信息,既不会因个别水质指标较差就否定综合水质,又能对综合水质做出合理的评价;既可以在Ⅰ到Ⅴ类中比较水质的优劣,亦可以对劣Ⅴ类进行评价。为系统全面地研究浑河流域各不同河段水环境特征,将浑河流域划分为3个控制单元,根据2001—2010年间水质监测数据,采用综合水质标识指数法,识别出各控制单元主要污染因子,并阐明了浑河流域水环境质量时空变化规律,本研究即体现了全流域统筹考虑的系统思想,又体现了分区研究的针对性特点,并首次将综合水质标识指数法应用于浑河流域水质综合评价,其研究结论对水质监测数据的评价有一定的借鉴作用,亦对流域水污染防治对策的提出有一定的指导意义。     

耦合流域模型及在中国环境规划与管理中的应用进展

流域水环境模型是研究流域水体黑臭、水体富营养化和水质超标问题的重要工具,流域水环境模型从概念上可以分为(半)机理模型和经验型模型,前者通过方程式和函数关系来刻画流域水动力和迁移转化规律,并通过实测数据校准获取本土化的参数系数,后者力图寻求大数据量间的统计学规律。按照模拟对象的不同,流域水环境模型还可以划分为陆域的污染负荷模拟模型、水域的受纳水体模拟模型,以及水-陆耦合模拟模型。模型对整个流域系统及其内部发生的复杂地球化学过程进行定量化描述,污染负荷模型一般用来估算点源及非点源产生的污染负荷量,并计算出进入河道的污染负荷量,作为受纳水体模型的污染源边界输入条件;受纳水体模型一般用来模拟沉积物或污染物在河流、湖泊、水库、河口、沿海等水体中的运动和衰减转化过程,是水质预测、评价、分析的重要工具。传统的流域模型多用评价自然活动以及人类活动对水环境造成的影响,而当前越来越多的学者将水环境模型与经济学模型进行耦合,开展基于水环境模型的环境政策设计和优化研究。文章从系统控制的视角,主要总结了水量水质耦合流域模型在水资源管理政策、水环境管理政策中的应用,例如水资源有效分配、排污交易产生的水环境影响、基于成本-效益的水污染控制策略优化等。在此基础上文章对流域水环境模型的发展方向和应用前景进行了的展望,流域水环境容量控制策略、目标总量控制策略的水环境影响比较分析以及水环境模型的不确定性研究将是未来关注的重点所在,尤其不确定性问题经常存在于水污染物产排放预测和水环境质量模拟预测过程中,对于提升环境规划与管理的科学性、有效性具有十分重要的现实意义。     

北运河水体浮游细菌群落的空间分布特征及其与水质的关系

污染源汇入和闸坝拦截等因素能够影响城市河流水生生态环境质量,主要表现在群落结构和功能的改变。分别于春季、夏季和冬季3个季节对北运河干流的10个点进行水样采集,通过16S rDNA末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析手段研究了北运河河道水体浮游细菌的群落结构,以揭示流域微生物多样性以及浮游细菌群落与水质因子的响应关系。共得到47种不同的片段,其中218bp片段是优势菌。T-RFs片段计算微生物多样性指数和均匀度指数结果表明,目前北运河水体生态结构已经较为脆弱。冬季与其他季节的群落组成有明显差别,夏季细菌丰度高于冬季。通过CANOCO软件分析浮游细菌群落结构与水质指标的空间特点,发现水体流动性降低、支流汇入和污染源的汇入都会引起微生物群落结构在空间上的改变;环境因子与微生物群落组成的相关性研究表明,总磷、溶解性有机碳(DOC)和温度对北运河微生物群落结构影响较大。     

论流域水质与水量集成规划

“水量”与“水质”是流域大系统的两个特征,水环境研究偏重于水质,而水资源研究则更偏重水量,但是“质”与“量”是不能截然分开的,它们之间既相互关联,又互影响,相互制约,构成矛盾的统一体,基于这一出发点,本文从规划方法学的历史发展与流域水环境大系统的结构分析入手,系统阐述了提出流域水质与水量集成规划基本概念,目标及其策略与技术路线。     

太子河流域本溪段水生生物的群落特征及其主要水质影响因子分析

着生藻类和底栖动物作为指示生物评价水环境状况已被广泛应用于各类水体状况的监测与评价中,以此对太子河流域的水生生物群落和水环境因子关系进行研究,对整个流域的水环境管理有着极其重要的作用。基于2009年7月丰水期和2010年1月平水期太子河流域本溪段着生藻类和底栖动物的调查数据,通过因子分析和典范对应分析,探讨水生生物群落结构与水质污染因子的空间分布特征。结果表明：太子河本溪段着生藻类为4门22科29属,以硅藻门为优势门类;底栖动物3门10科13属,以环节动物门为优势门类。NH3-N是影响水生生物空间格局的主要水质污染因子,水量是影响太子河流域水生生物群落结构的重要环境因子。     

2001—2012年全国水环境质量趋势分析

研究了2001—2012年间全国水环境整体质量及主要流域水环境质量,并进行了趋势分析.分析表明,近年来水环境质量整体呈好转趋势,但形势依然严峻.本文对水质变化的原因进行总结,并提出了水污染严峻形势下急需关注的问题.     

天津市水环境功能区划分方案及水质标准的确定

本文在天津市原水环境功能区划分的基础上,根据历史,现状,近期和远期水环境功能分析和水环境质量现状评价结果,在保证主要河道水环境功能的前提下,依照水环境质量现状和污染源排放情况以及《海河流域水污染防治规划》确定的上游河流功能区水质保护目标,确定天津市属河道,水库水环境功能区水质标准。     

河南省水环境质量评价

水环境质量评价可为水环境质量管理和规划提供科学的决策依据。利用河南省环境状况公报水质监测数据,参考水质评价标准《地表水环境质量标准》(GB 3838─2002)和《地下水环境质量标准》(CB/T 14848─93),评价了河南省18个省辖市和10个省直管县(市)地表水、城市地下水、集中式饮用水源地及水库水质的环境质量。结果表明,2014年河南省化学需氧量和氨氮排放量分别比2013年减少了2.62%和3.61%,降幅高于全国平均同比下降值。全省废水排放量增加趋势明显,2014年和2013年全省废水排放量分别同比增加了2.48%和2.16%。全省地表水水质总体呈现中度污染,主要污染因子是化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮和总磷。其中,省辖海河流域水质一直处于重度污染级别;省辖长江流域水质相对较好。全省城市地下水水质基本稳定,水质级别为Ⅱ类,但是开封市和濮阳市城市地下水污染比较严重;全省集中式饮用水源地水质均为Ⅱ类。全省水库水质常年保持在Ⅱ类标准,但是石漫滩水库、昭平台水库、孤石滩水库、宿鸭湖水库水质退化比较严重,主要的污染因子为高锰酸盐、总磷、五日生化需氧量和石油类等。尽管河南省水环境质量有了很大改善,但是河南省地表水环境质量令人担忧,特别是省辖海河流域水污染一直位居全省河流污染之首,严重制约了河南省社会经济的可持续发展和美丽河南建设。     

TMDL计划在河湖环境容量管理中的应用方法

环境容量管理(ECM)已在世界范围内应用于管理地表水质量和控制污染,最大日污染负荷(TMDL)方案已被应用于ECM系统中.在调研相关文献的基础上,对TMDL在水环境容量管理中的研究现状进行了分析,探讨不同模型的特点、应用方向及优缺点,认为水动力和水质模型可构建流域内基于水环境容量的水动态调控机制,将水质监测与污染负荷总...     

深圳市观澜河流域水土流失规律研究

深圳市观澜河流域地处南亚热带,受自然因素和人为因素的影响,流域存在着严重的水土流失,改革开放以来,流域的大片土地被开发成了工业开发区。工业开发区在建设阶段,机械夷平土地所形成的各种松散的堆积坡,引起了新的水土流失类型。本文研究和探讨了该流域的水土流失规律及水土流失对流域水环境的影响。     

九龙江流域经济发展与河流水质时空关联分析

以闽西南地区的九龙江流域为例,综合采用数理统计、GIS技术和环境库兹涅茨曲线（EKC）方法,对该流域1981—2009年经济发展与河流水质变化进行时空关联分析。结果表明,九龙江流域呈现＂第1产业缓增,第2、3产业产值增加较快＂的总体经济格局,农业污染突出;农业种植面积呈现先增加后减少趋势,流域氮、磷肥平均施用强度呈线性增加趋势;氮、磷肥平均折纯施用量之比从1981年的4∶1下降到2009年的2∶1,引起水化学改变并增加水华发生风险;各县（市、区）污染源结构存在明显差异,河流水质变化和沿程分布与流域社会经济布局有很好的空间相关性;北溪流域畜禽养殖业的过快发展、西溪流域以经济作物为主的农业种植结构和高强度施肥、低效率利用是导致河流水质从20世纪90年代开始富营养化的主要原因;EKC曲线尚未出现明显拐点,若农业污染不能得到有效控制,流域水环境将持续恶化;九龙江水质演变规律是流域社会经济布局、污染源排放强度和方式发生变化的综合作用结果。     

水环境污染源解析研究进展

流域河流水污染问题日益严重,水环境污染源解析的研究与应用对防治水污染具有重要意义.综合国内外水环境污染源解析研究与应用的进展,综述了应用于水环境不同类型污染物源解析的主要理论方法和应用模型;论述了多元统计模型和化学质量平衡法的优缺点、适用范围及应用现状;最后对源解析方法的发展趋势及在水环境中的应用加以展望,指出过去的研究主要是水环境中持久性污染物源解析方法,以后应加强对水环境中非持久性污染源解析的研究,在水环境源解析技术方面,应加强对各类污染源成分谱等基础性研究.     

汾河上中游流域大型底栖动物群落特征及其多样性评价

为探究汾河上中游流域大型底栖动物群落特征,研究了汾河上中游流域17个采样点位的大型底栖动物物种组成、空间分布、与水质环境因子的关系及其多样性.研究结果表明,汾河上中游流域共鉴定出大型底栖动物4门6纲25科,共37(属)种,且不同采样点位大型底栖动物的种类、生物密度和生物量具有明显的空间异质性;水质环境因子对汾河上中游流域大型底栖动物的影响大小排序为DOTPCONNH_3-NTNpHBOD_5,不同种类大型底栖动物的主要水质影响因子不同;汾河上中游流域17个采样点中,大型底栖动物多样性最好为"一般"等级,占总采样点位的29%,"较差"等级采样点位占41%,"差"等级采样点位占30%,汾河上中游流域大型底栖动物的多样性综合评价为"较差"等级.     

基于EFDC模型的重庆库区水环境容量研究

基于水环境数学模型EFDC(environment fluid dynamics code),建立了重庆库区长江干流的水动力水质模型,通过2017年监测水文、水质资料对模型进行了率定和验证,模拟结果与监测资料吻合度较好,表明水动力水质模型计算结果较为合理可靠。根据该模型量化各个排污口对水质控制断面的响应系数,以地表水Ⅱ类水标准为规划目标,用线性规划法求解水环境容量。计算结果表明,重庆库区化学需氧量(COD)、氨氮(NH3-N)、总磷(TP)的水环境容量分别为77 664 t/a,11 038 t/a和922 t/a。重庆库区干流水动力水质模型的建立与水环境容量的计算,为三峡库区的水环境保护工作提供了一个重要的管理和分析平台,对于三峡库区的污染物总量控制具有重要的意义。     

洱海流域湖泊湖滨带福寿螺时空分布

福寿螺是世界100种恶性入侵物种中唯一的水生螺,已对大理及周边地区造成了不可估量的经济损失和生态安全问题。为探究洱海流域湖泊湖滨带福寿螺时空分布及与水环境因子、季节之间的关系,探索福寿螺在大理地区的入侵机制,为大理地区高效防治福寿螺提供建设性建议,并为福寿螺时空分布格局的相关研究积累资料,于2016年冬季和2017年夏季在大理洱海及其上游水源地海西海、西湖、茈碧湖、绿玉池,以及罗时江湿地进行系统抽样,利用统计软件分析福寿螺分布与水质关系,结合GIS,分析福寿螺的时空分布以及潜在入侵危害。结果表明,从空间尺度上,洱海流域福寿螺有进一步扩散的趋势;从时间尺度上,福寿螺的密度随季节性水位的改变而变化;洱海流域的福寿螺分布和水质因子之间基本无相关性。     

小尺度流域河湖水质关联性分析

选取巢湖潜溪河流域和六叉河流域作为江淮农业小流域代表,采用灰色关联分析(GRA)方法,对比研究小尺度流域入湖河流对河湖交汇区水质的影响.河水及河湖交汇区水质周年变化状况监测结果表明,巢湖水质1 a中富营养化最为严重时段是10-12月,营养元素N、P和溶解性金属离子Mn、Fe、Al含量也达到年内最高.河湖水质灰色关联分析结果表明,2个流域河流水质与河湖交汇区水质高度关联,灰色关联度为0.687～0.896.对于小尺度流域而言,湖泊水质对于流域河流水质变化响应迅速,农业流域面源污染对湖泊水体污染的贡献明显.     

模糊数学在丹河水环境综合评价中的应用

根据模糊数学的方法,将隶属甬数和隶属度等概念引入丹河水环境评价中,用矩阵分析的方法建立模糊综合评价模式.建立评价因子的因子集、评价集、隶属函数和权重集等模糊集合,对丹河进行了分类和质量标准的划分,根据各污染因子对水质的影响差异确定其权重,对丹河流域水环境模糊综合评价,采用了最大隶属度原则和加权平均原则相结合.结果表明评价结果与实际情况有较好的吻合.     

感潮河道不同参数对水环境容量的影响分析

作为水环境容量计算的重要组成部分,模型参数选值是否合理直接关系到模型计算结果的准确度和可靠性。本文以珠江三角洲西北江网河区的感潮河道为例,在考虑潮位、污染源概化方式、设计流量、综合衰减系数、本底水质浓度参数条件的基础上,利用感潮河网一维水动力和水质模型,分析和探究感潮河道不同参数对于水环境容量的影响,从而为感潮河道水环境容量计算的参数选值提供一个理论和经验参考。研究结果表明:感潮河道的水环境容量与潮位呈现十分显著的正相关关系,但在某些潮位变化时段,水环境容量的相对降低幅度会大于潮位的相对下降幅度,说明水环境容量会受到径流和潮流的共同作用。对于不同参数变化下的水环境容量,顶点排放远大于均匀和中间排放,而均匀和中间排放比较接近,这主要与不同污染源概化方式所引起的污染物稀释衰减程度有关。在不同的污染源概化方式下,设计流量、综合衰减系数和本底水质浓度的变化对于水环境容量的影响会不同,当COD综合衰减系数的取值≥0.28 d-1时,设计流量对于水环境容量的影响会变得很小;当COD本底水质浓度的取值在22 mg·L-1前后,设计流量和综合衰减系数对于水环境容量的影响会产生较大的差别。故在对感潮河道水环境容量的参数进行选值时,要注意参数变化对于计算结果的影响。     

不同空间尺度土地利用结构与景观格局对龙川江流域水质的影响

为了探究龙川江流域不同尺度土地利用结构与景观格局对水质的影响,于2017年5和9月对龙川江流域的21个样点进行取样,测定水温、pH、溶解氧饱和度、氮、磷等水质指标。结合2017年10m分辨率的土地利用数据,提取3种空间尺度(河段、河岸带、子流域)的土地利用结构与景观格局指数,运用相关分析、冗余分析(RDA)、"bioenv"分析和逐步回归模型揭示不同尺度土地利用结构与景观格局对水质的影响。结果表明,龙川江水体主要污染物为TN和TP,水质基本指标有月际性差异,N、P浓度在5月高于9月,但差异不显著。不同空间尺度土地利用结构与水质指标的相关关系不同,子流域尺度土地利用组合与总体水质之间的相关性最强,且林地对水质有正面影响,耕地、建设用地对水质有负面影响。不同尺度的景观格局指数组合与水质的相关性存在差异,河岸带景观格局组合与总体水质的相关性最高,RDA分析表明景观格局指数对总体水质的总解释率为河岸带子流域河段。整体上,9月土地利用结构与景观格局对水质的影响要大于5月。多元回归模型发现建设用地和耕地对养分的预测能力及预测指标依赖于空间尺度和取样月份。研究以龙川江为例,证实了土地利用结构与景观格局对水质的影响具有尺度效应,水质响应的空间尺度效应应纳入土地利用规划与水资源管理的过程中,提出长江上游更多的个案研究尤为必要,对长江上游河源区水资源保护及土地利用管理具有重要的意义。     

农村小流域景观结构与水质耦合关系分析——以仪征市陈集镇为例

选择江苏省仪征市陈集镇2个典型的农村小流域进行水质监测和景观空间分异耦合关系研究,结果表明:不同地势区景观结构差异明显,水环境特征也有较大差别。随着地势的降低,总氮、总磷浓度在小徐庄流域呈降低趋势,而高塘流域则先升高后降低;总磷、总氮、氨氮、硝态氮浓度与源景观比例、沟渠密度和景观多样性指数具有良好的相关关系,逐步回归分析发现,94%的总氮浓度由源景观比例和沟渠密度决定,80%以上的氨氮和硝态氮浓度由源景观比例决定。因此,可以通过对流域景观结构的优化调整,达到对流域景观中养分的有效管理,实现对农业非点源污染的控制。