浙北地区平原河网农村小流域面源污染调查与防治对策——以德清县武康镇新琪村为例

以浙江省德清县武康镇新琪村为例,通过污染源及水环境调查,分析平原河网农村小流域面源污染的产生来源与特点,并估算调查区域面源污染负荷及比例.研究结果表明,研究区面源污染的主要来源是水产养殖业、农村生活污水和种植业,水产养殖业氮、磷污染负荷占总污染负荷的31.73%和21.59%;农村生活污水对磷污染负荷贡献最大,占39.48%;氮、磷养分投入过高,导致种植业氮、磷污染负荷比例分别为27.69%和28.53%;畜禽养殖业氮、磷污染负荷比例分别为10.75%和10.40%,对区域氮、磷污染贡献率最低.建议将农业面源污染的控制重点从传统的粮食作物种植区转移到高投入密集型种植业,通过合理的工程和技术措施降低水产养殖业和农村生活污水的污染排放量.     

平原河网地区大型底栖动物群落结构及其与环境因子的关系

大型底栖无脊椎动物是河流生态系统的重要组成生物,具有活动范围相对固定、生命周期较长、生活习性相对稳定等特点,可有效指示河流水质和水生态系统健康状况。有关大型底栖生物群落结构特征及其与水环境之间的关系研究一直是河流生态系统的研究热点。底栖动物具有较强的地域性,其群落结构特征受当地的自然环境特征和社会经济发展程度的双重因素影响。为研究典型平原河网地区的底栖动物群落结构及对水环境状况的响应特征,在上海市选取了83个河道断面进行大型底栖动物采样分析,共获取底栖动物20个分类单位（种）,其中软体动物10种,环节动物6种,节肢动物4种。上海河道底栖动物群落结构总体呈现结构单一、物种丰富度低、高度耐污性等显著特征,环节动物的栖息密度和出现频率均最高。城市化水平的空间差异性直接影响底栖动物空间分布的异质性,由市区至近郊、远郊,物种数从11种逐渐上升至15种,而栖息密度则由8 776.3个/m2下降至690.3个/m2。底栖动物群落结构的空间分布特征与水质理化指标的空间分布特征具有良好的对应性,水质空间变化导致环节动物和软体动物、节肢动物的空间分布存在一定交错性,耐污性较强的环节动物主要分布在有机污染重、溶解氧低的市区河道断面,而喜清洁环境的软体动物和节肢动物主要分布在水质较好的郊区断面。寡毛纲物种的栖息密度与溶解氧质量浓度呈显著负相关性。     

典型平原河网区水体富营养化特征、成因分析及控制对策研究

本文以嘉兴市北部湖荡区为典型研究区域,通过现场调研、来源分析等,揭示了平原河网区水体富营养化状态,明确了水污染主要成因,并提出控制对策.研究结果显示,北部湖荡区总磷、高锰酸盐指数、五日生化需氧量、化学需氧量、总氮、氨氮等各污染物含量呈现显著的时空分布特征,西部片区水质较东部片区差,5月水质较9月差(总磷除外);富营养化...     

典型城市河网沉积物微塑料时空分布特征

微塑料是近年来广受关注的一类新污染物.淡水系统沉积物作为微塑料重要的汇,能反映出当地微塑料的长期污染水平.为探究典型城市河网沉积物中微塑料的时空分布特征,于2018年12月和2019年6月在望虞河西岸河网区分别采集了17个采样点的沉积物样品,使用体视显微镜和显微傅立叶变换红外光谱仪对微塑料进行形态观察以及成分鉴定.结果表明,微塑料的平均丰度(以dw计)为323.37 n·kg^-1,形状主要为碎片和纤维,颜色以黑色和蓝色为主,粒径主要分布在50～500μm之间,成分以PET、PE、PVE、PS和PP为主.夏季微塑料的丰度低于冬季,河网区上游地区微塑料的丰度高于中游和下游地区,最高丰度出现在污水处理厂的出水口采样点,沉积物中微塑料的丰度与表层水中微塑料的丰度无显著相关性.应用正定矩阵因子分解(PMF)模型解析微塑料的来源,发现微塑料的主要来源有农用塑料薄膜、生活废水、塑料垃圾以及工业生产.研究可为典型城市河网微塑料污染防控提供支撑.     

城市化背景下建成区扩展及其对河网变化的影响——以苏州市为例

根据苏州快速城市化与水网密布的典型地域特征,利用不同空间分辨率卫星遥感信息,通过标准化处理流程,获取2002～2018年期间多期苏州建成区与水网专题信息,采用垂直类比的定量化方法,在区域和地理空间格网单元的层面,对城市建设用地与河网水系进行空间叠加分析.探讨城市化进程中建成区建设用地与河网水系分布的格局,以及河网的密度、河链数、节点数、连接率和分形维数等特征参数动态变化与相互影响关系.结果 表明:(1)苏州城市空间扩展特征已经从区域中心建成区放射型蔓延向多中心建成区放射型+网络化的蔓延方式改变.(2)苏州河网水系伴随建设用地扩展,密度持续降低,建成区以外的农田植被区河网水系分布格局未发生根本性改变.河网连接率未发生变化,连通性维持稳定,分形维数稍有降低,河网结构复杂性略有下降.(3)河网变化受建成区扩展影响显著.前期各建成区格网单元内水网密度降低空间分布较为均匀,后期主要集中于建成区增量所占比例较低的网格单元即主要发生在建成区边缘扩展区域.本文的方法可为遥感信息在城市生态系统的空间规划决策和遥感尺度效应研究提供科学依据.     

平原河网区河流连通性评价研究

河流连通性对流域水文过程特征、水环境条件以及河湖蓄泄能力等有较大影响。平原河网地区是河流高度发育并受到城市化等人类活动深刻影响的区域，并且区域内水系结构破坏、河流连通受阻已成为洪涝灾害频发的重要原因之一。为此通过对现有的河流连通评价方法的分析，尝试建立基于水流阻力与水文过程的平原河网河流连通性评价方法，并以鄞东南平原河网为例开展了应用分析，结果表明2010年的河流连通性比1990年的明显减小。同时，通过对比分析几种河流连通性评价方法可以看出，基于水流阻力与水文过程的河流连通性评价方法能较好的评价平原河网区河流连通性，评价结果优于其他方法计算结果，更符合实际情况，可为平原河网区河流连通性定量评价提供参考     

基于模糊综合分析法的引调水工程水质响应关系分析

为提升引调水工程的环境改善效果,须对水体的自身连通水平、水质现状、水环境主要影响因子进行分析。以太湖流域跃进联圩为研究对象,利用图论连通度理论对研究区域静态基流连通性进行评价,探索圩内水系连通性的空间差异及变化特性。同时,开展短期引调水实验,结合模糊综合分析法评价引调水带来的圩内水质变化情况及规律,研究圩内水环境和水系连通性的响应关系。结果表明,模糊综合评价法在引调水环境改善分析中具有适用性,可实现对圩内各监测点位水质变化的全面分析;水体流动性是影响圩区内水质的重要环境因素,高锰酸盐指数是导致圩内水质恶化的主要影响因子。引调水工程对圩区水环境具有一定的持续改善性作用,但对基流连通性较差的区域,改善效果有限。     

多源DEM提取水文因子精度分析

以清流河流域琅琊山周边815km2的区域为研究样区,通过预处理后的1∶1万DEM、1∶5万DEM、1∶25万DEM、90mSRTM3-2、30mASTERGDEM五种DEM数据和ArcGIS中内置水文模块Hydrology提取了河网和子流域等水文因子,并以1∶1万DEM提取的水文因子为基准,得到基于其余四种DEM数据的河网套合差、子流域周长差、子流域面积差,分析了四种不同源DEM数据在提取水文因子中的精度差异。实验表明,在较大尺度范围的非平原区内进行水文分析,且上游汇流面积达到0.625km2时,1∶5万DEM、90mSRTM3-2、30mASTERGDEM三种DEM提取水文因子均可获得较理想的结果。就提取水文因子的整体精度而言,其中1∶5万DEM较高,90mSRTM3-2次之,30mASTERGDEM稍差,1∶25万DEM较前三者差距较大。     

模拟珠江河网的污染物通量及外源输入对入河口通量的贡献

基于一维河网与三维河口耦合水质模型,模拟计算了2000年珠江上游输入河网以及河网输入河口的碳质生化需氧量(CBOD)、氨氮(NH4)、硝态氮与亚硝态氮(NO3)和无机磷(IP)等污染物通量,并结合数值实验,量化了外源输入(包括入河网污染物通量与河网污染负荷)对入河口污染物通量对河网区的贡献.研究结果表明,河网区的污染物通量由入河网通量与河网污染负荷共同控制,通量分配具有显著的空间差异;上游各水系中,以西江的通量最大,约占入河网通量的71%～81%;8个入海口门中,以虎门、磨刀门的通量最大,两者共承接超过一半的入河口通量.此外,数值实验表明,入河网通量与河网污染负荷对CBOD、氨氮的入河口通量均有显著贡献,而硝态氮与亚硝态氮、IP的入河口通量则主要来自入河网通量;磨刀门、虎门分别是入河网通量、河网污染负荷最主要的输出口门.基于模型,亦针对入河口CBOD、氨氮通量对河网污染负荷的响应关系进行了探讨.