模糊综合评判法在渭河水质评价中的应用研究

渭河是陕西省的第一大河流,准确的水质评价是治理渭河水体污染的重要前提。本文采用模糊变换原理和最大隶属度原则,运用模糊综合评判法对渭河潼关吊桥断面2012年的监测数据进行了全面评价。结果表明该断面春、夏、秋、冬四个季度的水质污染级别分别为:Ⅴ类(严重污染)、Ⅰ类(未污染)、Ⅳ类(重污染)和Ⅴ类(严重污染),主要污染物为NH3-N。与传统的单因子评价法相比,该方法能更全面合理地反映水质情况。     

陕北矿区典型河流多环芳烃的赋存特征、来源及毒性风险分析

为研究陕北矿区内典型河流窟野河水体中多环芳烃(PAHs)的赋存水平、空间分布、来源和生态风险,采用高效液相色谱-二极管阵列检测器串联荧光检测器法,对研究区水体中59个采样点的16种PAHs进行了定量检测分析.结果表明,窟野河水体中■范围为50.06～278.16 ng·L^-1,平均值为128.22 ng·L^-1;单体浓度范围为0～121.22 ng·L^-1,其中■的检出浓度最高,平均值为36.58 ng·L^-1,其次是苯并[a]蒽和菲;各单体检出率均在70%以上,12种单体的检出率为100%; 59个采样点中4环PAHs的相对丰度较大,占比范围为38.59%～70.85%;各采样点间浓度差异显著,浓度高值点主要集中在矿业活动工业区和人口密集区;与国内外其它河流相比,窟野河水体中PAHs浓度处于中等水平.运用正定矩阵因子分解法(PMF),结合特征比值法,对PAHs的来源种类与来源贡献进行了定量分析,表明窟野河中上游工业区水体中PAHs主要来源于焦化和石油类物质排放(34.67%)、煤炭燃烧(30.62...     

陕北地区煤炭开采等人类活动对河道径流影响的定量识别

陕北地区水资源严重短缺,定量分析窟野河流域各因素对河道径流的影响程度,对干旱半干旱地区的资源开发具有重要意义.该文首先分析了窟野河径流以及流域内降雨、气温、水保措施、用水量和煤炭开采量等因素的变化趋势;其次按照1961—1979年、1980—1998年、1999—2010年以及1961—2010年等4个时期,采用逐步回归法分别确定其显著的影响因素,求出各时期的径流相关方程,其中1961—2010年间的主要影响因素为降雨量、气温、水保措施和煤炭开采量;最后定量计算了1980—1998年和1999—2010年相对于基准期1961—1979年各因素造成的减水量,其中水保措施的减水量由65%减少到了47%,煤炭开采却增加到了19%.结果表明,采用逐步回归分析法计算的窟野河1961—2010年径流模拟值与实测值很接近,该方法可以在中国北方干旱半干旱地区推广.     

基于SWAT模型的煤炭开采区河道径流变化识别

近些年陕北地区河道径流减少明显,特别是煤炭开采地区,而各影响因素的定量识别研究很少。该文以陕北煤炭开采区窟野河流域为例,首先建立了基准期(1960-1979)的SWAT模型;接着依次将近期(1999-2010)气象数据、土地利用数据代入模型,定量计算了近期气象因素、水保措施对河道径流的影响;最后根据近期生产生活用水的增量,得到煤炭开采等因素对河道径流的影响程度。结果表明:近期相对于基准期,窟野河流域由于气象因素造成的减水量为21 987×10~4m~3,水保措施造成的减水量为6 560×10~4m~3,煤炭开采造成的减水量为17 850×10~4m~3。该结果可为窟野河流域的生态修复提供重要参考。     

水文水质模型联合应用于水库水质预测研究

联合应用流域水文非点源AnnAGNPS模型和水库水质CE-QUAL-W2模型,AnnAGNPS模型输出黑河流域非点源污染负荷,将其转化为金盆水库入库浓度作为CE-QUAL-W2模型的输入,对黑河金盆水质进行预测,研究非点源污染对陕西金盆水库水质影响.结果表明,在对水库水质进行预测时,应对洪水期和非洪水期的非点源污染区别对待.非点源污染在洪水期时对金盆水库水质有较大影响,而在非洪水期时非点源污染对水库水质影响不显著.非点源污染对水库纵向和垂向水质影响存在差异性.林地对流域非点源污染削减起到很大作用.     

陕北煤炭开采地区河道生态基流的计算与盈亏分析

陕北地区水资源非常短缺,特别是煤炭开采地区。以窟野河流域为例,首先采用基流比例法、Tenent法和最小月平均流量法分别计算了温家川站的生态基流;其次通过对比分析各种计算结果得出基流推荐值,分析了生态基流的盈缺状况,并探讨了造成生态基流缺失的主要因素。结果表明,窟野河温家川站的年生态基流推荐值为3.50 m~3/s,年内丰水期、平水期、枯水期的推荐值分别为6.00 m~3/s、3.50 m~3/s、2.50 m~3/s。1999年之前生态基流还有很大的盈余,但近些年流量明显减少,4、5、6月平均流量都不能满足生态基流,其中煤炭开采是主要因素之一。     

水源水库沉积物中稀土元素含量及赋存形态分析——以汤峪水库为例

利用ICP-MS和BCR连续提取法分别研究了西安蓝田汤峪水库沉积物中稀土元素含量和形态分布特征,并与中国土壤、渭南黄土和洛川黄土稀土元素含量进行了比较.结果表明:样品平均值均高于中国土壤和洛川黄土稀土元素含量,除La、Ce外,其它稀土元素均低于渭南黄土稀土元素含量;其中,Ce的含量分别是中国土壤、渭南黄土、洛川黄土的1.49、1.28和1.63倍.汤峪水库沉积物中稀土元素总量(∑REE)达211.41 mg·kg-1,∑LREE/∑HREE为9.99,均高于中国土壤、渭南黄土、洛川黄土;Ce的异常系数值为1.28,表明存在Ce的富集.由BCR连续提取法分析可知,Gd的酸可提取态(F1)比例高于其它形态,Gd由沉积物中向上覆水体迁移的可能性较强,产生的潜在环境效应也最明显.物源指示分析表明,汤峪水库沉积物中的稀土元素物质来源与洛川黄土相似.     

陕北矿区河流沉积物重金属的生态风险源定量解析

以陕北矿区腹地的窟野河为研究对象,采集59处沉积物样品,测定Zn、Cr、Ni、Cu、Pb、As、Cd和Hg共8种沉积物重金属含量.运用正定矩阵分解法（PMF）定量解析重金属的来源,并对各个污染源的生态风险贡献率进行了分析.结果表明：(1)沉积物中8种重金属含量均超过陕西省土壤背景值,其中Hg的平均值为背景值的3.42倍,且总浓度高值样点主要位于中上游的工业园区周边.(2)综合潜在生态风险指数为26.15～483.70,Hg的贡献最大（主要为煤炭开采源）,部分样点高达75%,其次是Cd（交通源）;研究区28.8%样点属于较重生态风险.(3)PMF源解析表明研究区沉积物重金属主要来自于工业源、交通源、农业污染源和煤炭开采源.(4)PMF-RI风险源解析结果表明,煤炭开采源（48.79%）对生态系统的影响最大,其次是交通源（34.41%）和工业源（12.70%）,农业污染源的贡献率最低（4.10%）.PMF-RI模型在PMF解析的污染源贡献浓度基础上,还综合考虑了污染物的毒性系数等因素,使解析结果更加合理.建议对矿区河流沉积物重金属开展生态风险源定量评估研究,并及时采取适当的风险防范措施.     

基于非点源污染的水质监测方案研究

为了促进非点源污染监测的规范化和标准化,本研究归纳总结了基于常规技术条件下的非点源污染监测方案.该监测方案首先强调了监测前期的准备工作,包括监测区域的概况调查和指标筛选等;在监测方案的制定过程中将监测区域分为城区、农业和流域三类,城区以西安为例,通过功能区的划分设置采样点,总结了次降雨过程中采样的频率和方法等;农业以某灌区为例,通过单元划分,在各引水渠与排水渠设置采样点,并介绍了灌溉过程中的采样的次数、时间间隔等;流域以渭河关中段为例,提出了各采样断面的设置原则,分析了降雨过程中各断面的采样规律.最后讨论了不同区域非点源污染监测的主要特征,提出非点源污染监测方案是非点源污染研究和控制的基础.