非常规水源补给的城市河道型水库水质改善与水生态修复专栏序言

沙河水库是北运河上游水系重要的节点和多源污染的重要聚集处.基于国家水专项北运河项目的“源-流-汇”全过程污染防控思路,沙河水库课题以改善水环境质量、提升水生态功能为目标,统筹“水环境、水资源、水生态和水动力”,识别和诊断其主要问题,研发与集成面向沙河水库的水环境质量改善与水生态修复关键技术;通过水位调控和工程示范,形成了适于非常规水源补给的城市河道型水库水质改善与水生态修复综合集成技术,支撑了沙河水库水环境质量改善及水生态修复综合示范区建设,促进了沙河水库水质改善和水生态功能提升,并支撑“北京市昌平区沙河湿地公园”项目获得了北京市发展和改革委员会批复立项.     

海河70年治理历程梳理分析

海河是中国华北地区最大的水系,承载着京津冀城市群经济社会的发展.为总结海河水生态环境的变化趋势,梳理海河水污染防治与保护的经验,采用文献调研等方法系统整理分析了新中国成立以来海河流域旱涝灾害、水污染事件以及治理和管理措施,将海河治理分为4个阶段:第一阶段（1949—1971年）旱涝灾害频繁发生,遵循“上蓄、中疏、下排、适当滞”思路,进行抗旱防洪等水利工程建设;第二阶段（1972—1995年）流域经济快速发展,水质急剧恶化,以提升防洪标准和强力治理污染源为思路,进行旱涝灾害和水体污染的共同治理;第三阶段（1996—2005年）水体污染趋势得到遏制,以“关、停、并、转”为主要手段进行污染物的源头削减;第四阶段（2006年至今）海河被列入水体污染控制与治理科技重大专项（简称“水专项”）重点示范流域,在“控源减排、减负修复、综合调控”思路指导下,以水专项科技成果为支持,推动流域水体污染的系统治理.与20世纪90年代相比,2019年海河水质明显改善,GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例从1998年的25.3%升至2019年的51.9%,劣Ⅴ类水质断面比例从59.6%降至7.5%.但是海河水污染形势仍然严峻,依然存在水资源短缺、水污染压力大、水生态受损等问题,海河治理应遵循流域水质目标管理的思路,统筹好水资源、水环境、水生态,保障海河生态基流,改善水环境质量,恢复和维护健康河流生态系统功能.      

北运河北京段水生态承载力研究及关键控制要素识别

北运河水系一直存在水资源缺乏、水环境污染、水生态功能不足等问题,未来北京市副中心高标准建设的加速还会增加流域的生态环境负担.因此需明确北运河北京段水生态承载力的时空变化特征,识别其关键控制要素,提升水生态承载力以满足区域发展需求.本文从水资源、水环境、水生态3个方面构建区域水生态承载力评价指标体系,收集1995-2018年北运河北京段的评价指标数据,运用熵权法确定指标权重,分析北运河北京段的水生态承载力状况及关键控制要素.结果表明:1995-2015年,北运河北京段整体处于超载或临界超载状态,2018年水生态承载力有所提升,达到安全承载状态;各子流域间水生态承载力差异显著,其中,位于北运河上游的沙河子流域在1995-2000年处于安全承载状态,在2005-2018年处于临界超载状态,水生态承载状态相对较好,但仍有改善的空间;1995-2018年,清河、温榆河和凉水河等子流域水生态承载状态处于超载状态,水生态承载状态相对较差,需加大水生态承载力提升力度;影响区域水生态承载力的关键要素为河岸带林草覆盖率,其次水环境质量也对水生态承载力具有重要影响.研究显示,北运河北京段水生态承载力的提升需在改善区域生态环境状况的同时加强对水资源的综合利用.      

北运河流域沙河水库的浮游生物群落特征分析

北运河是北京市最重要的排水河道,近年来流域综合治理工作使得其生态环境逐步得到改善.为掌握北运河生态环境的改善状况,本研究于2018年5月-2019年7月基于北运河上游重要节点的沙河水库开展了水生态调查,并通过文献调研,系统对比了近年来北运河水质改善状况.实地调查结果发现,沙河库区及其上下游(以下简称为沙河)浮游植物的主...     

基于“源-流-汇”的非常规水源补给河流水质改善与水生态修复专刊序言

北运河是北京市重要的绿色生态走廊，贯穿联络京津冀协同发展多个关键节点.北运河主要由来自于城市污水处理厂排水等非常规水源补给，其水环境治理和水生态修复不仅是支撑京津冀生态文明建设的核心，而且是支撑北京城市副中心等重点区域水生态环境改善的重要环节.本专刊是国家水专项"北运河项目"团队近年来科研成果的总结，从"源-流-汇"全过程污染防控的角度出发，在"源削减"-多源污染防控、"流改善"-河流水质改善与生态修复、"汇景观"-库区水质改善与生态修复三个方面对研究和实践进行了梳理总结，以期为北运河流域绿色生态廊道构建提供科技支撑.     

北运河粪源微生物分布特征及健康风险评价

河流微生物污染研究对流域水环境保护和公共卫生管理至关重要.本研究以海河流域北运河水系典型河流断面为研究对象,系统评估了北运河水系微生物污染特征及其健康风险.结果表明,北运河水系丰水期的粪源微生物污染严重,大部分断面菌群量超过105MPN·L~(-1),平水期和枯水期粪源微生物菌群量约为103～105MPN·L~(-1),变化不显著;流域内的农业河段粪源微生物最为严重,呈劣五类水体概率超60%,城市河段降雨前后粪源微生物含量变化更明显,部分河流断面的粪源微生物菌群量从103MPN·L~(-1)增长为106MPN·L~(-1); 2017年丰水期,北运河水系粪大肠菌群的单次暴露风险主要在0. 015～0. 035之间,莲花河、马草河、清河下、温榆河下为人体健康风险的关键敏感断面,需重点关注.     

滇池流域水生态环境演变趋势、治理历程及成效

为总结滇池治理成效并系统分析滇池水环境综合治理存在的问题,采用文献调研等方法梳理了滇池水质演变过程及治理与管理措施。将滇池的治理分为4个阶段：1）探索治滇阶段（1988—1995年）,针对滇池水质显著下降问题,初步探索治滇的方式方法;2）工程治滇阶段（1996—2006年）,针对污水排放量、工农业发展取水量增多的情况,采取以点源污染控制为主导的工程治理模式;3）系统治滇阶段（2007—2015年）,2007年滇池被列入国家水体污染控制与治理科技重大专项（简称水专项）,中央和地方协同治理,科学提出了以“六大工程”为主线的综合治污思路,以水专项科技成果为支撑,推动流域水体污染系统治理;4）精准治滇阶段（2016年至今）,形成了“科学治滇、系统治滇、集约治滇、依法治滇”的新思路,加强精细化管理,推进科技攻关与成果应用,滇池水质显著提升。针对当前滇池水生态环境问题仍较严峻,存在水资源匮乏、流域面源污染负荷重、水生态受损等问题,提出“十四五”期间滇池治理应遵循流域水质目标管理的思路,统筹推进水资源、水环境、水生态治理与管理,加快环境基础设施建设,强化流域水体置换,恢复和维护湖泊生态系统功能。     

京津冀地区流域水质目标管理技术集成研究

流域水质目标管理已成为发达国家水环境管理的主要模式。京津冀地区是海河流域的核心区域,也是国家生态环境保护的重点地区。针对京津冀地区水资源、水环境、水生态（简称“三水”）统筹系统管理中面临的水资源短缺和统筹调配能力不足、水环境污染严重和协同治理水平较弱以及水生态退化且稳定性趋向脆弱等问题,从“十一五”“十二五”及“十三五”国家水体污染控制与治理科技重大专项（简称水专项）涉及到京津冀管理技术相关研究内容的项目及课题中提炼关键技术并进行集成,根据技术特点对集成技术从生态水量保障管理技术与政策,基于水资源、水环境、水生态3个方面进行凝练,进一步构建京津冀地区“三水”统筹的流域水质目标管理集成技术体系框架。应用集成技术对京津冀地区重点流域水质目标管理思路的构建展开思考并提出工作建议,以期支撑京津冀地区经济社会与生态环境保护协同发展新形势下水生态环境精细化管理能力提升。     

大汶河水质状况评价和污染源分析

河流水质评价和污染源分析对河流污染治理和有效管理具有重要的意义。基于2019年6月(枯水期)和8月(丰水期)大汶河干流和主要支流21个监测断面16项水质指标的检测数据,综合运用单因子污染指数法、内梅罗污染指数法和因子分析法对大汶河流域水质状况和污染来源进行了评价与分析。结果表明:大汶河流域水体整体水质较差,以Ⅴ类水为主,21个断面枯水期Ⅴ类水质断面占比为66.7%,丰水期Ⅴ类水质断面占比为81%;枯水期大汶河水质明显优于丰水期,且从大汶河上游至下游其水质污染程度逐渐加重;大汶河流域水体中主要污染物为TN、NH~+_4-N、Hg和Se等,属有机污染和重金属污染类型,污染物主要来源于流域耕地面源性污染和冶金、化工、纺织等工业企业工业废水的排放。该研究结果可为大汶河流域水体污染治理提供依据。     

清河流域水生态维持功能评估

利用野外样点调查数据、遥感解译数据和多年降水监测数据,从生物多样性维持功能、生境维持功能和水资源支持功能3个方面对2011年清河流域水生态维持功能进行评估,为"十二五"期间水专项在清河流域开展水环境管理技术实施示范效果评估奠定基础。结果表明:2011年清河流域生物多样性维持功能和生境维持功能较好,而水资源支持功能较差。建议通过开展生态保护工程增加植被覆盖度,增强水资源支持功能和水土保持能力。     

近年全国地表水水质变化特征

采用2012~2020年国家地表水环境质量监测网839个可比断面（点位）数据分析了9年间地表水环境质量变化特征.结果表明,全国地表水环境质量持续改善,Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例稳步上升,劣Ⅴ类比例持续下降;主要污染指标氨氮、总磷和高锰酸盐指数的年均值均呈逐年下降趋势,2020年比2012年分别下降75.9%、48.2%和17.5%.广西、海南和宁夏Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例保持100%,湖北和江西呈逐年下降趋势,其余省份均呈逐年上升趋势;广西、海南、宁夏、湖南和福建劣Ⅴ类水质断面比例保持为0,其余省份均呈逐年下降趋势;广西、江西的总磷和湖北、海南、辽宁的高锰酸盐指数呈逐年上升趋势,其余省份主要污染指标年均值均呈不同程度下降.十大流域主要江河Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例均呈波动上升趋势;劣Ⅴ类比例除浙闽片河流一直为0以外,其余流域均呈波动下降趋势;主要污染指标年均值均呈不同程度下降.2020年,32个重要湖泊中53%处于富营养状态,与2012年相比增加了12个百分点.总体来看,9年间全国地表水水质普遍好转,尤其是"十三五"以来,水污染防治工作取得显著成效,但各省、各流域之间具有差异性,水资源分布不均,水质改善存在不平衡性和不协调性,湖库富营养化趋势不容乐观.未来应统筹水资源、水环境和水生态,在地表水的精准治污和生态修复上着重发力.     

黔南州重安江流域水环境现状及成因分析

从流域尺度研究黔南州重安江水环境质量变化特征,分析流域水环境现状.结果表明:黔南州重安江流域水质在2018年前总体较差,干流除黑塘桥断面外均在2018年消除劣Ⅴ类水体,支流五里桥断面水质在2019年达到Ⅲ类,川恒公司排口下游断面水质在2020年达到Ⅲ类,流域水环境时空异质性显著,上游水质总体优于下游.从超标污染物来看,...     

国外水资源的保护与管理

水资源保护与管理作为政府的一项重要任务在世界各国都极为重视。近几年来,国际上在水资源研究方面主要包括:水资源的综合管理,如流域水资源的综合管理（Comprehensive Management）就是寻求整体最优的流域水资源开发方案,全面保护水资源,如美国的全国性井源保护计划（Wellhead Protection Program）等;水污染治理与恢复,包括水生态环境学研究和水污染等的风险评价以及“水资源银行”的设立等等。     

北京市北运河水系底栖动物群落与水环境驱动因子的关系及水生态健康评价

底栖动物可反映多种生态威胁对水环境的积累效应,与河流水生态系统健康状态密切相关.本研究以北京市典型流域北运河流域为例,基于2015年夏季野外采样调查34个站点水生态数据,对底栖动物群落特征进行分析,采用典型对应分析筛选得到水质驱动因子,利用临界点指示类群分析方法探究关键影响因子的指示物种及其阈值,并基于底栖动物完整性指...     

基于“人工智能”驱动的农村生活污水系统治理专栏序言

伴随流域水污染控制与治理工作的深入,农村分散生活污水治理逐渐成为制约流域水环境改善的关键.同时,农村生活污水治理是人居环境提升、美丽乡村建设以及乡村振兴战略实施的集中体现,事关广大农村居民的切身利益.本专栏是国家水专项“分散污水治理课题”团队近年来科研成果的总结,从污水治理的全生命周期角度出发,尝试通过人工智能赋能治理模式决策、“菜单式”工艺组合、设施运维与监管、长效管理等4个方面对研究和实践进行了梳理总结,构建基于人工智能驱动的农村生活污水治理决策支持系统,以期为北运河流域以及其他区域农村生活污水治理提供科技支撑.     

北运河上游非点源污染负荷模拟与最佳管理措施评估研究

非点源污染是水污染的重要来源之一,揭示非点源污染负荷空间分布特征、筛选并布设最佳管理措施(best management practices,BMPs)对水污染的高效治理有至关重要的意义. 北运河作为北京市重要的排水通道和连接京津冀的重要生态走廊,加强北运河上游非点源污染治理对北运河流域的水质改善至关重要. 然而,当前缺乏针对非点源污染关键源区内布设不同BMPs生态效益评价的研究. 因此,为了解析北运河上游非点源污染空间分布特征,评估关键源区布设不同措施的生态效益,本文基于SWAT模型定量模拟了2019年北运河上游总氮、总磷负荷空间分布特征,并采用单位负荷指数法识别了非点源污染关键源区,同时评估了关键源区布设不同BMPs的总氮、总磷削减效果. 结果表明:①2019年北运河上游流域产生的总氮、总磷负荷分别为126 444.22和12 394.76 kg,呈东南高西北低的空间分布特征,主要来源于城镇用地、耕地和果园等地类. ②北运河上游关键源区分布在东南部17条子流域,占流域总面积的13.16%,产生的总氮、总磷负荷分别占全流域的39.16%和38.10%. ③1/5面积比植被缓冲带的总氮、总磷削减率最高,分别为38.20%和40.37%;2 km河道植草的总氮、总磷削减率最高,分别为19.47%和50.90%;由于关键源区范围内农地面积较小(9.62%),化肥减施措施下污染物削减较低. 研究显示,非点源污染关键源区主要分布在人类活动较多的流域东南部,可通过布设合适的植被缓冲带和河道植草措施,降低关键源区非点源污染负荷.      

创新机制 加大管理促进水专项实施再上新台阶——吴晓青副部长在水专项监督评估情况反馈交流会上的讲话

这次监督评估工作是水专项实施两年以来接受的最为全面、最为系统、最为深人的一次监督检查,既体现了国务院领导对水专项的关心,也体现了三部门和监督评估组对水专项一贯的强有力的支持和指导。对于这次监督评估工作,环境保护部、住房城乡建设部、相关成员单位及有关地方都高度重视,按照监督评估的要求,认真准备、积极配合。特别是水专项领导小组组长周生贤同志专门做出批示,要求高度重视,对发现问题及时整改,通过监督评估使水专项项目实施管理工作上新台阶。生贤同志特别让我代表水专项领导小组以及环境保护部和他本人对三部门,特别是对重大专项办和监督评估组各位专家对水专项的关心和支持表示衷心的感谢。     

2016—2019年长江流域水质时空分布特征

为掌握“十三五”以来长江流域的水环境质量时序变化和空间分布特征,基于国家生态环境监测网2016—2019年长江流域615个可比断面监测数据,从流域主要污染特征、主要超标指标浓度时空变化等方面分析了长江流域水质变化情况.结果表明:2016—2019年,长江流域水质总体好转.依据GB 3838—2002《地表水环境质量标准》评价,Ⅰ~Ⅲ类水质断面比例上升7.2百分点,劣Ⅴ类下降2.8百分点.TP、NH₃-N和COD是长江流域的主要超标指标,2019年三者的浓度较2016年分别下降了28.3%、35.0%和8.0%;从流域不同级别河流来看,三者浓度在干流均为最低;从干流来看,三者浓度较高的断面主要分布在长江中游;TP和COD污染主要来自面源,NH₃-N主要来自点源.研究期间,TP对长江流域水环境污染贡献最大,其断面超标率一直排在首位.针对流域水质分布特征,建议继续加强流域内TP防控,重点加强中游污染治理;同时,优化流域产业结构,进一步改善流域水质和生态环境质量.      

我国十大流域片水污染现状及主要特征

首先介绍了我国十大流域片的水资源现状和2000年COD的排放量，然后着重分析了十大流域的水体水质现状及主要污染特征。结果表明：十大流域2203个监测断面中的43．1％超标，尤以辽河、黄河、淮河和海河超标最为严重，而超标断面以超V类为主；主要的超标因子为氨氮和高锰酸盐指数；尽管重金属、氰化物、砷等超标断面相对较少，但其超标断面的污染程度均比较严重，均为超V类。     

北京市北运河水体中抗生素污染特征及风险评估

为评价北京市北运河水体中抗生素的污染特征和风险水平,采用固相萃取-高效液相色谱-串联质谱联用技术(SPE-HPLC-MS/MS),对北运河流域水体中的抗生素浓度进行了分析.结果表明,12个采样点总浓度为59.19～703.44 ng·L^-1,共检出4类7种抗生素,包括磺胺吡啶、克拉霉素、阿奇霉素、罗红霉素、红霉素、氧氟沙星和林可霉素.其中,克拉霉素、阿奇霉素、罗红霉素、氧氟沙星和林可霉素的检出率为100%,红霉素的检出率为41.67%,磺胺吡啶的检出率为33.33%.与国内部分流域相比,北运河流域水体中阿奇霉素、红霉素和克拉霉素处于较高水平.生态风险评估结果表明,抗生素对藻类的风险为高风险.健康风险评估结果表明,磺胺吡啶、林可霉素、罗红霉素、阿奇霉素和红霉素无潜在健康风险,克拉霉素的人体健康风险为低风险.