基于SWAT模型的金属矿区雨水径流中锰污染负荷分析

通过改进林玉环的汞迁移转化一维模型,并在一定的基本假设下,得到了锰的一维迁移转化动力学模型,利用Fortran语言编程嵌入SWAT模型源程序,在参数敏感性分析后进行改进模型的率定与校正以及敏感性参数的调节分析后,得到金属矿区雨水径流中锰污染负荷分析的SWAT改进模型。运行结果表明,SWAT改进模型能够对雨水径流中锰污染负荷进行较高精度的模拟,其中回归系数(r2)、Nash-Sutcliffe效率系数(Ens)分别为0.88、0.91,符合回归系数和Nash-Sutcliffe系数的评价标准(r2≥0.6,Ens≥0.5),获得锰矿区的污染关键区,与实际矿区污染相符合,为锰矿区及其他金属矿区雨水径流中重金属污染的评测和控制、治理与修复等提供科学依据。     

再生水补水景观湖浮游藻类群落结构特征及与环境因子的关系

在2014年6月至2015年5月,对以再生水为补水水源的天津临港生态湿地公园景观湖区的浮游藻类和水质指标进行逐月监测,应用典范对应分析(CCA)研究了浮游藻类与环境因子之间的关系,评价了湖区的水环境状况。结果表明:共鉴定出浮游藻类7门67属115种(包括变种),硅藻门种类最多,其次为绿藻门和蓝藻门,浮游藻类丰度范围为3.5×106~49×106cells·L~(-1),平均丰度为25.7×106cells·L~(-1),优势藻种主要为链状假鱼腥藻、梅尼小环藻、四尾栅藻、颤藻、项圈藻和卵形隐藻;多样性分析显示,藻类物种多样性一般,结合优势指示种评价水体为中污染富营养型水体;典范对应分析表明,水温、盐度、TN/TP等是影响临港再生水补水景观湖藻类群落结构的主要因素。     

基于农业非点源污染模型的灞河流域径流模拟与分析

以西安市灞河流域为研究对象,运用农业非点源污染模型(AnnAGNPS)开展径流模拟应用研究。基于马渡王省级监测断面日观测数据,以2002—2003年数据校验模型参数,分别对曲线数(CN值)、沟道曼宁系数、土壤有效含水量等敏感性参数进行调试,采用2004—2005年数据验证模型适应性。结果表明:(1)年、月尺度径流模拟的相对误差(Re)在±12%以内,相关系数(R2)、效率系数(Ens)均大于0.80,AnnAGNPS模型能够很好地模拟灞河流域产流规律;(2)研究区年径流深介于66.9~727.6mm,其中乔木林的产流系数最小,耕地的产流系数是乔木林的1.5倍。不同土地利用类型的产流系数及其等级划分为后续非点源关键源区识别提供定量参考,对地方政府开展水质目标管理有一定借鉴作用。     

基于SWAT模型的流域面源污染模拟影响分析

针对流域面源污染模型往往忽略或简化河道内污染物变化过程的缺陷,探讨了河道水质模型对流域面源污染模拟的影响.以太湖流域浙西区的西苕溪流域为研究对象,选取具有一定物理机制的分布式面源污染模型SWAT模型,分别以激活和不激活其嵌套的河道水质模型QUAL2E,即SWAT模型与QUAL2E模型紧密耦合和松散耦合两种情况进行模拟,并比较了对TN及TP的模拟效果.结果表明,丰水期与平水期的模拟结果并没有显著差别;但在枯水期,由于水量较小,河道内污染物变化过程对模拟结果影响较大.同时引入QUAL2K模型,分析认为改进河道水质模型对提高SWAT模型模拟精度有一定的效果.     

APEC会议前后内蒙古重点城市的污染物特征及历史同期对比研究

利用2013年、2014年10月1日至11月13日的污染物浓度监测资料,重点研究了APEC会议前后内蒙古重点城市呼和浩特市.包头市的污染物特征,并与历史同期进行对比。结果表明:(1)APEC会议期间(11月1—12日),呼和浩特市污染日为0d,包头市污染日为2d,比2013年同期分别下降100%、75%;(2)研究期间、呼和浩特市、包头市各污染物日均浓度随时间的变化趋势相似。2014年10月25日政府启动防控措施,两城市各污染物日均浓度明显下降,大幅低于2013年同期;(3)减排前,2014年10月22—24日为呼和浩特市、包头市持续污染期。主要污染物PM_(10)、PM_(2.5)的小时浓度特征与2013年同期相似;(4)不利的气象条件造成2013年10月22日至11月上旬内蒙古重点城市持续空气污染。2014年同期气象条件更差,但10月25日实施减排后,空气污染物迅速消散。     

基于AnnAGNPS模型的灞河流域非点源污染模拟研究

以灞河流域下属子流域为研究对象,运用AnnAGNPS模型对流域内非点源污染特征进行了定量分析,并以非点源污染严重的灞河中游子流域为例,提出不同的非点源污染控制方案。结果表明:AnnAGNPS模型对径流模拟效果总体良好,率定期模拟相对误差(Re)基本在-10%～0,模拟效率系数(Ens)为0.65,相关系数(R~2)为0.81,验证期模拟Re基本在-50%～0,Ens为0.68,R~2为0.71。利用5次降雨事件数据考察AnnAGNPS模型对TN、TP污染负荷的拟合精度,AnnAGNPS模型对4次降雨的TN污染负荷模拟Re控制在-13%～5%,3次TP污染负荷模拟Re维持在-12%～40%;在非点源污染控制方案中,耕地变换成林地对TN、TP污染负荷的削减效果非常显著,假设灞河中游小流域耕地变为林地的转变率分别为30%、50%、100%时,TN污染负荷削减28.20%、43.01%、78.23%,TP污染负荷分别削减33.55%、53.94%、66.81%。     

香溪河流域土地利用格局演变对非点源污染的影响研究

以分布式模型SWAT为研究工具,在气候、土壤等因素不变的情况下,模拟了三峡库区香溪河流域土地利用格局演变对于非点源污染的影响.研究结果表明,自20世纪80年代至2007年,研究区由土地利用所造成的非点源污染TN总体呈减少趋势,4种土地利用情景下模拟得到的年均非点源污染TN分别为1 841.60、824.86、1 790...     

河水受百年一遇大旱后城市降雨径流的污染与治理

2009年入秋至2010年春,中国西南地区发生了百年一遇的特大旱灾。为探讨河水受百年一遇大旱后降雨径流污染的状况,对昆明典型交通干道路面的降雨径流和河水水质进行了监测,分析了大旱后降雨径流污染的严重性和对河水水质的影响,并考察了曝气塘—浮石床水平潜流人工湿地复合系统处理大旱后由城市降雨径流污染导致的重污染河水的效能。结果表明,大旱后的前3场降雨径流污染程度较正常雨季降雨径流污染程度严重,SS、COD、TN及TP浓度平均高出1.3倍。大旱后的前3场降雨径流溢流会对河流造成严重污染。该复合系统在塘调蓄—循环处理运行工况下能有效处理大旱后的重污染河水,对SS、COD、TP、TN和NH4+-N的平均去除率分别为98%、90%、96%、60%和90%,出水均达《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)一级A标准。     

再生水补水人工湖水域聚类划分及水质指标时空分布特征

以天津临港生态湿地公园人工湖水质和水文的调查数据为依据,运用相关性分析和聚类分析将研究水体划分为3类水域。研究了不同聚类水域水温、DO、p H、氮磷营养元素以及Chla的时空分布特征。结果显示,DO、硝态氮、TN、TP与流速呈显著正相关,水温、SS与流速呈显著负相关。Chla与水深呈显著正相关,TN、硝态氮与水深呈显著负相关。断面宽度与所有理化指标均没有显著相关性。3种水域在监测期间N/P比(TN/TP)显示湖泊正在从氮营养元素限制型(N/P7)向适宜藻类生长的营养类型过渡。富营养化评价显示,再生水为补水的临港人工湖在监测期间水质已处于中度富营养,主要贡献因子为COD和TP。     

人工湿地数学模型模拟与应用

人工湿地生态系统具有投资低、出水水质好、抗冲击力强、增加绿地面积和操作简单等优点,在国外得到了较好应用.综述了人工湿地净化技术及湿地模型的研究进展,重点介绍了国外已经成功验证与应用的3种人工湿地模型的开发情况.同时应用某人工湿地的实测数据,通过对模型的验证和率定,表明模型在评估湿地功能和优化设计上的实用性.最后,对人工湿地模拟模型的应用前景及存在问题进行了评述.     

气象因素对大气污染物影响的季节差异分析及预测模型对比—— 以深圳为例

以深圳为例,通过收集其2014年9月至2017年8月的地面气象观测数据、大气污染物PM_(2.5)和PM_(10)浓度数据及空气质量指数(AQI),利用SPSS软件分别构建线性回归模型与非线性多层神经网络(MLP)模型,探讨了气象因素对PM_(10)、PM_(2.5)及AQI影响的季节性差异,并利用构建的两种模型对PM_(2.5)、PM_(10)和AQI进行预测和对比。结果表明,气温、湿度、风速及风向均对深圳PM_(2.5)、PM_(10)及AQI有较大影响,且影响因素存在季节差异性;两种模型中,MLP模型在对复杂多变的空气质量预测上更具优越性。研究结果可为深圳空气质量优化以及城市局部和整体规划提供科学依据,并为其他城市空气质量模拟分析提供参考。     

基于污水厂尾水的人工湿地系统中水体氮的水流方向分布特征及污染评价

天津临港人工湿地是以污水厂尾水为水源的组合人工湿地,为探究其水体形态氮的分布特征和污染状况,以该湿地系统为研究对象,采集并分析了湿地水样,基于GIS克里格插值法,对湿地水体形态氮和典型理化性质的分布和污染特征进行了研究,结合单因子污染指数法评价了水体污染程度。结果表明:湿地水体TN浓度为0.657～5.576 mg·L~(-1),其中NO_3~--N(0.095～3.920 mg·L~(-1))浓度相对较高,占TN的49.2%;沿水流方向,TN、NO_3~--N和NO_2~--N的分布趋势基本一致,从入水口至景观湖呈逐渐降低趋势;NH_4~+-N的分布相对复杂,在潜流和表流湿地下游与景观湖交汇处浓度最高,表流湿地浓度最低;pH和EC分别对NH_4~+-N和NO_3~--N的分布特征具有较大的影响作用。根据单因子污染指数法,湿地水体TN超标(P_i1),调节塘TN污染最为严重,调节塘可作为TN优控区。以上结果有助于深入认识以污水厂尾水为水源的组合人工湿地中氮污染物的赋存形态及分布特征。     

滨河湿地对农业非点源氮污染控制研究进展

氮素是农业径流最重要、最普遍的水体污染物。滨河湿地因受到陆地生境和水生生境双重影响而显得非常独特,作为重要的陆地和水生环境的生态交错带,滨河湿地能够阻断和改变水运污染物,特别是农业径流中的氮排入临近的小溪和河流。植物吸收和反硝化作用是滨河湿地两种最重要的截留和缓解氮负荷的有效途径,氮素可以通过生物转化、植物吸收、微生物暂时固氮等方式去除,但是永久性的去除氮却是通过反硝化过程来完成的。为了系统认识和了解滨河湿地生态系统对农业非点源氮污染控制过程,通过大量文献分析讨论了滨河湿地对农业非点源氮的净化能力、净化机制及其影响因素,并结合我国研究现状展望了该领域的研究前景。滨河湿地对农业非点源氮污染的控制作用研究将成为滨河湿地生态系统服务功能评价、滨河湿地生态系统健康与稳定的诊断和退化滨河湿地生态系统修复的重要基础理论。     

地表和地下径流养分输出通量估算方法研究

基于养分通量—基流—直接径流(LBD)模型、LOADEST模型和递归数字滤波技术,建立了一套地表和地下径流养分输出通量估算方法。以浙江省珊溪水库源头溪流之一——峃作口溪地表和地下径流TN输出通量的估算为例,展示了此方法的估算过程。结果表明,地下径流对峃作口溪TN输出通量的年贡献率为72.2%~74.7%,约为地表径流年贡献率的2.5倍。此方法只需要离散的水质数据和连续的径流量数据,就能够同时区分任意时间尺度下地表和地下径流养分输出通量,为流域水环境污染控制和管理提供依据。     

城市降雨径流人工湿地处理的效能研究

根据广东省东莞市同沙水库集水区的降雨径流的平均水质特征,采用改进的人工湿地系统对其污染物的降解效果和耐冲击负荷能力进行了模拟研究,实验中人工模拟城市降雨径流污染物平均浓度COD为169.19 mg/L、TP为0.58 mg/L、TN为5.69 mg/L和NH4+-N为3.69 mg/L.实验结果表明,该湿地系统各对污染...     

基于北京清河流域水质提升的入河排污口排放要求确定策略研究

为探究基于流域水质目标的入河排污口排放标准与排污许可的实施路径,以北京清河为例,通过入河排污口实地摸排,确定了22个入河排污口和5个河道断面,并于2019年3—10月对27个采样点进行12次水样采集,对水样COD、氨氮、TN和TP进行检测。基于研究河段实测数据,应用MIKE11模型构建流域水动力水质模型,分析3种情景组合的截污纳管方案(方案1)、截污减排方案(方案2)对河段水质的改善效果,以及减排方案在雨期、非雨期对河段水质的污染影响。结果表明:(1)与方案1相比,方案2下研究河段水质状况明显改善,下游出水断面(Q5断面)的COD、氨氮、TN和TP模拟值分别降低49.08%、61.27%、65.80%、63.86%;COD、氨氮、TN和TP排放总量分别削减了541.95、46.13、216.79、8.30t/a。(2)雨期雨水汇入河段后,各污染物达标情况反而恶化,因此应做好入河排污口的污染管控,科学控制入河排污口雨期污染。     

不透水表面雨水径流污染物冲刷规律研究

针对雨水径流污染冲刷模型中降雨强度与污染物冲刷存在的时间差问题,采用有效降雨强度替代降雨强度,建立了径流污染物冲刷模型,并利用建立的模型对不透水表面雨水径流污染物冲刷进行了模拟。结果表明,模型对SS、COD、TN和TP模拟的相关系数R2平均为0.87、0.81、0.93和0.89,具有较高的模拟精度。SS、COD、TN和TP的冲刷系数分别为0.77、0.66、0.92和0.74 mm-1,TN的冲刷系数略高,但总体相差不大。SS、COD、TN和TP均显示了较强的初期冲刷效应,在有效降雨强度为4 mm时,截留初期雨水径流量的35%~40%,即可控制70%以上雨水径流污染物。建立的模型可应用于研究不透水表面的雨水径流污染物冲刷规律,为雨水径流污染物控制提供理论计算依据。     

生物炭与纳米碳对模拟植被缓冲带截留氮、磷污染物的影响研究

城市非点源污染是城市地表水体环境污染的主要原因,河岸植被缓冲带(以下简称缓冲带)是截留地表径流污染入河的有效措施.通过模拟实验法,利用土壤、植物(西伯利亚鸢尾(Iris sibirica L.))、生物炭与纳米碳构建缓冲带,对比不同添加量的生物炭与纳米碳对缓冲带拦截模拟径流入渗速率和模拟径流中主要污染物的影响.结果表明...     

青岛市居民区降雨径流重金属的特性分析

为研究青岛市居民区降雨径流重金属的特性,在2014年7月22日和9月28日采集降雨径流样本45个,并化验分析了其中重金属Cd、Cu、Pb、Zn的含量。在此基础上,进一步分析了这些重金属的平均浓度、相关性、初期冲刷效应等。研究发现,降雨径流重金属Cu、Pb、Zn对城市水环境的污染不明显;而两场降雨径流重金属Cd差异明显。受干期长度和周边环境的影响,降雨径流重金属Cd有可能对城市水环境造成污染。降雨径流重金属Cu、Pb、Zn具有较强的相关性,而Cd与其他重金属之间相关性则较弱。降雨径流初期冲刷效应与降雨强度密切相关,降雨强度越大,初期冲刷效应越明显。研究结果可以为青岛市和其他城市居民区降雨径流重金属污染预测和控制提供科学依据。     

鸭绿江口湿地沉积物-上覆水重金属环境质量状况及其生态风险评价

基于代表鸭绿江口湿地不同区域的34个研究点位的调查数据,利用内梅罗指数法对其沉积物-上覆水重金属环境质量状况进行评价,再利用Hakanson潜在生态风险指数法对表层沉积物的生态风险进行评价。结果表明,鸭绿江口湿地表层沉积物质量处于较清洁水平,而上覆水水体质量属于轻污染水平,总体表现为自鸭绿江河口到大洋河口污染强度逐渐降低的趋势。鸭绿江口湿地表层沉积物重金属潜在生态危害系数和潜在生态风险指数均较低,属于低污染水平,Cd和Cu是潜在生态危害较大的因子。鸭绿江主河道和西水道部分区域表层沉积物污染较为明显,Cu、Pb是鸭绿江口湿地的主要污染因子。