1960—2014年松花江流域降雨侵蚀力时空变化研究

基于松花江流域及其邻近61个气象站1960—2014年逐日降雨数据,采用Mann-Kendall非参数趋势检验、小波周期分析和地统计插值方法,分析流域内不同地形区和子流域年降雨侵蚀力时空分异特征及其影响因素。结果表明：1）松花江流域多年平均降雨侵蚀力为1 717.6 MJ·mm·hm^-2·h^-1·a^-1,呈波动变化趋势,存在以15.2 a为主周期和4.7 a为小周期的周期性变化特征,且在1982和1998年发生显著突变;2）松花江流域降雨侵蚀力空间分布特征与降雨量分布特征基本一致,自东南向西北递减,与东南季风的影响区域相吻合;流域年降雨侵蚀力变化趋势呈现明显的区域分异,在流域西北地区年降雨侵蚀力呈增加趋势,而在中部平原区的东北部和西南部呈现下降趋势;3）年降雨侵蚀力随地形的变化表现为东部丘陵山地区>中部平原区>西部山地区。在东部丘陵山地区年降雨侵蚀力与经度、纬度显著相关（P<0.01）,而在中部平原区和西部山地区降雨侵蚀力与海拔、经度和纬度关系不甚明显;4）流域内各子流域年降雨侵蚀力存在明显分异,年降雨侵蚀力在各子流域的变化趋势表现为从第二松花江流域到流域中游再到嫩江流域呈依次降低趋势,其分布特征与降雨量的分布一致,各子流域年降雨侵蚀力均呈不显著的降低趋势。     

淮河流域农业非点源污染空间特征解析及分类控制

农业非点源污染是导致流域水质恶化的重要原因,识别流域内关键源区并加以重点控制是流域非点源污染治理的最有效手段.以淮河流域为研究对象,采用清单分析法核算了流域173个县(市、区)的畜禽养殖、农村生活、农田种植、水产养殖4种污染源化学需氧量(COD)、总氮(TN)、总磷(TP)排放量和排放强度.利用SPSS和GIS软件对污染排放强度进行聚类分析、敏感性评价及空间解析,解析出流域非点源污染的敏感地区、重点污染源及其空间分布特征,并依据污染源贡献大小对流域进行分类控制.结果表明,2009年淮河流域农业非点源COD、TN、TP排放量分别为206.74×104t、66.49×104t、8.74×104t;排放强度分别为7.69、2.47、0.32 t·hm-2;COD、TN、TP排放比重分别为73%、24%、3%.识别出COD、TN、TP的主要贡献污染源为畜禽养殖和农村生活;解析出淮河上游沙河、颍河、北汝河、贾鲁河以及清潩河等子流域为整个流域非点源污染的敏感区和优先控制区,畜禽养殖为流域优先控制区中的重点污染源.畜禽污染型和综合污染型分别是流域污染贡献率最高和控制难度大的污染类型.     

辽河流域非点源污染空间特征遥感解析

应用遥感技术研究了辽河流域非点源污染发生特征.将环境卫星遥感数据耦合非点源(non-point Source,NPS)污染负荷估算模型,探索基于遥感像元尺度的非点源污染估算方法,目的是分析2010年辽河流域非点源污染特征,从而明确非点源污染的重点防治区和防治措施,为辽河流域水环境污染防治提供技术支持.结果表明,2010年辽河流域总氮排放量为10.3万t,总磷排放量为0.68万t,化学需氧量排放量为13.1万t,氨氮排放量为1.8万t;目前,对于辽河流域主要的非点源污染类型为农业面源;2010年辽河流域面源污染对水质污染的贡献率表现为总氮67.4%,总磷76.4%,化学需氧量39.4%和氨氮21.9%;空间分布上辽河流域的南部是污染最严重的地区,其次是东北部.本研究结合遥感技术发展了以遥感像元为基本模拟单位的非点源污染负荷估算方法,明确了2010年辽河流域的非点源污染产生量和空间分布特征,为辽河流域污染治理防治工作提供了理论依据.     

松花江水中总汞的时空分布研究

为研究松花江水中总汞含量的时空分布特征,分别于2005年春汛期(4月)和夏汛期(8月)对松花江白山至同江江段进行了采样分析.结果表明,总汞含量为0.021～0.173μg·L-1,均值为0.096μg·L-1.总体上来讲,五棵树至白石江段江水中的总汞浓度较高.另外,由于附近金矿的汞排放,红石水库的总汞含量也较高,达到了0.111μg·L-1.总汞含量呈现明显的年内季节性变化和年际变化特征,主要表现为夏汛期总汞含量高于春汛期,1975～2005年总汞含量总体上呈下降趋势.经调查分析,沉积物再悬浮作用及其向水中的汞释放是导致松花江水总汞时空分布变化的主要原因,江水中较高的汞含量可能仍将维持较长的时间.     

1958—2009年松花江流域降水时空演变特征

利用松花江流域降水资料,采用克里格(Kriging)法进行插值,用Mann-Kendall秩次相关法分析降水系列的变化趋势,用集中度和集中期分析降水量年内分配特征等,分析了流域降水特征时空变化。结果表明:①1958—2009年52 a来流域年降水呈不显著减少趋势,降水由东部向西部递减,绝大部分地区年降水呈不显著减少趋势;②年内降水不均匀,大多集中在5—9月,6—8月最为集中,汛期(6—9月)降水占全年77.65%,呈不显著减少趋势;③流域年降水集中度很大,多年均值为0.682,呈东南小西北大的特点。年降水集中期为181.90°~187.68°,最大降水一般出现在7月20—26日,集中期地域差异不大,总体呈北高南低的特点,年降水集中度减少趋势不显著,集中期呈显著减少趋势。     

北运河上游非点源污染风险空间分布特征研究

非点源污染是流域水环境污染的重要原因之一,非点源污染风险分区是有效治理水污染的重要前提.本文采用指数函数法改进潜在非点源污染指数(Potential Non-Point Pollution Index,PNPI)模型基于专家评价法主观赋权的不足,并采用改进后的PNPI模型解析北运河上游流域非点源污染风险空间分布特征.结...     

海河流域农业面源污染潜在风险识别方法

在综合分析农业面源污染风险源汇因子的基础上,筛选出影响海河流域农业面源污染的8个主要因子（年降水量、溶解态面源污染物入河系数、吸附态面源污染物入河系数、年植被覆盖度、坡度、土壤可侵蚀性因子、农田氮表观平衡量和农田磷表观平衡量）,建立了农业面源污染潜在风险识别指标体系,采用多因子综合分析法对海河流域农业面源污染潜在风险等级进行评价,并与DPeRS模型风险识别结果进行偏差分析.结果表明,海河流域有61.91%的区域存在农业面源污染潜在风险,集中分布在流域的中部和南部地区,高风险区主要分布在北京市东南部、天津市中部、流域山东段东北部和河南段南部等区域;与DPeRS模型识别结果对比验证,显示同一风险等级面积相差不超过12%,且高风险级别面积相差仅为0.12%,97.17%以上的区域均为偏差小或无偏差,表明该识别方法具有与DPeRS模型法同等水平的农业面源污染潜在风险识别精准度,可实现区域农业面源污染潜在风险的快速、高效识别.     

海河流域农村非点源污染现状及空间特征分析

采用污染排放系数法估算了2008年海河流域农村生活源、畜禽分散养殖、农田化肥流失3个主要农村非点源COD、TN、TP和NH3-N 4种污染物的排放量,并对其排放强度和空间分布特征进行了分析.结果表明,海河流域农村非点源污染源排放COD、TN、TP和NH3-N总量分别为2435826, 3042079, 540568, 1798760t/a,平均排放强度分别为11.10, 13.97, 2.98, 8.28t/(km2·a).海河流域内河北省的3个农村非点源的4种污染物排放量均居首位,农村居民生活源对海河流域非点源污染贡献最大,是流域非点源污染控制最主要的对象;子牙河水系农村非点源污染物排放总量最大,而徒骇马颊河水系排放强度最大,是海河流域内污染最严重的水系,其首要非点源污染源是山东省的农村生活源.流域内非点源污染排放量和排放强度均呈现区域性分布,山区和平原区分别呈现出低污染等级和高污染等级.     

中国北方某流域不同污染源污染贡献分析研究

研究了中国北方某流域不同污染源的污染贡献,结果表明：COD贡献量点源为719.21 t,农业面源污染为7 488.02 t,农业面源污染是该流域水环境污染的主要来源.农业面源污染物等标污染负荷总量为8 359.44×106 m3/a.不同污染源污染贡献比例：农田化肥占49.24％、畜禽养殖占35.10％、农村生活占14.69％、农作物秸秆仅占0.97％.污染物贡献量比例.TN占56.46％、TP占39.06％、COD仅占4.48％.     

晋江流域污染负荷空间分布及关键源区识别

提出了利用水文和水质同步监测资料计算流域污染负荷空间分布的一般程序,并探讨了采用污染负荷贡献与集水区面积占比关系识别流域污染关键源区的方法,并在晋江流域进行了实例应用.结果表明:晋江下游取水口金鸡断面污染负荷主要来自东溪和西溪,枯水期CODMn、NH3-N和TP负荷分别是226.8、27.1和17.1g/s,占丰、平水期的18%~67%.丰、枯水期东溪和西溪对金鸡断面污染负荷贡献基本相当,而平水期西溪贡献显著大于东溪.晋江流域污染关键源区分别为蓬壶-长厅桥区间、长厅桥-港龙区间、横口-园美区间等5个断面区间,该关键源区识别方法不仅较好反映了污染物浓度和污染负荷在流域内的空间分布,同时还指出了主要污染物及敏感时期,可为后期的污染治理提供依据.本研究提出的污染负荷贡献计算程序以及关键源区识别方法具有较好的普适性,可为其他流域提供借鉴.     

松花江流域省界缓冲区典型断面水质状况分析研究

以松花江流域省界缓冲区典型监测断面数据(2007-2014年)为基础,利用内梅罗污染指数法对流域水质情况进行综合评价,结合年变异系数和相关系数探究水质年际、年内变化趋势.根据监测断面数量和Ⅲ类及以上水比例变化情况分析省界缓冲区水质状况.根据水质特点确定主要超标项目,结合单因子评价法分析主要监测断面的水质类型、年际变化情况,并对监测指标相关性和超标率进行分析.根据上述分析结果,提出针对松花江省界缓冲区的监管对策及建议.     

利用控制单元识别松花江流域水污染防治重点

将松花江流域划分为27个控制单元,分析各控制单元水环境与水污染现状,筛选水域敏感性强、水质超标严重、排污强度大的控制单元作为优先控制单元,形成松花江流域水污染防治重点区域;结合全流域水污染防治重点问题及领域,确定各优先控制单元重点治污方向,形成松花江流域"十二五"水污染防治重点。结果表明,松花江大庆市段、松花江哈尔滨市段、伊通河长春市段、嫩江齐齐哈尔市段、嫩江松原市—白城市段、饮马河长春市—吉林市段6个控制单元为松花江流域重点治污区域,涉及大庆市、哈尔滨市、长春市等重点城市点源治理、齐齐哈尔市农业种植结构调整、环境风险防控等重点治污方向。     

松花江流域河流沉积物中多氯联苯的分布、来源及风险评价

为查明松花江流域沉积物中多氯联苯(PCBs)分布、来源及污染现状,利用GC-ECD和GC-MS测定松花江流域沉积物中PCBs含量,并运用美国国家环保署法(EPA)、加拿大沉积物环境质量标准(SQG)和潜在生态危害指数法(Er)对沉积物中PCBs生态风险进行评价.结果表明,河流沉积物中均有2～10氯代的PCBs同系物被检出;松花江流域沉积物中PCBs含量介于0.83～125.53 ng.g-1,其中嫩江为0.83～4.44 ng.g-1,第二松花江为12.44～125.53 ng.g-1,松花江干流为1.74～6.25ng.g-1;沉积物中PCBs含量最高的是第二松花江,主要来源于沿江分布的与油漆、绝缘材料等工业品有关的污染源,其它河流沉积物中以二氯联苯为主的PCBs主要来源于大气沉降.3种方法(EPA、SQG、Er)的风险评价显示第二松花江沉积物中的PCBs已达到中等到较强程度的污染,其它河流沉积物中的PCBs暂无生态风险.     

松花江流域面源污染特征与防治对策

在概述松花江流域水环境状况的基础上,分析了其面源污染的特征,农药流失、超量和不合理施用化肥、规模化养殖、生产、生活污水排放是流域面源污染的主要来源。结合面源污染特征等因素,有针对性地确定治理技术,如加强对面源污染防治工作重要性的认识、作好面源污染监测和防治技术示范推广工作、发展循环型农业等,提出了保护与治理可行的污染防治对策。     

阿什河流域农业非点源污染负荷及现状评价

阿什河流域农业非点源污染物等标污染负荷总量为5 572.96×106m3/a。不同污染源污染贡献比例:农田化肥占49.24%、畜禽养殖占35.10%、农村生活占14.69%、农作物秸秆仅占14.69%0.97%。污染物贡献量比例:TN占56.46%、TP占39.06%、COD仅占4.48%。对农业非点源污染的等标污染负荷量进行聚类分析,结果表明:阿什河流域按区域污染贡献大小可分为四类区域。     

Agricultural non-point nitrogen pollution control function of different vegetation types in riparian wetlands： A case study in the Yellow River wetland in China

Riparian wetland is the major transition zone of matter, energy and information transfer between aquatic and terrestrial ecosystemsand has important functions of water purification and non-point pollution control. Using the field experiment method and an isotopetracing technique, the agricultural non-point nitrogen pollution control function of di erent vegetation types in riparian wetland wasstudied in the Kouma Section of the Yellow River. The results showed that the retention of agricultural non-point nitrogen pollutionby riparian wetland soil occurs mainly in top 0–10 cm layer. The amount of nitrogen retained by surface soils associated with threetypes of vegetation are 0.045 mg/g for Phragmites communis Trin Linn, 0.036 mg/g for Scirpus triqueter Linn, and 0.032 mg/g forTypha angustifolia Linn, which account for 59.21%, 56.25%, and 56.14% of the total nitrogen interception, respectively. Exogenousnitrogen in 0–10 cm soil layer changes more quickly than in other layers. One month after adding K15NO3 to the tested vegetation,nitrogen content was 77.78% for P. communis Trin, 68.75% for T. angustifolia, and 8.33% for S. triqueter in the surface soil. After threemonths, nitrogen content was 93.33% for P. communis Trin, 72.22% for S. triqueter, and 37.50% for T. Angustifolia. There are largedi erences among vegetation communities respecting to purification of agricultural non-point nitrogen pollution. The nitrogen uptakeamount decreases in the sequence: new shoots of P. communis Trin (9.731 mg/g) > old P. communis Trin (4.939 mg/g) > S. triqueter(0.620 mg/g) > T. angustifolia (0.186 mg/g). Observations indicated that the presence of riparian wetlands as bu ers on and adjacentto stream banks could be recommended to control agricultural non-point pollution.     

Nitrobenzene biodegradation ability of microbial communities in water and sediments along Songhua River after a nitrobenzene pollution event

More than 100 t of nitrobenzene (NB) and related compounds were discharged into the Songhua River, the fourth longest river in China, because of the world-shaking explosion of an aniline production factory located in Jilin City on November 13, 2005. As one of the efforts to predict the fate of residual NB in the river, NB biodegradation abilities of the microbes in the water and sediments from different river sections were evaluated systematically. The results indicated that microbial communities from any section of the river, including one section at the upper stream of the NB discharging point, had the ability to biodegrade NB under aerobic (for river water samples) conditions at 22±1℃ or anaerobic (for sediment samples) conditions at 10±1℃. NB degradation rates of microbial communities in the downstream sites were markedly higher than those in the upstream site, indicating that the NB degradation abilities were enhanced because of the pollution of NB. Aerobic degradation got neglected at a temperature of 10℃ or lower. The production of nitrosobenzene and aniline during the aerobic biodegradation suggested the existence of at least two different NB degradation pathways, and the occurrence of the catechol-2,3-dioxygenase (C23O) gene and the significant decrease of dissolved organic carbon (DOC) indicated that NB could be mineralized under aerobic conditions. Although it was a fact that the river have frozen-up during the NB accident, it was speculated that biodegradation was not the major process responsible for the decrease of NB flux in the river.     

松花江上游金矿开采区环境中汞污染的空间分布特征

采用俄罗斯Lumex公司生产的RA-915+汞自动分析仪采集松花江上游桦甸金矿开采区环境中的气态总汞,并同步采集水体、土壤和植物样品,测定各环境要素中的汞含量,旨在研究金矿开采区周围大气汞的分布特征、影响因素及其与其它环境要素的相关性.结果表明,环境中大气汞污染的时间分布规律为夏季大于秋季,傍晚高于午间;空间分布规律以金矿开采和汞源为中心随距离加大而逐渐衰减;金矿开采区附近环境要素中汞污染的规律为:沉积物土壤植物水,植物中总汞污染特征为:根茎叶,秋季植物中汞的含量普遍大于夏季,这与植物随生长发育不断通过土壤向体内富集污染元素有关.无论夏季还是秋季,气汞与植物根部的相关性均最高,分别为0.83和0.97.     

Nitrobenzene biodegradation ability of microbial communities in water and sediments along the Songhua River after a nitrobenzene pollution event

More than 100 t of nitrobenzene (NB) and related compounds were discharged into the Songhua River,the fourth longest river in China,because of the world-shaking explosion of an aniline production factory located in Jilin City on November 13,2005.As one of the efforts to predict the fate of residual NB in the river,NB biodegradation abilities by microbes in the water and sediments from different river sections were evaluated systematically.The results indicated that microbial communities from any section ...     

Agricultural non-point nitrogen pollution control function of dierent vegetation types in riparian wetlands: A case study in the Yellow River wetland in China

Riparian wetland is the major transition zone of matter, energy and information transfer between aquatic and terrestrial ecosystems and has important functions of water purification and non-point pollution control. Using the field experiment method and an isotope tracing technique, the agricultural non-point nitrogen pollution control function of dierent vegetation types in riparian wetland was studied in the Kouma Section of the Yellow River. The results showed that the retention of agricultural non-point ...