基于陆海统筹的流域一海湾水环境测管协同模式研究

流域—海湾是推动国家陆海统筹战略和生态文明建设的主战场,基于陆海统筹构建水环境测管协同模式是实现水环境治理与海岸带可持续发展的关键。本文以福建省九龙江流域—厦门湾为例,通过梳理其水环境污染治理实践,识别了流域—海湾水环境系统监测与管理过程中存在的关键问题,进一步提出构建陆海统筹的监测—管理协同治理新模式的建议:通过健全流域—海湾监测管理评估协同机制、加强基于生态系统健康监测与管理、推动建设陆海一体化生态环境信息智慧协同平台等对策,提升九龙江流域—厦门湾水环境治理现代化水平,为新时代流域—海湾系统水环境综合治理提供科技支撑。     

基于陆海统筹的流域—海湾水环境测管协同模式研究

流域—海湾是推动国家陆海统筹战略和生态文明建设的主战场,基于陆海统筹构建水环境测管协同模式是实现水环境治理与海岸带可持续发展的关键。本文以福建省九龙江流域—厦门湾为例,通过梳理其水环境污染治理实践,识别了流域—海湾水环境系统监测与管理过程中存在的关键问题,进一步提出构建陆海统筹的监测—管理协同治理新模式的建议：通过健全流域—海湾监测管理评估协同机制、加强基于生态系统健康监测与管理、推动建设陆海一体化生态环境信息智慧协同平台等对策,提升九龙江流域—厦门湾水环境治理现代化水平,为新时代流域—海湾系统水环境综合治理提供科技支撑。     

基于陆海统筹的河口区生态环境管理对策研究

坚持陆海统筹,是新时代我国加快海洋强国建设的基本原则和重要内容.在生态环境领域,河口区地处陆海交汇区域,是破解陆海统筹环境管理难题的关键区域.目前,河口区环境监督管理存在管理边界不明确、生态环境监测覆盖面不足、缺乏生态环境评价标准等问题.新形势下,亟需进一步优化完善河口区陆海统筹生态环境管理体系,破除陆海空间界限和行政管理壁垒,优化陆海衔接、海陆协同的污染防治体系,建立陆海一体、区域联动的生态环境管理体系.因此,本文提出河口区陆海统筹生态环境质量监管对策,包括划分河口水体管理单元、建立河口区生态环境评价体系、构建河口水环境基准体系、开展流域-河口-近岸海域污染协同治理、建立信息共享和智慧监管平台等,强化河口区生态系统完整性评估,为推进河口区域联动机制的建立及陆海统筹环境管理提供借鉴.     

面向水环境现代化治理的绩效评估与优先区识别——以九龙江流域-厦门湾为例

以福建省九龙江流域-厦门湾为例,构建了水环境治理绩效评估框架进行综合评估.结果显示,2011~2018年九龙江流域-厦门湾的水环境治理经历3个阶段,治理水平逐步上升,但存在陆源氮磷输入控制有待进一步加强、自然海岸生态修复亟需统筹等问题.结合InVEST模型、克里金插值等方法,借助污染物“源-汇”空间分析手段识别治理优先区,发现厦门岛排污口为氮磷输出主要点污染源、流域东南区域为主要面污染源,而厦门湾西海域是承接污染物的主汇区.进而提出源汇空间绩效科学评估、陆海统筹社会-生态系统监测与管理、适应自然的生态工程解决方案等现代化治理对策.     

莱州湾陆海污染源多级监测和评价分析系统

渤海是我国唯一半封闭型内海,是我国近岸海域环境问题最为突出的海区之一。近年来由于国家对渤海环境保护和治理工作不断重视,其水质恶化势头得到遏制,但由于缺乏陆海统筹、部门区域联动的控制机制,制约了减排措施的有效实施。而构建支撑陆海协同监控和评价的信息化和智能化系统是解决该问题的关键措施。本文以莱州湾为典型应用场景,通过构建陆海污染源多级监测和评价分析系统,实现高精度多级陆海联动的入海通量监测评估、污染源解析、海域水质变化和入海排污响应分析等主要功能,进而为阐明渤海水质变化和陆源排污关系,建立污染物入海总量控制技术体系和高效精准的减排方案提供参考决策平台。     

论重点海域综合治理攻坚战总体思路及主攻方向

本文全面分析渤海、长江口—杭州湾、珠江口邻近海域生态环境现状,提出三个区域生态环境持续改善的需求,阐述深入打好重点海域综合治理攻坚战的重要意义和总体思路,指出“十四五”时期,陆海统筹实施综合治理攻坚战的主攻方向是强化陆海统筹的氮磷污染物联防联控,深化河流—海洋生物生态协同保护,推进海洋环境风险精准防控,建设各具特色的美丽海湾。     

陆海统筹推动海洋生态环境保护的几点思考

2018年,国家海洋生态环境管理体制发生重大变化,原国家海洋局的海洋环境保护职责划入新组建的生态环境部,打通了"陆地和海洋",为系统推进海洋生态环境质量改善奠定了基础。本文基于海洋生态环境问题的研判分析,在尊重和把握陆海是一个生命共同体的基础上,提出了强化陆海规划统筹、推进陆海功能协调、加强陆海标准衔接、统筹陆海治理行动、统一督察考核执法的工作建议,并对陆海统筹的目标体系、任务体系、治理体系、法律体系等关键问题进行了分析,以推动流域海域环境问题的协同解决。     

流域?河口?渤海近岸海域污染防治机制研究

渤海是半封闭型内海,陆源污染是渤海海洋环境污染的主要原因。以海洋本身为空间范围进行污染防治仍是末端控制的方法。以陆海统筹和基于生态系统的海洋综合管理理论为基础,将渤海污染防治的空间范围延展到入海河流,构建流域?河口?近岸海域污染防治机制,实行海陆一体化的污染防治战略,有利于解决渤海的环境问题。流域?河口?渤海近岸海域污染防治机制可以从污染防治协调管理、总量控制、科学规划和生态补偿等方面进行制度设计。     

以水环境质量改善为核心建立监督指导农业面源污染治理制度框架

本研究通过文献梳理及资料调研对我国农业面源污染监管的现状进行了分析,结果表明:(1)在监管目标指标方面,受多种因素影响,农药化肥施用总量减小、粪肥资源化利用率提高并不一定代表农业面源水污染负荷量的降低。(2)在监管的主要环节方面,可从节水控污和控肥两个关键点切入,并关注土壤流失带走的氮磷情况,重视水土保持工作。(3)在监管主体责任认定方面,农业面源水污染具有累积性和滞后性,已有研究成果检测出的滞后期从1～100年不等,这增大了辨识区域责任主体、厘清责任边界的难度。因此制定管理目标、评估考核办法时要慎重,水质变化也要区分历史责任。(4)在监测体系建设方面,现有针对点源管理和行政区断面考核为主的水质监测体系和监测规范,无法满足农业面源管理追溯区域责任主体、厘清责任的需要。(5)在管理方式方面,根据水污染物类型和空间传输规律,以流域为单元,识别关键源区,突出重点,针对源头和迁移过程关键影响因子,分区分类采取全过程系统配置治理措施,统筹实施生态治理与污染防治是农业面源污染治理成本效益最优的路径选择。针对以上问题,提出以下几点建议:(1)要充分认识农业面源水污染治理的长期性。(2)应引入流域生态系统治理理念,综合分析水(降水、径流、壤中流等)、土壤、地形、植被、受纳水体的生态功能等多种要素对水质的相互影响,统筹生态治理与污染防治,统筹点源与面源治理。(3)建立农业农村、水利、自然资源等多部门在空间规划、信息共享、政策协同、监测网络建设、治理技术标准与法规制定、资金分配等方面的联动机制。当前要按照流域汇水特点优化监测站点布局,修改已有监测技术规范,建立多部门协同的全过程农业面源污染监测体系。(4)各级生态环境部门作为监督者,主要负责识别农业面源污染治理重点流域、确定责任区域和厘清部门责任、开展有关规划协调与政策环境友好性评估、措施效果与规划执行考核评估等。(5)依托第二次污染源普查成果,识别农业面源污染监管的重点区域,选择试点示范区,针对源头和迁移过程关键影响因子,分区分类提出管控目标、评估考核标准、区域责任主体"溯源追踪"技术方法,为在全国开展农业面源污染监督指导工作提供经验参考。     

程海流域非点源污染负荷估算及其控制对策

计算流域非点源氮磷污染负荷并以此开展源解析对于寻求水体污染控制最佳管理措施具有重要意义.通过对经典的Johnes输出系数模型进行改进,考虑了降水、坡度以及污染源与水体之间距离等因素,建立了一套在资料缺乏情况下,适用于受地形、降水影响较大的高原湖泊地区的非点源污染负荷评估方法.选取云南省九大高原湖泊之一的程海作为研究对象,验证了改进输出系数模型的合理性,并对流域溶解态氮磷入湖污染负荷进行了全面的分析.结果表明:(1)2014年,程海流域溶解态氮磷入湖负荷分别是158.48 t·a~(-1)和24.70 t·a~(-1),且二者空间分布相似;(2)在土地利用方面,农业用地对溶解态氮磷入湖污染负荷贡献最大,分别是46.19%和48.16%;(3)畜禽养殖和农村生活是溶解态氮磷入湖污染负荷治理的优先控制污染源,南岸是溶解态氮磷入湖污染负荷重点治理区域;(4)若实行农村生活和畜禽养殖、化肥流失及土地利用治理,可使溶解态氮磷入湖污染负荷分别减少38.47%和40.76%.研究成果可为缺乏资料的高原湖泊地区非点源污染治理提供科学的理论依据.     

吉林省畜禽养殖量区域差异及环境风险评价

利用吉林省"十二五"环境统计数据,通过计算畜禽单元密度、耕地总氮(磷)负荷、耕地猪氮(磷)密度、耕地总氮(磷)污染风险等指标,分析了吉林省畜禽养殖量区域差异,并评价其环境风险。结果表明:1)吉林省各地区畜禽养殖量呈现出中部地区较多,西部地区次之,而东部及东南部地区最少的分布特点; 2)研究区畜禽养殖总氮(磷)产生量分别为23. 18万,26. 07万t,其中,图门地区总氮(磷)产生量均最低,而位于中部的长春、农安地区总磷产生量最高; 3)各地区耕地总氮污染总体上较轻,只存在无污染、低污染和中污染现象,而总磷污染较严重,较高和高风险所占比重较高,其研究结果可为吉林省畜禽养殖业布局调整、环境污染治理和畜禽粪便资源化利用等决策提供支持。     

天津近海富营养化及环境因子的时空变化特征

基于1995—2010年监测数据,通过Mann-Kendall趋势检验和Kriging空间插值等方法,对天津近岸海域氮磷营养盐、有机污染物和富营养状况的时空变化趋势及其成因进行了分析. 结果表明:在天津近岸海域的48个监测时段中,有81.3%的监测时段处于富营养状态,有39.6%的ρ(DIN)和16.7%的ρ(DIP)超过海洋水质四类标准,有89.6%的ρ(COD_Mn)符合海洋水质一类标准;氮和磷为主要污染物,污染物质量浓度和富营养状态的季节性差异显著. ρ(DIP)、ρ(COD_Mn)和营养状态指数的年际变化主要呈下降趋势,ρ(DIN)呈先下降后显著上升的趋势;ρ(DIN)、ρ(DIP)和ρ(COD_Mn)在空间分布上基本遵循近岸高、远岸低的规律,其中ρ(DIN)和ρ(DIP)均显著呈带状分布,并且基本为北高南低. 防治天津近岸海域水体富营养化的关键是削减丰水期和平水期入海径流的氮负荷以及北部海域入海径流的磷负荷.      

天津市近岸海域氮、磷入海总量核算初探

污染物入海总量准确测算对于厘清污染源排放对近岸海域环境质量的影响具有重要意义。本研究聚焦天津市陆域和海域两个氮、磷入海通道,系统开展污染源调查和入海总量核算研究。针对陆域氮、磷入海量,研究建立一套基于入海系数的污染物入海通量计算方法,即以实测数据为基础,对土壤流失方程（USLE）模型进行了改进,并通过德尔菲法确定影响因子的权重系数,最终构建一套陆域氮、磷入海系数,在此基础上得到陆域氮、磷污染物入海量。通过与实测值进行分析比较,该方法具有较高的可信度。调查估算结果显示,“十三五”期间,天津市近岸海域总氮年均入海量为14490吨,总磷年均入海量为768吨,陆域氮、磷输入量占绝对优势。天津近岸海域氮、磷污染来源主要集中在永定新河、蓟运河、海河干流、独流减河,主要来自城镇居民和畜禽养殖等方面。     

2009-2018年天津近岸海域水质状况及变化趋势分析

本文基于天津近岸海域2009－2018年的调查资料,系统分析了海水水质污染状况、变化趋势以及不同环境监测项目水质类别的情况。结果表明,天津近岸海域海水水质总体上呈现逐渐好转的趋势,但趋势并不明显,尚未形成根本改善的态势;主要污染物为氮和磷,化学需氧量（COD）和石油类的污染不明显,重金属浓度基本处于优良水质的范围;陆源输入是该海域主要污染物的主要来源,但大气沉降和海水养殖的输入也不可忽视;围填海工程对纳潮量和局地水动力的改变会导致沿岸区域物质的输运受阻,导致污染物集聚而影响局部海域的水质。建议在严控氮、磷污染物陆源排海的同时,加强对大气输入和水产养殖业的监管,优化产业结构,制定精准减排方案,确保陆海统筹下渤海湾环境保护与经济社会发展的和谐统一。     

洱海北部入湖河流水质特征及其对北部湖区的影响

基于2016—2018年罗时江、弥苴河、永安江及洱海北部湖区监测数据分析,探讨洱海北部入湖河流污染变化特征及对北部湖区的影响。结果表明:1）"北三江"监测断面总磷、COD、氨氮浓度整体稳定在GB 3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅱ—Ⅲ类标准限值内,年内污染物浓度变化表现出典型的农业面源污染特征,且受流域内产业模式等的综合影响;2）研究期间,河流首要污染物为TN,旱季次要污染物为COD,雨季为TP。雨季入湖负荷高于旱季,弥苴河污染负荷大于罗时江、永安江。"北三江"入湖TN和TP污染负荷分别占洱海允许负荷的50.1%和59.7%;3）入湖河流的磷元素输入是洱海北部湖区磷污染的重要来源。北部湖区污染物浓度对氮、磷入湖污染负荷相关性次月强于当月,响应存在延迟。筛选环境友好型种植模式,控制"北三江"氮磷入湖负荷,有利于保护洱海水环境。     

广东省海水养殖污染负荷估算及污染防治对策研究

海水养殖是近岸海域环境污染的重要因素,加强对养殖尾水的管控是防治近岸海域污染的重要一环。本文利用2020年广东省海水养殖产量及主要养殖品种和模式的排污系数对全省海水养殖污染负荷进行了估算。结果表明,2020年广东省海水养殖向海域环境排放的总氮、总磷分别为5581 t、1009 t,各沿海城市污染物排放量的差异较大,养殖种类对污染物排放量的影响更多地受到养殖方式的制约,养殖方式是影响海水养殖污染负荷的最重要因素。在此基础上,从强化政策规划引领、推进绿色养殖发展、加强养殖尾水治理和提升养殖监管能力四个方面提出海水养殖污染防治对策建议,为加强海水养殖污染防治、改善和维护近岸海域环境质量提供依据。     

克鲁伦河水质评价及其对呼伦湖水环境影响分析

为研究克鲁伦河污染物输送对呼伦湖水质的影响,以克鲁伦河水体为研究对象,对水中氨氮、总氮、总磷及化学需氧量(COD)进行监测,分析了其水质变化的主要原因并研究了各指标之间的相关性,利用水污染指数法确定了水体中主要的污染因子。结果表明:克鲁伦河所有监测断面的水质等级均为劣V类,主要污染物为总氮及化学需氧量。水体中氨氮和总氮的相关系数为0.850,呈极显著的正相关关系,化学需氧量与总磷之间的相关系数为0.691,呈显著的正相关关系。氮磷及有机物的不断输入加重了呼伦湖水体的富营养化程度。     

人工神经网络模型在水质预警中的应用研究进展

水质预警模型是大数据时代构建环境智能决策与管理体系的关键技术.近年来,水质自动化监测能力的提升以及测管协同对环境模型的强烈需求,激发了研究人员探索新的建模方法并努力提高模型预测性能.其中,人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)模型发展迅速.本文综述了3大类ANN模型的发展历史和模型结构特点,梳理了ANN模型在水质数据软测量、数据异常检测和时间序列预测等方面的研究进展,归纳了一般建模流程、技术建议和常用的模型性能指标,发现ANN模型的应用依赖于监测数据质量,存在模型可解释性差、模型运行硬件资源要求较高等不足,提出未来水质预警模型的研发思路和重点,需要加快推进水环境监测技术与预警模型的协同发展和业务化应用,通过多种应用场景检验实现技术迭代,形成大数据驱动的水质在线监测-智能预警-应急管理支撑体系,助力我国环境治理能力现代化.     

基于Global-Malmquist-Luenberger指数的沿海地带陆海统筹发展水平测度及区域差异分析

沿海地区是陆海统筹发展的区域载体,基于沿海省市的陆海复合系统进行陆海统筹发展的区域评估对海洋强国建设的理论与实践具有重要意义。论文以陆海复合经济地域系统为前提,将沿海城市形成的区域作为沿海地带,基于各沿海城市的集合作为省级沿海地带进行比较分析,建立包括经济、社会、生态以及环境4个维度指标体系,在考虑“非期望”产出的情况下运用Global-Malmquist-Luenberger（GML）指数测算沿海地带陆海统筹发展水平并进行区域差异分析。结果表明：第一,总体上,沿海地带陆海统筹发展水平全要素生产增长率大多处于无效率状态,且不考虑非期望产出明显高估了全要素生产增长率的增长;时间上,陆域、海洋以及陆海综合GML指数的变动趋于一致,呈平稳的态势;效率分解,陆海统筹发展水平全要素生产率下降明显是由规模效率变动和技术规模变动的下降所影响。第二,沿海地带正经历从“重陆轻海”到逐步实现陆海统筹发展的过程;对沿海地带陆海统筹发展水平空间差异进行分类,浙江、福建及河北属于陆域效率驱动型,环渤海地区（除河北外）、江苏、广西和海南属于海洋效率驱动型,上海和广东属于陆海效率复合型;区域差异形成的原因主要有产业结构差异、海洋产业技术门槛、海洋资源承载力以及政府政策。     

最佳管理措施对非点源污染控制效果的预测——以北京密云县太师屯镇为例

选取北京市密云水库上游太师屯镇为研究区,针对该区农业非点源污染特征,设计了最佳管理措施(BMPs).同时,在非点源污染损失估算的基础上,率先尝试从经济学角度预测8种不同非点源污染措施在控制氮、磷和泥沙流失的效果及所获得的环境效益、经济效益,并将各单项措施的控制效率进行了比较分析.研究结果表明：改变土地利用类型的3种措施中,25°以上荒草坡还林措施效果最好,对总氮、总磷、泥沙流失的控制效果都超过15%,最高可达30%以上,且经济效益最大;25°以上坡耕地还林效果次之,对总氮、总磷、泥沙流失的控制效果都超过5%,最高可达12%;15°~25°坡耕地变果园措施最差,对总氮、总磷、泥沙流失的控制效果一般为4%~8%.坡度为0°~15°坡耕地在土壤侵蚀控制中具有重要地位;坡耕地植物篱和保护性耕作对土壤侵蚀类非点源污染的控制效果相近,削减的污染损失占非点源污染损失总价值的13%,具有明显的环境效益.针对畜禽养殖污染设计的农村户用沼气池,其经济效率在10%左右;测土施肥技术可减少氮素流失、节约大量化肥,且削减的污染损失达到非点源污染损失总价值的19%.作为综合污染控制措施的河岸缓冲带,可以有效地拦截氮、磷和泥沙的流失,对泥沙的控制效果最好,为83%,对氮的控制效果最低,仅为27%;而从经济效益方面比较,缓冲带减少氮素流失所获得的经济效益最大,约为该措施总经济效益的56%,泥沙次之,占28%;植被缓冲带削减非点源污染的总经济效率最高,可达35%,折合经济价值约1.69×106元.