基于纳污量的流域水环境管理模式——以金华江流域义乌段为例

为解决金华江流域义乌段水质与水功能区要求间失衡的环境问题,建立基于水体纳污能力的流域水环境管理模式.以QUAL2K模型为基础估算了金华江流域义乌段BOD和氨氮纳污能力;建立了同时考虑点源和面源的BOD、氨氮日最大排污量的管理模式.结果表明,流域BOD、氨氮纳污总量分别为4865.5 kg·d-1和431.20 kg·d-1;按照BOD、氨氮现状,其排放量分别削减49.63%和88.71%,才能基本满足流域水环境功能区要求.     

基于QUAL2K模型的钱塘江流域安全纳污能力研究

针对钱塘江流域污染物总量控制的纳污能力定量问题,选择非感潮河段干流和一级支流,基于QUAL2K模型和一维水质模型,研究了BOD安全纳污能力.研究结果表明,钱塘江流域纳污能力QUAL2K模型计算值大于一维模型计算值;基于QUAL2K模型的m值水体纳污能力计算法,结合了总量控制与浓度控制理念,适用于钱塘江流域水体纳污能力计算;流域各行政区BOD安全纳污能力从大到小依次为:杭州＞金华＞衢州＞绍兴＞丽水.     

基于WASP的湖州市环太湖河网区水质管理模式

为保障清水入湖,以我国富营养化最为严重的淡水湖泊之一——太湖为例,建立了基于水体纳污能力的流域水环境管理模式.同时,针对河网地区水流往复性特点,以水质分析模拟程序(WASP7.3)模型为基础估算了湖州市环太湖河道COD和氨氮的水环境容量,并建立了综合点源和非点源的COD、氨氮日最大排污量(TMDL)管理模式.结果表明,在90%水文保证率下,研究区域水体环境容量CODCr为30153.4kg·d-1,氨氮为5112.4kg·d-1;按照区域2005年排污状况,未达标河段的COD最高削减率达到70%,氨氮最高削减率达到87.5%,才能满足整个流域水体功能要求.     

基于水质和水量视角下的水环境承载力研究——以高淳固城湖流域为例

以江苏高淳固城湖流域为例,从"水质"和"水量"不同角度综合分析流域水环境承载力。选取COD和NH_3-N为主要污染因子,通过一维稳态水质模型与物料衡算模型计算固城湖流域纳污能力,进而推算"水质"角度固城湖流域承载力;通过综合计算流域内可利用的水资源量推算其对流域内社会经济系统的支撑能力,即"水量"角度的承载力。结果表明,固城湖流域COD和NH3-N的纳污能力分别为8 483.97和622.47 t/a;不同水功能区纳污能力差别较大;基于水资源量的承载力基于COD的水环境承载力基于NH_3-N的水环境承载力;NH_3-N污染是目前固城湖流域发展的主要限制性因子;基于水资源量的承载力虽然较高,但存在季节性缺水的风险;应从多角度、有重点地提高固城湖流域水环境承载力。     

千岛湖现状水质评价及纳污能力研究

千岛湖千岛湖即新安江水库,是我国长三角地区最大的淡水人工湖和重要的水源地,生态战略地位极为重要,是我国现阶段不可多得而亟需保护的水生态区域之一。开展千岛湖水环境功能区纳污能力核定,在此基础上控制区域排污总量,是落实科学发展观,有效保护千岛湖水资源,防止水污染的一项重要基础巩工作。本研究在充分调查千岛湖周边社会经济、水文、水质、污染源、水环境目标的基础上,对千岛湖的污染物入湖量进行了系统的研究。在确定千岛湖功能区不同水质指标纳污能力计算方法后,对千岛湖的污染物入河量(COD、NH3-N、TP、TN)展开了计算。计算显示:现状污染负荷法计算出千岛湖COD、NH3-N和TP指标纳污能力分别为16420 t/a、2225t/a和434 t/a。狄龙模型计算得出湖区TN现状1.0 mg/L时的纳污能力为3970.21 t/a,2020年0.8 mg/L和2030年0.5mg/L目标值时的纳污能力分别为3176 t/a和1985 t/a。     

大沽河干流青岛段纳污能力及排污总量控制分析

在分析了大沽河干流青岛段水质现状的基础上，指出该研究区域的主要污染物为COD、NH3-N。根据其水域功能类别的水质标准，并且根据大沽河在枯水期没有流量的具体情况，在此时段把大沽河概化为多个坝上水库组成．利用水库水质模型计算水体纳污能力；在丰水期和平水期，利用河流水质模型计算水体纳污能力。在此基础上提出了大沽河干流青岛段COD（化学需氧量）、NH3-N（氨氮）的总量控制方案，对超过允许纳污量的河段要进行削减，使削减后的污染源排放的污染物达到排放标准。最后针对大沽河污染的实际情况，提出了保证总量控制目标实施的具体措施以及污染物防治的对策和建议，为该水域水资源保护和管理提供依据。     

青铜峡灌区典型排水沟水污特征解析

以2009年青铜峡灌区排水沟实测流量和污染物浓度为基础,结合典型排水沟纳污现状调查及灌区灌溉与排水特点,对比点源污染和非点源污染的浓度和负荷特征,对典型排水沟污染物来源进行解析.结果表明,青铜峡灌区典型排水沟农田排水期盐分、氨氮、总磷月平均浓度依次为1 124、8.59、0.48 mg.L-1,非农田排水期盐分、氨氮、总磷月平均浓度分别为1 952、18.13、4.15 mg.L-1,农田排水期月平均输出盐分、氨氮、总磷负荷为20 896、90.35、5.80 t,非农田排水期月平均输出盐分、氨氮、总磷负荷分别为7 842、67.81、21.38 t.其中,第一排水沟水污过程与农田灌溉排水周期具有很好的一致性,表明第一排水沟以农田灌溉排水和农业非点源污染为主;第三排水沟、银新沟等则在承接农田灌溉排水的基础上,接纳了较多的点源污染,表现出点源与非点源综合污染并以点源污染为主导的污染特征.     

基于不同设计水文条件的铁岭水环境容量核算

水环境容量是污染物总量控制的重要理论基础,设计水文条件的选取是水环境容量核算的关键内容。建立了铁岭流域稳态水质模型,计算了在生物学方法(30B3、4B3)和水文学方法(7Q10、30Q10)条件下铁岭控制单元的水环境容量。结果表明:30B3和30Q10设计水文条件下COD水环境容量分别为8 048.74和9 658.49 t/a,氨氮水环境容量为549.15和658.97 t/a;4B3和7Q10设计水文条件下氨氮的水环境容量为439.33和494.26 t/a。传统水文学方法核定的水环境容量与生物学方法核定结果相近,但是其设计流量的保证率偏低,污染防控风险增加。水环境容量与入河污染负荷的核定结果表明,铁岭市经济社会的发展已经超过了其水环境承载力,需优化水库的调节能力,合理配置水资源,以增加河道纳污能力,实现污染防控目标。     

基于水资源合理配置的河流“双总量”控制研究

河道的最小控制流量和最大纳污控制量( 简称“双总量”) 是维系河流健康的决定性因子。论 文初步建立了基于水资源合理配置的河流“双总量”控制研究技术框架, 并对唐山市月尺度的“双总 量”控制指标进行核算。通过水资源合理配置, 除个别枯水年份和连续枯水年份外, 唐山市河道的最 小控制流量均可得到满足。在基准年、2010 年和2020 年3 个规划水平年, 唐山市规划河流COD 的 最大纳污控制量分别为16 357.57、12 659.19 和11 572.50t /a; NH3- N 的最大纳污控制量分别为 907.80、660.27 和580.09t /a。在统一水资源配置平台上制定的“双总量”控制指标, 从根本上保障了 竞争用水条件下河流生态需水, 客观确立了规划水平年河道纳污能力的年内分配, 并整体上提高了 河流的最大纳污能力。     

基于水资源合理配置的河流“双总量”控制研究——以河北省唐山市为例

河道的最小控制流量和最大纳污控制量（简称“双总量”）是维系河流健康的决定性因子。论文初步建立了基于水资源合理配置的河流“双总量”控制研究技术框架,并对唐山市月尺度的“双总量”控制指标进行核算。通过水资源合理配置,除个别枯水年份和连续枯水年份外,唐山市河道的最小控制流量均可得到满足。在基准年、2010年和2020年3个规划水平年,唐山市规划河流COD的最大纳污控制量分别为16357．57、12659．19和11572．50t／a;NH3-N的最大纳污控制量分别为907．80、660．27和580．09t／a。在统一水资源配置平台上制定的“双总量”控制指标,从根本上保障了竞争用水条件下河流生态需水,客观确立了规划水平年河道纳污能力的年内分配,并整体上提高了河流的最大纳污能力。     

基于总磷的长湖水环境容量核算

在对长湖流域水资源状况、水质现状、水文条件调查的基础上,根据水质目标的要求,利用纳污水体的概率型水环境容量模型,对基于总磷的长湖水环境容量进行了核算。结果表明：长湖的水环境容量是动态变化的,而模型的选取和参数的取值对概率型水环境容量的计算非常关键。通过计算分析得到长湖磷的概率水环境容量为：19％丰水期：41．9t／a-45．9t／a;49％平水期：31．8t／a～41．9Va;32％枯水期：11．8t／a～31．8t／a。     

Fenton氧化-活性炭-沸石吸附去除垃圾渗滤液中的有机物

研究了Fenton试剂氧化处理垃圾渗滤液的最佳反应条件,在此条件下进行活性炭、沸石组合吸附法试验,并对处理效果进行比较,结果显示:在pH值为4,n(H2O2)/n(Fe2+)=10,反应时间60 min,沉淀时间90min时,Fenton试剂对渗滤液的氧化效果最好;三种组合吸附方式对渗滤液中COD的吸附效果依次为活性炭-沸石>沸石-活性炭>活性炭+沸石;对垃圾渗滤液氨氮的去除能力为:活性炭+沸石>活性炭-沸石>沸石-活性炭。经过Fenton试剂氧化-活性炭+沸石吸附处理后,COD、氨氮、色度和pH值分别为82.05 mg/L、22.65 mg/L、5倍和6.25。分析有机物的去除机理分析得出,经过Fenton试剂氧化-活性炭+沸石吸附处理,垃圾渗滤液中的有机物能够得到充分降解,其种类与各物质的含量都有所降低,特别是氨氮的含量和色度明显降低。经氧化吸附处理后,垃圾渗滤液各项指标均符合排放标准。     

基于GIS的洱海农村生活污水及其TN产排强度空间分析及控制对策

农村生活污水是造成洱海富营养的重要污染源,对其进行定量定点分析是开展农村生活污水治理的前提.本文利用GIS软件,基于普查数据,综合源强估算法和清单分析法,从水文、地貌和行政区划3个角度,对洱海流域农村生活污水及其TN产排强度进行定量估算和空间分析.在此基础上,利用加权指数法和因子分析法对流域进行管理分区,并提出相应的控制对策.结果表明,2012年,洱海流域农村生活污水平均产、排强度分别为2572.03 t·km-2·a-1和1919.34 t·km-2·a-1,农村生活污水中TN平均产、排强度分别为1002.23 t·km-2·a-1和747.90t·km-2·a-1;各小流域农村生活污水和TN产生强度大小均为:苍山十八溪流域波罗江流域东部山溪流域西洱河流域北三江流域,各小流域两者排放强度大小均为:苍山十八溪流域波罗江流域西洱河流域东部山溪流域北三江流域,苍山十八溪流域和波罗江流域是主要源区;3类地貌区农村生活污水和TN产排强度大小依次为:湖滨缓冲区平坝区山区,湖滨缓冲区对农村生活污水及其TN产排贡献最大;17个乡镇农村生活污水及TN产生强度由大到小为:经济开发区大理镇银桥镇湾桥镇喜洲镇上关镇邓川镇右所镇挖色镇下关镇凤羽镇海东镇凤仪镇茈碧湖镇三营镇牛街乡双廊镇,各乡镇两者排放强度依次为:经济开发区湾桥镇银桥镇大理镇邓川镇喜洲镇右所镇挖色镇上关镇下关镇三营镇海东镇凤仪镇茈碧湖镇凤羽镇牛街乡双廊镇,经济开发区是产排强度最重的区域.综合上述3个方面的分析结果,结合区域的功能定位,对洱海流域农村生活污水提出了"二级控制区3种模式"的控制对策.     

基于MIKE 11模型的引江济淮工程涡河段动态水环境容量研究

为探索分析水体环境容量的动态特性,论文以引江济淮工程涡河段为例,首次提出MIKE 11模型结合稀释流量比m值法计算河流水环境容量。计算结果表明:1)基于MIKE 11模型的m值法计算环境容量来分析河流水体环境容量的动态特性是可行的,它综合了环境管理中的总量控制和质量控制思想。2)通过对参数的合理取值,可建立客观反映模拟河段水动力、水质时空演变规律的模型;MIKE 11模型综合考虑河床糙度、纵向扩散系数、综合衰减系数、地表储水层最大含水量、土壤或根区储水层最大含水量等因素,水深的绝对误差(Re)、确定性系数(R2)和Nash-Suttcliffe系数Ens分别为3.30%、0.990和0.984;流量的Re、R2和Ens分别为9.8%、0.969和0.997;义门大桥断面COD模拟误差为13.7%,氨氮模拟误差为14.7%。3)基于MIKE 11模型的m值法计算谯城区COD的月均环境容量为-220.48 g/s、氨氮的月均环境容量为-10.97 g/s;涡阳县COD的月均环境容量为-17.05 g/s、氨氮的月均环境容量为2.56 g/s;蒙城县COD的月均环境容量为30.58 g/s、氨氮的月均环境容量为4.47 g/s;怀远县COD的月均环境容量为176.59 g/s、氨氮的月均环境容量为10.67 g/s;与传统的一维模型计算值相比,计算精度更高。结论认为,此方法可为MIKE 11模型的应用拓宽新思路,为引江济淮工程中河流水体的动态水环境容量计算提供依据,为污染物在横断面均匀混合的非感潮河流水体的环境容量计算和流域水污染治理提供一种新的技术方法。     

基于环境基尼系数最小化模型的水污染物总量分配优化

本文通过应用WASP模型计算出研究区域环境容量及其在各镇的空间分布,在此基础上确定整个区域的污染物目标总量.结合研究区域实际情况,提出并开发了基于经济、社会和资源禀赋的综合环境基尼系数最小化模型,用于污染物目标总量分配的最优化求解.最终分配方案相比污染物现状排放、容量分配两种情形而言,COD的基尼系数分别下降15.1%和8.4%,氨氮的基尼系数分别下降11.0%和13.7%,分配方案更加公平、合理.在最终优化分配所得的COD削减方案中,长泾镇削减比率最高,达到20%,削减量为231.74t/a;在相应的氨氮削减方案中,祝塘镇削减比率最高,达到59.9%,削减量为59.74t/a.     

基于环境基尼系数最小化模型的水污染物总量分配优化——以张家港平原水网区为例

本文通过应用WASP模型计算出研究区域环境容量及其在各镇的空间分布,在此基础上确定整个区域的污染物目标总量.结合研究区域实际情况,提出并开发了基于经济、社会和资源禀赋的综合环境基尼系数最小化模型,用于污染物目标总量分配的最优化求解.最终分配方案相比污染物现状排放、容量分配两种情形而言,COD的基尼系数分别下降15.1%和8.4%,氨氮的基尼系数分别下降11.0%和13.7%,分配方案更加公平、合理.在最终优化分配所得的COD削减方案中,长泾镇削减比率最高,达到20%,削减量为231.74t/a;在相应的氨氮削减方案中,祝塘镇削减比率最高,达到59.9%,削减量为59.74t/a.     

利用DPeRS模型估算巢湖流域氨氮和化学需氧量的面源污染负荷

巢湖作为安徽省重要的饮用水源,其面源污染问题受到广泛关注.本文利用一种基于遥感分布式面源污染计算模型——DPeRS(Diffuse pollution estimation with remote sensing)模型,估算了巢湖流域2010年氨氮(NH+4-N)和化学需氧量(CODCr)面源污染物负荷,并进行污染特征解析,结果表明:1巢湖流域污染物以耗氧有机物为主,2010年产生NH+4-N 1562 t,进入水体800 t;CODCr9×104t,进入水体5×104t.22010年不同月份面源氨氮和CODCr污染负荷均有显著性差异,其中,7—8月氨氮和CODCr污染产生量较高.3空间分布上,氨氮和CODCr污染物主要集中在巢湖流域西北部地区;从区县角度来看,合肥市市辖区面源污染物产生量及入河排放量最大.4污染类型分析结果表明:城镇径流是氨氮最主要的面源污染源,且氨氮污染负荷与城镇人口密度的相关系数达到0.98,氨氮污染负荷与农田氮平衡的相关系数为0.65;而畜禽养殖是CODCr最主要的面源污染源,且CODCr污染产生负荷与畜禽养殖密度之间有显著的空间关联性,其相关系数达到0.91.     

总量控制模式转型期阿什河排污削减规划研究

经过"十一五"和"十二五"期间的污染减排行动,我国河流污染总量控制处于目标总量控制向容量总量控制的转型阶段。有必要在前期减排的基础上,面向水质目标管理,进行基于流域容量总量控制的排污新规划。这对于污染较为严重的城市内河尤为重要。该研究以松花江流域阿什河支流的综合治理为背景,按照水功能区划分的水质目标,采用WASP模型对阿什河下游哈尔滨段的动态COD纳污能力进行核算,并提出下一阶段污染负荷削减目标。计算结果表明:在90%水文设计保证率下,还需要削减约1万t/a的COD排放量,才能使目标区域安全的控制在Ⅳ类水体。该研究为政府部门执行《水污染防治行动规划》("水十条")提供了技术手段和政策建议参考。     

云南分散畜禽养殖密集型农村污水特征及污染风险评价

农村污水是造成水环境污染的主要原因之一,它不仅是农村水源地的安全隐患,还会危害农民自身的生存发展,因此对农村污水特征分析及风险评价具有重大意义。通过对云南省文山州八道哨村(畜禽养殖型)的农村污水进行采样和处理,分析了总磷、正磷、总氮、氨氮、COD、p H等污染指标,明确了畜禽养殖型农村污水的污染特征状况。结果表明:每个样点排放污水的氮和COD浓度均超过了GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》,磷的浓度整体超过污染标准,仅有个别样点位于正常范围内;主干道污水的氮、磷和COD浓度均明显超过GB 18918—2002二级标准。通过运用内梅罗指数法对各污染指标进行统一处理,评价不同区域污水的污染程度。3个分区的内梅罗指数大小依次为东部(4.55)>中部(3.34)>西部(3.14),污染等级均为重污染。     

贵州南明河水环境综合整治与水质模拟

以贵州南明河为例,对城市河道水环境综合治理全流程进行了系统的定量综合分析.污染识别结果表明,外源污染是造成南明河污染的关键原因,其对南明河COD、氨氮和TP等污染物的贡献分别达68%、95%和77%;COD和氨氮是南明河的主要入河污染物(80%和60%的入河外源来水中COD和氨氮水平劣于地表V类水).采取截污纳管、污水处理及河底清淤等针对性的治理措施,可共削减南明河COD、氨氮和TP污染负荷41414.6、874.2和218.0 t·a~(-1);通过生态建设恢复河道自净能力并运行半年后,南明河整治段劣V类河道长度占比从整治前的51.0%下降至17.4%,达到地表水V类的水质段由原来的10.1%提高至24.3%.建立MIKE模型预测综合整治措施3期工程全部完工时南明河水质运营情况发现,南明河下游水质断面能稳定达到IV类水体,但在枯水期仍可能存在部分河段TP和氨氮超标的情况.通过从上游水库(红枫湖,II类水)进行生态补水以保障南明河干流城区段稳定达标IV类水体,在考虑模拟误差且保证率高于90%的情况下,枯水期最高补水量应达到3.47m~3·s~(-1).