江川农场旱田改水田对水环境的影响研究

黑龙江省江川农场实施旱田改水田后,粮食产量持续上升,同时也暴露了以总氮和总磷为主的非点源污染问题。农田氮磷流失主要包括以下几个方面：降雨径流（排水）过程、土壤侵蚀和泥沙输移过程、污染物迁移转化过程。文章基于美国通用土壤流失方程（USLE）和降雨径流模型（SCS）,结合调查资料,分别估算2013年江川农场水田和旱田的总氮和总磷的年输出负荷,从而得出旱改水对水环境的影响结论。     

张家口清水河拦沙坝对磷输移-滞留的影响

磷在河流中的输移-滞留过程是河流生态系统中营养物质循环的基本组成,也是评价河流生态系统健康的重要指标之一.为探究拦沙坝对磷输移-滞留过程的影响,选取张家口清水河流域内拦沙坝河段为研究区域,在4个代表性断面对地表水中各形态磷质量浓度和径流过程进行监测,并收集当地实时降雨数据.结果表明:①拦沙坝下游与上游的总磷(TP)、总...     

桂西北峰丛洼地泉水和溪流在降雨过程中的水化学动态变化特征

通过对中国科学院环江喀斯特农业生态系统观测研究站所在区域的泉水和溪流在降雨时的连续采集,发现二者的水化学特征对降雨的响应较快,但变化却不同。降雨时泉水的pH值在降雨时降低,电导率和主要离子浓度升高,SI降低,pCO2升高,而溪流的电导率和主要离子浓度降低,碳酸盐矿物饱和指数(SI)降低,水中二氧化碳分压(pCO2)降低。降雨时泉水和溪流的溶质输移速率明显增加,但没有表现出在连续降雨中因为降雨强度大输移速率就高的现象,从而推断,除了雨水的稀释作用和"土壤CO2效应"外,土壤包气带的"前水"以及土壤中可交换态离子也影响了降雨时峰丛洼地水体中溶质的运移。     

西南喀斯特流域泥沙来源、输移、平衡的思考——基于坡地土壤与洼地、塘库沉积物~(137)Cs含量的对比

汇总了西南喀斯特地区坡地土壤和洼地、塘库沉积泥沙的~(137)Cs比活度资料,并进行了对比,分析流域泥沙来源。坡地地面流失轻微的,汇水面积小于0.5 km~2的微小流域,流域产沙主要源于地下流失(裂隙土)和沟岸侵蚀(沟壁土);坡地地面流失强烈的,主要源于坡地地面流失(坡地表层土壤)。地下流失和沟岸侵蚀是小流域和较大流域的主要产沙方式,且有随着流域面积增大,产沙贡献率越高的趋势。由于裂隙土和沟壁土都基本不含~(137)Cs,~(137)Cs单一示踪法不能区分这两种源地土体的产沙贡献率。建议采用多元示踪法,研究流域的泥沙来源。区分裂隙土和沟壁土的产沙贡献率,可考虑尝试磁性法和孢粉法。通过沉积物~(137)Cs断代等方法确定洼地、河流滩地和塘库泥沙淤积量,结合径流小区和水文站输沙量资料,分析不同类型洼地、河流滩地和塘库的泥沙截留率,分析河流泥沙输移比。在查明泥沙来源,泥沙输移比和输沙量(或产沙量)的基础上,确定流域泥沙平衡,结合径流研究成果,建立喀斯特流域产沙模型。     

滇池泥沙冲淤的初步研究

1 河流泥沙输移监测为了获得泥沙进入滇池的数量资料,按湖周的气候、土壤、植被、河床特征等环境条件的不同,将滇池湖区河流泥沙输移状况大体分成八种类型,每种类型选取一条有代表性的河流,由1988年3月至1989年2月,进行了系统的泥沙含量,流量等项目的测量,根据测量结果,以月平均流量与月平均输沙率之间的相关关系,在双对数座标纸上     

不同屋面类型径流污染特征研究

了解不同屋面类型对径流污染特征的影响,对控制城市非点源污染具有重要意义.选取不同材质、不同形状和老化程度的典型屋面,采用事件平均浓度（EMC）和M（V）曲线判识方法,对不同屋面类型降雨径流污染浓度、污染负荷和初期冲刷效应进行分析.结果表明,油毡屋面径流污染物平均浓度大于彩钢屋面;老化材料径流污染物平均浓度大于未老化屋面,未老化油毡屋面降雨冲刷效应更为明显;尖形顶屋面相比弓形顶屋面初期冲刷效应更为明显.     

秦岭植被覆盖时空变化及其对气候变化与人类活动的双重响应

论文基于MODIS-NDVI数据、DEM及气象数据,辅以趋势分析、多元回归残差法、偏最小二乘回归法,反演了秦岭地区2000—2015年植被覆盖度及分析了其“格局—过程—趋势”的变化特征,探究了其对气候变化与人类活动的双重响应机制。结果表明：1）秦岭地区近16 a来植被覆盖度呈显著上升趋势,增速为2.77%/10 a,呈“中间高、周边低,西部高、东部低,南坡高、北坡低”的空间格局,植被覆盖度随海拔的升高在2 200 m左右达到最大,700~3 200 m达0.7以上,1 300~2 700 m达0.9以上,3 400 m以上为0.5以下的低值区;2）秦岭地区的植被覆盖与气候因子的响应关系存在明显的空间差异,对气温的响应总体上没有明显的时滞效应,而与降水的响应存在以滞后1个月为主的时滞效应;3）人类活动对秦岭地区植被变化的作用日趋增强,且以正向作用为主,主要分布在东部地区,而负向作用则分布于中部和西部地区;4）秦岭地区植被变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,影响因子对植被覆盖变化的解释能力依次为人类活动>降水>气温>潜在蒸散量。     

青杠扒小流域水沙特性变化研究

为了掌握青杠扒小流域水沙变化特性,采用Mann-Kendall趋势检验法分析其降雨、径流、泥沙随时间的变化,并研究了降雨-径流和径流-泥沙的相关性及其双累积曲线的相关性,结果表明:年降雨量、径流深随时间的变化的趋势性不明显,年均输沙模数随时间具有明显的下降趋势;降雨-径流的相关性较好,而径流-泥沙的相关性较差,1996-2006年径流随降雨增加的幅度小于1984-1995年,但产沙量却高于1984-1995年,经双累积曲线分析,主要是由这一时期人为活动较多所致。人类活动对流域水沙的影响既与人类活动的方式、程度有关,也会受到环境条件的限制。     

高岚河不同降雨径流类型磷素输出特征

通过对三峡水库次级支流高岚河流域不同强降水过程中水量、水质变化过程的同步监测,系统分析了产流过程中不同形态磷素浓度及通量变化的规律,解析场次降雨事件点源和非点源磷素入库负荷.结果表明,"矮胖型"降雨径流变化过程表现出迟滞性,而"尖瘦型"降雨径流为快涨快退;强降雨冲刷产生的泥沙携带大量颗粒态磷进入水体,使得总磷含量迅速增加,溶解性总磷和正磷酸磷浓度略微升高;相对于"矮胖型"降雨,"尖瘦型"强降雨产生的总磷浓度及通量极大值均高于"矮胖型"降雨,泥沙侵蚀效果更为明显;不同雨型下,磷通量与浓度随时间的变化过程和流量的变化过程具有大体一致性;各磷素在强降雨过程中流失非点源污染占90%左右,由于"矮胖型"降雨径流历时较长,非点源总磷负荷贡献率大于"尖瘦型".     

坡度和植被盖度对河岸坡面侵蚀产沙特征的影响

坡度和植被盖度是影响坡面土壤侵蚀的重要因子,探讨坡面土壤侵蚀产沙对坡度和植被盖度的响应,对坡面土壤侵蚀产沙的预测和调控具有重要意义。研究基于野外模拟径流冲刷试验,分析了不同坡度（5°、10°、15°、20°）和植被盖度（0、15%、30%）条件下坡面径流系数、泥沙量、时段径流含沙量和侵蚀泥沙粒径组成的变化过程,并运用双因素方差分析和相对贡献指数阐明黄河下游河岸坡面侵蚀产沙特征对坡度和植被盖度交互作用的响应。结果表明：不同植被盖度下坡面径流系数随冲刷历时增加而增加,在冲刷历时前5 min增幅较快,之后增幅变慢并趋于平缓;坡面径流含沙量随冲刷历时呈逐渐下降趋势,随后趋于平缓。坡度小于15°时,不同植被盖度之间的径流系数和时段径流含沙量差异较为明显,坡度大于15°后差异减小。侵蚀产生的泥沙量随冲刷历时和坡度的增加而增加;在同一坡度上,植被覆盖越低,侵蚀产生泥沙量越大。侵蚀泥沙的主要富集粒级中,Dx(10)以粉粒为主,Dx(50)以粗粉粒和极细砂粒为主,Dx(90)以极细砂粒和细砂粒为主。双因素方差分析表明,坡度对河岸坡面侵蚀产生的径流系数、产沙量和径流含沙量均有极显著影响（P<0.001）,植被盖度对产沙量和径流系数有极显著影响（P<0.001）,而坡度和植被盖度的交互作用仅对径流系数有显著影响（P<0.01）,同时相对贡献指数表明,在坡度和植被盖度对坡面侵蚀产沙的交互作用中,植被盖度的作用随坡度的增加逐渐减弱,而坡度的作用逐渐增强,并成为影响坡面水土流失的主导因素。     

上海中心城区苏州河沿岸排水系统降雨径流水文水质特性研究

为了解城市合流制管道系统降雨径流的水文水质变化过程与特征,于2007年7～9月对上海中心城区合流制排水系统(CSS)4类强度降雨(小雨、中雨、大雨和暴雨)的降雨量、径流量和污染浓度进行了同步连续监测与分析.结果表明,径流过程线滞后于降雨过程线约15～25 min,形态与降雨过程线相似,波动幅度低于降雨过程线.4类强度降雨的径流系数分别为：0.33、 0.62、 0.67和0.73.CSS基本存在30/30标准的降雨径流初始冲刷现象,污染物浓度过程线滞后于降雨过程线约30～40 min. 4类强度降雨径流的pH值和重金属Cu、Zn、Cr、Cd、Pb、Ni的事件平均浓度(EMC)均符合地表水环境质量标准Ⅴ类水要求,COD、BOD₅、NH⁺₄-N和TP的EMC的变化范围分别为225.0～544.1、 31.5～98.9、 8.9～44.2和1.98～3.52 mg·L^-1,平均分别超过Ⅴ类水标准9.3、 5.6、 11.7和6.1倍,接近国外城市CSS的平均污染水平.SS与COD、BOD₅、NH⁺₄-N和TP在P<0.01水平上均具有一定的正相关性(R为0.359～0.736),颗粒态有机类和营养类污染物的比例平均为70.21%.     

鲅鱼圈热电厂温排水的现场观测和三维数值模拟

为研究鲅鱼圈热电厂温排水的热污染问题,对其附近海域潮流和水温进行了现场观测,并利用RMA-10三维有限元模型模拟热电厂附近海域海水温升场的分布。现场观测和数值模拟结果表明:（1）温排水对电厂邻近海域温度分布影响明显,模拟得出鲅鱼圈海域表层海水受电厂温排水影响温升在1℃和4℃上的面积平均值分别为0.648 km2和0.199 km2;（2）热羽面积变化趋势与涨、落潮过程呈现高度相关性,同一潮次中低潮时刻热羽面积大于高潮时刻。（3）海水温升分布呈现出较明显的垂向差异,表层温升面积为底层温升面积的2～4倍,表明由于温差所产生的浮力效应,温排水主要集中于海水表层流动。研究结果表明通常采用的基于垂向平均的二维温排水数值模型无法精确模拟温度分层,只有建立三维模型才能对温排水引起的温升场进行精确模拟。     

流域氮素主要输出途径及变化特征

流域农业面源输出氮素是湖泊流域水体中氮的主要来源之一,对水环境安全造成了极大威胁.不同流域间地形、水文、植被覆盖等因子的差异及气象条件的变化,造成氮的输出途径具有流域异质性及时间变化特征.本研究以高原湖泊典型流域——凤羽河流域为例,基于2011-06~2013-05期间径流水量、水质高频监测数据,应用基流分割的方法,通过分析流域产流与氮素输出途径的季节性变化,探讨了流域氮素输出的主要途径及变化特征.结果表明,基流是高原湖泊流域水量输出的主要形式和总氮输出的主要途径;基流输出水量及总氮负荷分别占流域总输出水量的80. 0%和流域总氮输负荷的71. 1%;降雨显著增加了流域水量和总氮负荷的输出量,同时改变了总氮的输出途径;降雨导致地表径流量增加,进而使流域输出水量和总氮输出负荷中地表径流途径的比重升高;当地表径流占流域输出水量的比重约达40%以上时,流域总氮输出的主要途径由基流转变为地表径流;监测周期内,地表径流输出的总氮负荷占流域总输出负荷的比重最高达65. 6%.     

Evaluation of accuracy of linear regression models in predicting urban stormwater discharge characteristics

Stormwater runoff has been identified as a source of pollution for the environment, especially for receiving waters. In order to quantify and manage the impacts of stormwater runoff on the environment, predictive models and mathematical models have been developed. Predictive tools such as regression models have been widely used to predict stormwater discharge characteristics. Storm event characteristics, such as antecedent dry days （ADD）, have been related to response variables, such as pollutant loads and concentrations. However it has been a controversial issue among many studies to consider ADD as an important variable in predicting stormwater discharge characteristics. In this study, we examined the accuracy of general linear regression models in predicting discharge characteristics of roadway runoff. A total of 17 storm events were monitored in two highway segments, located in Gwangju, Korea. Data from the monitoring were used to calibrate United States Environmental Protection Agency＇s Storm Water Management Model （SWMM）. The calibrated SWMM was simulated for 55 storm events, and the results of total suspended solid （TSS） discharge loads and event mean concentrations （EMC） were extracted. From these data, linear regression models were developed. R2 and p-values of the regression of ADD for both TSS loads and EMCs were investigated. Results showed that pollutant loads were better predicted than pollutant EMC in the multiple regression models. Regression may not provide the true effect of site-specific characteristics, due to uncertainty in the data.     

河口生态环境需水量计算方法研究

提出了河口生态环境需水量的计算方法.计算中考虑了水循环消耗、生物循环消耗、生物栖息地等不同类型需水及其随时间的变化,根据“加和性”和“最大值”原则计算了河口生态环境需水年度总量,以保持河口径流自然状态为目标确定了生态环境需水量年内随时间的变化率.根据“生态环境需水量阈值性”的要求,将计算结果划分为最低、适宜和高3个等级.对海河流域主要河口的计算结果表明,海河口、滦河口和漳卫新河口最低等级生态环境需水量分别为5 97×10 8m3、6 81×10 8m3和4 96×10 8m3.河口径流量的减少将首先影响泥沙的输运,进而改变河口生态系统的盐度平衡     

胶州湾入海污染物总量控制研究

在胶州湾水质数值模拟的基础上,建立了污染物总量控制模型.计算了各个点源的响应系数,分担率及环境容量.结果表明,胶州湾内COD各入海污染源均有余量,不需要削减.胶州湾东北部N、P污染较严重,污染物入海总量已经超过海域的环境容量.研究结果将为胶州湾污水排海、海域水质管理、总量控制规划编制提供科学依据.     

An investigation of roof runoff during rain events at the Royal Military College of Canada and potential discharge to Lake Ontario

The Royal Military College of Canada, located on the north eastern shore of Lake Ontario, possesses an abundance of copper roofs and lacks surface water treatment prior to discharge into Lake Ontario. Rainwater, roof runoff and soil samples were collected and analyzed for copper and other parameters. Copper was consistently detected in runoff samples with average concentrations of 3200 2100 g/L. Multivariable linear regression analysis for a dependant copper runoff concentration yielded an adjusted R2 value of 0.611, based on an independent variable model using minimum temperature, maximum temperature, total precipitation, and wind speed. Lake water samples taken in the vicinity of storm water outfalls draining areas with copper roofs ranged from 2.0 to 40 g/L copper. Such data exceed the 2.0 g/L Canadian Water Quality Guidelines for the Protection of Aquatic Life as outlined by the Canadian Council of Ministers of the Environment (CCME). Analysis of raw, filtered and digested forms suggested that the majority of copper present in runoff and lake water samples was in a dissolved form. The majority of soils taken in this study displayed copper concentrations below the 63 g/g CCME residential/parkland land use limits. These findings suggested that ion exchange processes between runoff water and soil do not occur to a sufficient extent to elevate copper levels in soil. It may therefore be concluded that the eventual fate of copper, which is not discharged via storm water outfalls, is lost to the water table and Lake Ontario through the sub-soil.     

Probability mass first flush evaluation for combined sewer discharges

The Korea government has put in a lot of e ort to construct sanitation facilities for controlling non-point source pollution. The first flush phenomenon is a prime example of such pollution. However, to date, several serious problems have arisen in the operation and treatment e ectiveness of these facilities due to unsuitable design flow volumes and pollution loads. It is di cult to assess the optimal flow volume and pollution mass when considering both monetary and temporal limitations. The objective of this article was to characterize the discharge of storm runo pollution from urban catchments in Korea and to estimate the probability of mass first flush (MFFn) using the storm water management model and probability density functions. As a result of the review of gauged storms for the representative using probability density function with rainfall volumes during the last two years, all the gauged storms were found to be valid representative precipitation. Both the observed MFFn and probability MFFn in BE-1 denoted similarly large magnitudes of first flush with roughly 40% of the total pollution mass contained in the first 20% of the runo . In the case of BE-2, however, there were significant di erence between the observed MFFn and probability MFFn.     

基于GIS的海湾陆源污染排海总量控制的空间优化分配方法研究——以大连湾为例

开发了基于GIS的海湾陆源污染排海总量控制的空间优化分配的方法 .并在“大连湾数据库”的支持下 ,以大连湾为例 ,研究了陆源污染排海总量控制的空间优化分配问题 .为环境空间优化决策提供依据     

城市雨水系统中低影响开发与绿色水基础设施及其实例

城市化进程的急剧加快使得中国城市饱受暴雨侵袭的困扰。传统的排水机制是雨水排得越快越好,这就需要加大排水管径、增加排水泵站等,因此更多的的成本和更大的地下空间不可避免。另一方面,雨水完全可以成为资源,而不是污染源。基于以上事实,低影响开发(LID)技术被提出并正在成为城市雨水系统发展的趋势。LID技术从源头减少并延迟暴雨径流和峰值,使开发后的城市水文循环接近开发前的自然水文状态。而基于LID技术的绿色水基础设施如雨水花园、透水性铺装、植被浅沟和景观雨水调蓄池等正在越来越多的应用在城市,尤其是一些发达国家在这方面的技术十分成熟。中国起步较晚,只有少数发达城市进行了LID技术的尝试。但从可持续发展的角度来看,LID技术必将得到推广和应用。可以将LID技术与现有的雨水处理设施相结合,构建符合中国国情的城市雨水系统。