海河干流流域暴雨径流非点源污染负荷解析与控制策略

随着点源污染逐渐得到有效控制,非点源污染对海河干流流域水环境污染的贡献日益增大,对其污染负荷进行科学测算成为海河干流水质达标方案制订的重要前提。基于GIS技术,通过土地利用类型划分,利用PLOAD模型对海河干流的暴雨径流非点源污染负荷进行了计算。结果表明,海河干流流域建设用地的比例依海河流向自上而下逐渐递减,而涉农用地逐渐增加,城区地表径流与农业面源污染分别是上、下游地区重要的非点源污染负荷来源。关于流域的暴雨径流非点源污染负荷,CODCr为15 619.29 t/a,NH3-N为369.16 t/a,TN为851.20 t/a,TP为250.29 t/a。为改善海河干流水质,非点源污染控制应纳入流域的污染物总量控制计划中,与点源污染一起参与环境容量的分配与控制。     

河流监测断面几种污染物的点源、非点源污染负荷分割

以广西入海河流南流江2003—2011年水质数据为例,通过水文估算法和数字滤波法对点源和非点源污染负荷分别进行分割估算。结果表明,2003—2011南流江流域监测断面的非点源污染较为严重,采用水文估算法计算的多年平均硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的非点源污染负荷占总负荷的比例分别为0.82,0.81,0.82,0.72;基于数字滤波法计算的多年平均硫酸盐、氯化物、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮的非点源污染负荷占总负荷的比例分别为0.72,0.54,0.68,0.63。结果显示,这两种方法的污染负荷分割结果变化趋势大致相同。     

基于L-THIA模型的温榆河流域非点源污染负荷变化分析

为研究温榆河流域城市化过程中土地利用变化对非点源污染负荷的影响,基于GIS(地理信息系统)和RS(遥感),利用二次开发改进后的长期水文影响评价(L-THIA)模型,采用实地测得的EMC(事件平均浓度)数据,模拟了1992年和2009年非点源污染负荷量.结果表明,1992-2009年的城市化过程中商业用地、交通用地和住宅用地分别增加了13.95％、20.46％和85.76％,农业用地和水域分别减少40.04％和9.64％,导致非点源污染负荷量(总磷除外)明显增加.其中,总氮增加了3.31％,氨氮增加了12.20％,BOD5(5日生化需氧量)增加了11.87％,CODMn(化学需氧量)增加了7.62％,TOC(总有机碳)增加了15.46％,总磷下降了12.84％.交通用地、商业用地的非点源污染产出能力最强,应该成为非点源污染的重点控制区域.     

独流减河流域污染现状及空间分布特征

为进一步明确流域主要污染物负荷及负荷贡献,解析流域污染的优先控制区域、重点污染源及其空间分布特征,基于数字高程模型(DEM),应用Arc Map的拓展模板Arc Hydro tools软件,进行独流减河流域河流水文分析及汇流计算,划分控制单元和子流域。在此基础上,估算独流减河流域点源和农业非点源COD、TN、TP和NH_3-N四种污染物的排放量和入河量。利用SPSS和GIS软件对污染排放强度进行聚类分析及空间解析,解析出流域污染的优先控制区域、重点污染源及其空间分布特征。结果表明:独流减河流域农业非点源COD、NH_3-N、TN、TP入河量分别为5 036 t、574 t、1 374 t和232 t,点源COD、NH_3-N、TN、TP入河量分别为2 204 t、299 t、461 t和16 t;流域农村生活、农田种植、污水处理厂、水产养殖、直排企业和畜禽养殖6类污染源中,农村生活是首要控制来源,贡献率为25.58%,其次为农田种植,贡献率为20.16%;流域内子牙河是独流减河流域污染排放量最大的水系,其次是南运河、青静黄排水渠、运东排干;流域上游子牙河、南运河、青静黄排水渠、运东排干等子流域为整个流域非点源污染的敏感区和优先控制区,流域内西部和西南部污染物排放处于较高的等级,而流域北部和东部污染物排放量较小,处于较低的污染等级;在独流减河流域划分的污染类型中,以综合污染型面积最大,为1 708 km~2,占整个流域总面积的47.24%。     

基于SWAT模型的三峡库区非点源污染控制分区及方案研究

非点源污染对三峡库区流域的水环境污染起主导作用,将SWAT模型应用于三峡库区流域非点源模拟研究,首先确定了SWAT模型在三峡库区的适用性,模拟得出了库区泥沙、总氮、总磷的输入总量及其分别在库区各子流域的分布现状。其次以各子流域非点源污染因子及各污染因子的单位污染负荷和总污染负荷为指标,将库区综合划分为4个控制区域,其中重点控制区和次重点控制区分别占库区总面积的12.3%和38.4%。最后在综合污染控制分区基础上,以库区现状为基准情景,设定了4种单一非点源污染控制情景,包括退耕还林(Q1)、免耕措施(Q2)、减施肥措施(Q3)和添加田边缓冲带(Q4),并模拟验证了4种控制情景对非点源污染控制效果的可行性。在此基础上,将这4种单一措施整合为综合情景(Q5)后,三峡库区泥沙、总氮、总磷输入总量分别比现状减少了38.6%、35.5%和36.5%。     

应用贝叶斯理论的河流污染源重建探讨

为深入了解河流中有毒有害物质事故性污染的污染源、污染物质扩散等情况,通过MATLAB实现了河流中污染物质一维扩散模型的差分解法.该扩散模型可用于模拟1个或多个瞬时点源、持续稳定点源和持续变化点源情况下,河流中污染物质浓度随时间的变化,具有一定准确度.根据贝叶斯理论,结合扩散模型和监测数据估计污染源的位置和强度,并采用马尔可夫链蒙特卡罗方法进行后验推断,以解决贝叶斯模型计算复杂的问题.已知污染源情况下,可采用本文给出的扩散模型模拟河流下游污染物质浓度随时间的变化;污染源未知而拥有一定监测数据情况下,则可以采用本文提出的河流污染源重建技术估计污染源的位置、强度等.     

小流域非点源水污染特征分析研究

依托近11年来国内学者对诸多小流域水体中氮、磷、化学需氧量、泥沙等污染特征的研究调查结果,概述了非点源水污染类型及污染物形态,分析总结了我国小流域非点源水污染特征,并重点介绍了降雨径流和土地利用、地形、土壤侵蚀、水土流失、土壤类型以及种植作物种类等农业种植活动对非点源污染的影响,小流域的农业种植活动是引起非点源水污染的重要原因,并提出了相应的措施建议。     

天津滨海新区非点源污染负荷量估算

非点源污染过程复杂,结果不确定性大.为研究天津滨海新区非点源污染负荷,应用Johnes输出系数模型,在对非点源污染源统计分析的基础上,确定非农业人口、农业人口、大牲畜、猪、羊、家禽、水产养殖、农用地、建设用地和未利用地10种类型的非点源污染源,进而对天津滨海新区进入水体的非点源污染负荷进行估算,并就不同污染源对各种污染物的贡献情况分区域进行分析,计算等标污染负荷,确定主要的污染物和污染源.估算结果显示.对于天津滨海新区非点源总等标污染负荷,塘沽的值最大,大港次之,汉沽最小.1997-2008年,天津滨海新区非点源BOD、COD和TN负荷的最小值均出现在2000年,分别为6 546.59t、29 677.29 t和6 115.56 t;最大值均出现在2006年,分别为7 570.55t、33 431.32t和6 561.75t.TP负荷的最小值出现在1998年,为638.00 t;最大值仍然出现在2006年,为680.78 t.NH3-N负荷在12年间呈上升趋势,最小值出现在1997年,为4 452.98t;最大值出现在2008年,为476.08 t.多种污染物的最大值出现在2006年,这与当年非农业人口数昔增长较快,同时畜禽养殖数量和水产养殖面积又下降较慢有关.而1998年和2000年的水产养殖面积和非农业人口数量相对偏小,这造成了很多污染物在这两年呈现最小值.等标污染负荷的计算结果表明,主要的非点源朽染物为TN、NH3-N和TP,主要的非点源污染源为非农业人口、建设用地和水产养殖.     

SWAT模型在三峡库区流域非点源污染模拟的适用性研究

将SWAT(Soil and Water Assessment Tool)模型应用于库区大尺度流域的污染模拟研究,对其进行适用性评价及模拟应用分析。模型校验采用的是2002—2008年的水文月数据及水质水期数据,径流模拟效果最好,评价指标ENS(Nash-Suttclife Efficiency)均在0.9以上;泥沙模拟评价指标ENS在0.46~0.9;营养盐模拟评价指标ENS个别出现了<0.36的情况,但总体模拟效果满足要求。应用SWAT模型对库区降水与地表产流、产沙、营养盐负荷进行了研究。结果表明:库区地表产流与降水的相关性趋势最好;地表产沙与产流、降水的总体趋势一致,但偶尔出现4、5月份地表产沙先于产流出现峰值的情况,这可能是由于春耕对地表扰动后又逢较强降水引起的水土流失;营养盐污染负荷尤其是TP的峰值趋势与地表产流相比,更接近地表产沙趋势。本文还对库区不同土地利用类型的污染负荷做了分析,得到各类土地利用类型的年均污染负荷总量排序及单位面积污染负荷,再次验证了SWAT模型在三峡库区流域的适用性。根据分析结果,库区耕地为非点源污染产出的主要源头,可将耕地耕种措施转变及土地利用类型转换作为库区非点源污染削减的重要手段。     

最佳管理措施(BMPs)在农业非点源污染控制中的应用

<正>引言最佳管理措施(Best Management Practices,BMPs)是针对农业非点源污染,提出农业非点源污染的最佳管理措施。BMPs简介1995年美国实施农业非点源最佳管理措施(BMPs)后,流域污染及水土流失得到有效控制,成为美国非点源污染控制与治水害综合措施。BMPs采用工程措施和非工程措施,从污染物源头控制和迁移转化途径入手,对进入水体农业非点源污染进行控制。     

探析GIS技术在环境影响评价中的应用

GIS技术即地理信息系统,是将地理信息制成电子地图的一门技术。GIS技术是一门新兴技术,在环境、资源等方面有很大的发展潜力,也在这些方面发挥了重大的作用。随着我国对环保工作的越来越重视,对生态污染和环境影响评价工作的关注度上升,GIS技术有了进一步在环境影响评价领域中发展的机会。本文从GIS技术本身入手,分析GIS技术的特点,探讨GIS技术在环境影响评价领域中的具体应用,希望可以为提高我国环境影响评价水平提供一些参考。     

基于MapObject组件的安全生产监督管理系统信息查询技术

鉴于GIS的强大空间数据处理能力，利用ESR1公司的地图组件MapObjects2．0，首次在PowerBuilder环境卜，成功开发了基于GIS的安全生产监督管理信息查询系统，实现了地图的缩放、漫游、导航、定位和直接在地图上进行查询、分析、统计等功能，使信息查询更迅速、直观，为安全生产监督管理部门日常管理技灾时实时救援决策提供信息支持。开发实例表明，将PowerBuilde。与地图组件MapObjects2．0结合开发安全生产临督管理信息系统，不仅开发方便、速度快，而且还能充分发挥PowerBtnldcr的管理、访问数据库优势。     

我国北方闸控河流水质变化特征研究

基于2013年潮白新河(天津段)水体COD、NH+4-N、TN和TP的监测数据,通过研究影响研究区水质变化的主要因素,按照农作物的生长周期(将全年分为播种期、生长期和收获期)分析我国北方闸控河流水质时间变化特征和空间变化特征。结果表明,农业面源污染是该流域的主要污染源;在气候、闸坝调度和污染来源的共同作用下,各监控断面水质变化较大,各监测指标值存在明显时空差异。其中,COD和TN污染负荷由大到小为播种期、收获期、生长期,NH+4-N和TP污染负荷由大到小为播种期、生长期、收获期。不同时段水质的空间分析表明,河流上游NH+4-N、TN和TP污染负荷偏高,河流中、下游COD污染较严重。因此,在分析北方闸控河流水质状况时,应综合考虑影响水质的主要因素,分时段、分河段进行水质评价。     

基于地理信息系统的UPMIS安全设计

重点论述基于地理信息系统 (GIS)的城市路面管理信息系统 (UPMIS)安全设计的主要思路。即对城市道路具体路面的有关属性编码之后 ,通过GIS信息平台将路面空间属性与路面属性数据联系起来生成路面空间信息系统。从而使路面的管理与道路的地理信息相结合 ,使管理更加直接、形象。并且将研究应用到秦皇岛市路面管理系统的设计中 ,效果很好。笔者通过研究 ,为城市道路信息可视化管理作一些有益的探索。     

突发性大气污染事件数字化动态应急预案系统及其应用

针对近些年频繁发生的突发性大气污染事件,构建了数字化动态应急预案系统。该系统由基础信息数据库、气象环境模式与健康风险评估系统、数字化动态应急预案三部分组成,并利用地理信息系统将三者有机结合,将事故基本信息、事故发展预测及救援状况直观、动态地展现在系统界面,使应急行动得以及时、高效地展开。实地外场综合应急演习证明,该系统技术路线稳定畅通,运行高效,功能强大,具有较好的可行性和实效性。     

GIS应用于城市重大危险源监控的综述

系统地总结出GIS在重大危险源监控方面的应用现状,简要介绍了地理信息系统的概念及其在重大危险源监控方面的作用。重点论述利用GIS的基本功能强化重大危险源安全管理;利用WebGIS技术对整个地区的重大危险源进行监控,实现信息共享;利用基于GIS的监控预警技术,降低事故率;利用GIS和GPS结合的方法,减少事故引发的损失;利用GIS决策支持技术,指导监控及应急救援。经过分析论证得出的结论是:研究GIS空间分析、模型分析和基础数据的获取技术是今后努力的方向。提出GIS在重大危险源监控方面的应用的发展趋势,为GIS技术在我国重大危险源监控方面的应用发展提供借鉴。     

基于GIS的东辽河流域生态安全空间差异评价研究

生态安全建设是协调经济开发与生态保护的重要战略.区域生态安全评价与预警研究具有空间特性、非线性、随机性,研究过程中必须处理大量的空间信息,而空间分析和空间数据管理正是GIS的优势,它使各环境要素的分布态势及彼此间的拓扑关系一目了然,并且图文并茂地展示全流域的生态安全格局.在充分研究辽河流域生态环境状况基础上,选取东辽河流域11个县市区,借助GIS格网赋值技术,讨论了基于GIS的东辽河生态安全空间差异的评价方法.首先,拟定"压力-状态-响应"(P-S-R)指标体系,实地调查并收集资料;然后,数字化流域,运用模糊AHP法赋权并量化计算;最后,建立东辽河流域生态安全指数GRID数据库,进行GIS的空间Interpolate运算和Assembly分析.结果表明,公主岭市是生态安全区,约占全流域面积的10.78%;西丰市和东辽县是生态不安全区,约占流域面积的13.07%;其余8个地区为生态安全中等区,约占全流域面积的76.15%.评价结果与各地区现状生态环境评价基本-致.提出了相应的生态保护建议.     

城市地表径流面源污染分析研究——以武汉市典型下垫面为例

城市地表径流面源污染已经成为阻碍河湖水质达标的重要因素。选取道路、绿地和屋面3种下垫面,在武汉市开展地表径流面源污染特征研究。结果显示：降雨初期,道路下垫面COD可达115.3 mg/L,NH₃—N最高为4.12 mg/L,TP为0.55 mg/L,峰值都出现在降雨开始后的20 min。屋面径流污染物浓度与道路相似,绿地径流污染物浓度变化速率远低于道路和屋面,说明绿地对污染物浓度同样具有削峰的作用。汛期污染物浓度均值高于非汛期,是因为汛期具有小时内降雨量大的特点。南湖流域内地表径流污染高于墨水湖,主要是受建设强度和人口分布的影响。