海河流域平原河流非常规水源补给特性及其成因分析

统计分析海河流域水资源量和污废水入河量数据(2001-2012年)、降水量数据(1956-2012年),以及水资源利用、污废水排放、社会经济、人口等数据(1980-2012年),探究了海河流域平原河流非常规水源补给的特性及成因.结果表明,非常规水源补给的河流具有污径比高的特性:海河流域河流污径比高,平均污径比为35.7%,其中海河北系污径比最高,达到90.5%,滦河及冀东沿海污径比最低,为25.6%.降水量的持续减少、山前水库带对水资源的截留以及平原区水资源开发利用率的增加导致河流径流量减少,是海河流域平原河流非常规水源补给的一个主要原因:降水量持续减少,1956-1980年平均降水量为559 mm,至2012年平均降水量降低至502 mm;水库、闸坝等水利设施的建设使得73%的山区河流流量被水库截留;流域地表水资源平均开发利用率高达63%,这些均导致平原河流径流量持续减少.人口和社会经济快速发展导致污废水排放量增加,是海河流域平原河流非常规水源补给形成的另一个主要原因:工业产值、城镇人口数量均与污废水排放量显著正相关,复相关系数均超过50%.海河流域中部平原区河流以非常规水源补给将长期存在,考虑非常规水源水质水量的协同保障,对满足生态需水量、改善缺水河流生态环境等具有积极的作用.     

海河流域河流生态系统健康评价

随着经济发展,人类活动对河流生态系统的胁迫日益强烈,生态系统健康状况受到严重威胁.本研究以海河流域2010年73个采样点的水质、营养盐和底栖动物指标为例,采用指标体系法,从化学完整性和生物完整性两方面评价了流域内河流生态系统健康.结果表明,海河流域河流生态系统健康状况整体较差,有72.6%的样点处于\"极差\"健康状态,同时表现出明显的地区集聚效应;河流水质与人类活动强度密切相关;海河流域水体富营养化趋势明显;流域内底栖动物多样性低,清洁物种较少.氨氮、总氮、总磷等营养盐指标是影响河流生态系统健康的关键因子,应从控制上述指标入手,遏制海河流域河流生态系统健康恶化.对于河流生态系统健康评价,多因子的综合评价法优于单因子评价法.     

海河流域河流富营养化程度总体评估

以海河流域2009年地表水水质现状数据为基础,分别运用河流水体富营养化潜势和浮游植物表征河流富营养化水平.结果显示,流域河流水体中富营养盐含量相对较高,河流水体中TN、NH3-N平均含量分别为8.13、4.34 mg · L-1,分别超过《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)Ⅴ类限值(2 mg · L-1)4倍、2倍以上.北三河水系(北运河、潮白河、蓟运河)、子牙河水系和海河干流中TN浓度超过9 mg · L-1;海河流域河流水体中TP平均含量为 0.87 mg · L-1,超过地表水Ⅴ类限值(0.4 mg · L-1)2倍以上.北三河水系、子牙河水系和黑龙港运东水系水中TP平均含量均超过1.0 mg · L-1.主要河流3%处于中或贫营养,44%处于极富营养化水平,主要分布在北三河水系、子牙河水系和漳卫河水系,表明流域河流总体呈现富营养化状态,平原段河流富营养化严重.河流治理要兼顾耗氧污染控制和营养盐控制,以改善河流水质.     

海河流域北部地区河流沉积物重金属的生态风险评价

以海河流域北部地区主要河流为研究对象,采用Hkanson潜在生态风险指数法,根据39个采样点评价了河流沉积物重金属的潜在生态风险程度.结果表明,以中国大陆沉积物重金属背景值作为参考值,研究区内除Pb含量接近背景值外,Cu、Zn、Cd和Cr含量均超出了背景参考值.基于单项重金属的潜在生态风险指数,研究区内采样点Cu、Pb、Zn和Cr的风险等级属于\"轻微\",Cd则有不同程度的污染,各重金属污染等级排列顺序为Cd>Pb>Cu>Cr>Zn.基于多种重金属的潜在风险指数,32个采样点属于\"轻微\"等级,5个采样点属于\"中等\"等级,2个采样点属于\"很强\"等级.风险较高的河流为北京汤河、大石河和保定拒马河,表明这些河流是需要加强控制的重点地区.     

海河流域河流生态基流量整合计算

以海河流域为对象,对河流生态基流量整合计算模型进行了实例研究,提出了海河流域生态基流量的整合计算的基本原则,即:分阶段恢复原则、恢复模式原则、等级制原则和时空优化配置原则.海河流域生态环境恢复对象包括24条河段和12块湿地.根据河流生态基流量整合计算模型,计算得到海河流域的河流生态基流量:高方案为212.52×108m3·a-1,中方案为131.79×108m3·a-1,低方案为69.32×108m3·a-1.并计算3年内不同月份的生态基流量.在高中低方案中,生态基流量的最大值均在8月份,最小值均在2月份,按照从大至小的顺序依次为:8月份、7月份、9月份、6月份、10月份、5月份、11月份、4月份、3月份、12月份、1月份、2月份.建议管理部门首先保证低方案的生态基流量,充分关注枯水年份和枯水季节的生态基流量,加强监测和管理生态敏感性强的河段、湿地和河口.     

海河流域河流空间分布特征及演变趋势

海河流域涵盖我国\"京津冀\"经济圈,河流对流域内人类生存和经济发展具有重要支撑作用,研究河流空间分布及演变趋势对于合理利用河流水资源、保护河流生态和实现经济可持续发展具有重要意义.本文运用遥感资料的GIS分析方法,对海河流域的河流地貌、水系结构、河流曲率和河网密度、闸坝等指标进行分析,发现:1海河流域河流地貌划分为上游山区段、中部平原段和下游滨海段,3个区段水系形状依次为树枝状(受人为干扰小),编织状(中度人为干扰),稀疏编织状(人为干扰强烈);2流域水库和水闸修建阻断河流纵向连续性,五大水系(滦河、北三河、永定河、大清河、子牙河)连续性指标值低于5;320世纪60年代-80年代-2000年,流域河流平均曲率不断减小,河网密度呈现不定向波动,反映出人为控制对河道形态改变程度大.今后应减少人类活动对河流自然属性的改变,河流治理和修复过程中应充分考虑保护和改造河流地貌、水系结构、河流曲率和河网密度.     

海河流域社会经济发展对河流水质的影响

海河流域社会经济快速发展,主要河流水质恶化.本文基于海河流域人口规模、经济产值和土地利用变化过程,结合河流社会经济发展指标和水质变化统计分析,从流域废污水排放和水资源利用等角度分析社会经济对水环境影响机制.研究表明,流域人口规模大幅增长、工业生产强度大幅提高,工业聚集区由北京-天津地区扩展到北京-天津-唐山、石家庄、聊城-德州等地区,导致海河流域工业废水和生活污水排放规模迅速上升,成为河流水质恶化直接驱动力.城市扩张是流域土地利用变化最显著特征,近30年来城市用地面积增加85%,北京-天津-唐山城市群规模扩大,造成流域水资源开发利强度加剧,降低河流自净缓冲能力.因子分析表明,流域影响河流水质因素分解为农村、城市和自然等3个方面,其中城市化过程和农村社会经济发展对河流水体污染物浓度水平影响非常显著.     

辽河流域河流栖息地评价指标与评价方法研究

建立了由底质、栖息地复杂性、速度-深度结合特性、堤岸稳定性、河道变化、河水水量状况、植被多样性、水质状况、人类活动强度和河岸土地利用类型所构成的河流栖息地评价指标体系,确定了各指标的等级划分以及栖息地综合指数的计算方法.结合2005年辽河流域河流生态调查结果,对流域内所调查的28个河段的栖息地质量状况进行了具体评价,并进一步分析了河道栖息地综合指数与河流理化因子、底栖生物以及小流域土地利用状况的相关关系.结果表明:①辽河流域28个河段的栖息地质量状况差异显著,其中10个河段达到了较好等级以上,6个仅为中等水平,12个河段为较差等级以下;②栖息地质量与理化因子、底栖生物指标具有显著相关性,表明栖息地质量是影响水质与生物状况的重要因素;③小流域的人类未利用土地比例与栖息地质量显著相关,表明小流域土地利用程度对栖息地环境质量影响较大,是恢复与保护河流栖息地质量的重要条件.     

海河流域典型河流粪源性指示微生物的污染特征及其时空分布

当前,我国河流污染的监测、研究与治理甚少考虑微生物指标,导致国内大多河流的微生物污染状况不明.本研究以海河流域上游山区段永定河(张家口市)、中游平原段温榆河(北京市)和下游滨海段北运河(天津市)3段典型河流为对象,选取粪大肠菌群、大肠杆菌、肠球菌、SC噬菌体为指示微生物指标,开展了历时1年的野外调查,以期明确海河流域典型河流微生物污染的浓度水平及其时空分布特征.结果表明:除有机污染和富营养化问题外,3条河流也受到了较为严重的微生物污染.监测断面的肠球菌、大肠杆菌、粪大肠菌群、SC噬菌体的年平均浓度分别在1.039×103~9.168×105CFU·L-1、10~1.870×106CFU·L-1、1.43×102~8.105×106CFU·L-1、0~4.77×106PFU·L-1之间.曼-惠特尼U检验分析结果表明,流域内指示微生物浓度分布的季节性变化不显著;3条河流中,中游平原段温榆河因受污水处理厂退水排入河道的影响,微生物污染水平最高;上游山区段永定河虽有机污染较轻,但动物粪便污染严重,导致河流微生物污染状况亦不容乐观.为保障流域公共卫生安全和地下水安全,上游山区段农村畜禽粪便处理、中游平原段污水处理厂退水应得到进一步的关注与管理.     

海河流域中南部河流沉积物的重金属生态风险评价

针对海河流域中南部河流,布设80个采样点,对沉积物中Cu、Zn、Cr、Ni、Pb、Cd进行含量及空间分布研究,并采用潜在生态风险指数法和富集因子法进行重金属风险评价和污染来源判断.结果表明:1除Cr、Ni外其余4种重金属元素均有较明显的积累,其中Cd含量超出环境背景值2.64倍.基于单项重金属的潜在生态风险指数,Cd在多数点位风险强度等级为强,其余元素多数为轻微等级,各重金属生态风险等级排序为Cd>Cu>Pb>Ni>Cr>Zn;2重金属污染具有一定的空间差异性,位于平原的子牙河、大清河重金属含量较高,且综合生态风险指数平均值较高(RI为155.64和111.84);徒骇马颊河和黑龙港河由于工业化程度较低重金属含量相对较低,且综合生态风险指数平均值也较低(RI为69.54和84.50);3同源分析表明Cd、Pb、Zn、Cr有相似的污染来源;富集因子法评估显示人为影响依次为Ni相似文献   

海河流域水质变化与水量的关系研究

采用曼-肯德尔和森方法,对海河流域省界断面水质达标比例和主要指标的超标比例及降雨量进行分析,探讨水质的演变特征及与降雨量的关系.结果表明:近10年非汛期达标比例和全年期COD超标比例呈现显著的变化趋势.氨氮的断面超标比例较高.汛期水质达标比例与汛期降雨量存在显著负相关,汛期降雨量增加降低了水质达标比例.DO、高锰酸盐指数、BOD和氨氮的超标比例年内变化存在差异,其主要与指标自身特性、气温以及与水文循环有关.     

Impacts of climate change on winter wheat water requirement in Haihe River Basin

Climate change and variability has the potential to impact crop growth by altering components of a region’s water balance. Evapotranspiration driven by higher temperatures can directly increase the demand of irrigation water, while indirectly decreasing the length of the annual crop growth period. The accompanying change in precipitation also affects the need to supply irrigation water. This study focuses on the spatial and temporal variation of historical and future irrigation water requirements of winter wheat (Triticum aestivum L.) in the Haihe River Basin, China. Irrigation water requirement is estimated using a simple water balance model. Climate change is incorporated by using predicted changes in daily precipitation and temperature. Changes in evapotranspiration and crop phenophase are then calculated for historical and future climate. Over the past 50 years, a decrease in total net irrigation water requirement (NIR) was observed mainly due to a reduction in the crop growth period length. The NIR is shown to decrease 2.8～6.9 mm with a 1-day reduction in growth period length. In the future, sowing period will come later and the heading period earlier in the year. The NIR in November, March and April is predicted to increase, especially in April. Increased NIR can result in increased water deficit, causing negative impacts on crop yield due to water stress. In the future, more attention should be paid to water resource management during the annual crop growth period of winter wheat in the Haihe River Basin.     

“三水优先”的海河流域“十二五”水污染防治战略研究

面对海河流域“十二五”期间突出的饮用水安全保障、城市水环境改善和跨界水协调的污染形势,提出了饮用水、城市水和跨界水为重点的“三水优先”的海河流域水污染防治战略：以“三水”为重点,依托骨干治污工程,创新水污染防治政策,规范重大经济活动,合理调配水资源,严格控制污染物排放,节水优先、增流为本、贴近民生、跨界协调,集中解决一批海河流域突出的水环境问题,努力为海河流域建设全面小康社会提供环境安全保障。     

流域水环境累积风险评估研究

流域水环境累积风险属于多层次、多准则的复合系统问题,具有一定的模糊和突变特性,在可持续发展的要求下,对流域进行水环境风险综合评估与防控十分必要.建立基于16项底层指标的流域水环境累积风险评估综合指标体系,将突变理论应用于表达和计算累积环境风险,可以形成系统完整的流域水环境累积风险评估研究方法.以流溪河流域为例,通过分区计算分析流域水环境累积风险形势,得出流溪河流域上游水环境累积风险水平较低,流域中游和下游均有较高的水环境累积风险.     

太浦河流域锑污染环境风险评估

以太浦河流域为研究对象,从环境风险发生机理入手,分析流域内各环境风险要素之间互相影响及作用机制,基于环境风险受体、锑污染源和流域水文特征三方面构建环境风险评估体系,分析不同情景条件下流域发生锑污染的环境风险,并根据断面水质控制目标核算不同流量条件下流域的环境容量,为流域突发性水污染事件的应急响应和风险防范管理提供决策依据。     

长江流域水质评价与预测

依据长江流域水质监测资料,选用具有代表性的主要因子pH、DO、高锰酸盐指数、NH3-N,采用综合水质标识指数模型对长江流域进行了定量综合评价,评价结果表明,影响长江流域水质的主要污染因子是NH3-N和高锰酸盐指数;定量综合评价显示长江流域总体水质为Ⅱ类水,但有恶化为Ⅲ类水的趋势。据此,揭示了水质的时空变化规律。根据监测数据和水质报告,采用灰色模型预测了未来10年长江流域各类水质比例,预测表明,Ⅲ类以上可饮用水的比例在逐年减少。     

基于改进DRASTIC模型的平原河网地区地下水脆弱性评价

DRASTIC模型易使用,在国内外地下水脆弱性评价方面得到广泛应用,但平原河网地区地势平坦、地下水埋深浅,DRASTIC模型需根据其特征进行改进,目前应用尚不多见。该研究结合平原河网地区水文地质特征,选取地下水埋深、净补给量、含水层厚度、水力阻力及含水层渗透系数5个指标改进DRASTIC模型,基于GIS软件构建平原河网地区地下水脆弱性评价DRAHC模型,并以上海市为例,进行实例计算与评价。结果表明上海市地下水脆弱性总体较高,"较高"和"高"占全市总面积45.27%,"中等"占33.08%,"低"和"较低"占21.65%。各指标的单参数敏感度分析和地图移除敏感度分析结果显示,有效权重与理论权重大小排序基本一致,每个指标去除均对地下水脆弱性评价结果产生较大影响,说明DRAHC模型在平原河网地区应用的合理性。该研究结果能够为上海市地下水资源管理提供依据,为类似区域地下水脆弱性评价提供参考。     

流域开发建设规划环评的编制与技术审查要点

本文分析了传统建设项目环境影响评价的不足,提出了流域开发建设规划环境影响评价的一些编制方法,对评价的指标体系以及审查技术要点做了初步探讨.     

地下水硝酸盐特殊脆弱性评价:以沙颍河流域为例

特殊脆弱性评价是地下水污染防治的基础。该文以地下水硝酸盐污染典型区—沙颍河流域为研究区,基于地下水硝酸盐污染成因分析,建立了以地下水埋深(D)、净补给量(R)、含水层富水性(A)、土壤类型(S)、地形坡度(T)、包气带介质类型(I)、污染物输入强度(P)、土壤有机质含量(O)为指标体系的DRASTIPO评价模型,采用主成分-因子分析法确定指标权重,并对浅层地下水硝酸盐特殊脆弱性进行了评价。2013年8月在研究区采集浅层地下水样品48组,通过分析采样点特殊脆弱性指数与地下水NO3-浓度之间的相关性,相关性系数R2为0.714,表明该评价模型是可靠的。