基于Copula模型的丰枯频率分析——以南水北调西线工程调水区径流与黄河上游来水的丰枯遭遇研究为例

以道孚、绰斯甲、足木足和兰州水文站1960～2000年的同步天然年径流量系列为基础,应用Copula方法构造了南水北调西线一期工程调水区径流与黄河上游来水之间的联合分布,具体分析了调水区径流与黄河上游来水的丰枯遭遇频率。结果表明：由西向东依次按鲜水河、绰斯甲河、足木足河的顺序,调水河流与黄河上游丰枯同步（异步）的频率在递增（递减）,到了足木足河,其丰枯同步的频率已大于丰枯异步的频率;有利于调水到黄河的频率在递减,但仍保持在30％以上,略大于南水北调中线工程的利于调水频率;且调水区径流与黄河上游来水同枯的频率维持在26％以下,这些对于南水北调西线一期工程的实施都是有利的。     

黄河兰州段苯系物污染现状调查与评价

在对黄河兰州段（小川－宁安波）污染源调查、取样分析的基础上,利用气相色谱分析数据评价了苯系物对该河段的污染现状。结果表明：兰州河段除小川断面未受到污染外,其它各断面已受到了严重污染,苯、对二甲苯污染指数超标数１０倍。并就今后兰州段开展苯系物的监测,促使废污水达标排放提出了一些建议。     

黄河水体氨氮超标原因探讨

根据黄河水体氮污染物的种类、浓度和来源以及黄河特有的泥沙和水化学条件,结合实验结果,从生物和化学的角度讨论黄河氨氮超标的可能原因.结果表明,水体悬浮颗粒物对硝化过程有明显的促进作用,氨氮的超标不是因为泥沙对硝化作用的影响所导致.氮污染物的不断输入是黄河水体氨氮超标的根本原因,高浓度氨氮和有机氮对硝化过程有抑制作用,当NH⁺₄-N初始浓度分别为10.1,18.4,28.2 mg/L时,初始的硝化效率分别为17.4％,13.0％,2.5％,当有机氮初始浓度分别为5.5,8.6 mg/L时,其降解所产生的氨氮最高浓度分别为0.47,1.69 mg/L,在水体中滞留的时间分别为2 d和6 d.水体中耗氧有机物和有毒物质对硝化细菌活性的影响间接导致了氨氮在水体中的滞留.黄河水体高pH值导致非离子氨浓度较高,进一步对硝化细菌产生抑制作用.水量较小、颗粒物含量较低和微生物的活性降低是枯水期氨氮污染加重的原因.     

重典之下的水污染困局——聚焦水污染防治法修订案

大量污水入南水北调干线,郑州四成污水入淮河!松花江、黄河、淮河中度污染!辽河、海河重度污染!中国境内70%的江河湖泊被污染.     

河南黄河改道区浅层地下水化学特征与主控污染源解析

黄河下游的河南北部平原是黄河频繁发生改道的地区.该地区浅层地下水水质较差且超标组分类型多,但是多种因素影响下各环境因子对水质的贡献作用仍需进一步得到量化.为了明确研究区浅层地下水的水质成因,采集330组浅层地下水样品进行区域性水质调查,通过主成分-绝对主成分得分-多元线性回归（PCA-APCS-MLR）模型揭示豫北黄河改道区的浅层地下水水质演化来源.结果表明,研究区浅层地下水超标率从高到低依次为：锰>铁>总硬度>溶解性总固体>钠>氟>砷>氯离子>硫酸根>铵根,特别是锰的超标率达到76％.水-岩溶滤富集作用、土壤来源、氧化还原条件和农业活动这4种因素是导致地下水水质较差的主要原因,四者方差累积解释率达到71.24％,同时地表水的补给也会影响地下水质.新乡等北部的黄河故道区地下水中,铁、砷、铵根、总硬度和TDS等组分主要受到水-岩溶滤作用和氧化还原条件影响造成浓度增加;黄河沿岸的水-岩溶滤作用、土壤来源与黄河侧向补给造成水中氟的富集;高锰地下水受到土壤组分影响广泛存在于研究区,而个别地区农业活动和地表水补给造成硝酸盐的点状污染.     

黄河中游不同地貌分区景观格局脆弱性及其驱动力

黄河中游生态环境脆弱,科学评估流域景观格局脆弱性是因地制宜开展该区生态环境建设的基础.以黄河中游1990~2018年5期土地利用数据为基础,采用景观脆弱度指数,分析景观格局脆弱性的时空演变,并结合最优参数地理探测器方法探究不同自然地貌分区景观格局脆弱性的影响因素.结果表明:①1990~2018年,耕地（面积占比为36.96 %~39.97 %）是黄河中游的优势景观,耕地（减少10185.00 km²）和建设用地（增加7678.46 km²）面积变化最大.②1990~2018年,景观格局以较低和中度脆弱区为主,面积占比为70 %~80 %,较高和高脆弱区集中在黄土丘陵沟壑区,低脆弱区集中在河谷平原区和土石山区,脆弱度呈先降后升的变化趋势;1990~2000年和2000~2005年,脆弱性等级变化以“脆弱度减少”为主,2005~2010年和2010~2018年,以“脆弱度增加”为主.③年降水和NDVI是影响景观格局脆弱性的主要驱动因素,不同自然地貌分区的影响因素则各有不同:黄土丘陵沟壑区和土石山区的主导因子分别为年降水和DEM（自然因素）,黄土高塬沟壑区、河谷平原区和沙地沙漠区的主导因子分别为人口密度、土地利用程度和距道路的距离（人为因素）.任意两个影响因子的交互结果均表现为双因子增强或非线性增强.风险探测显示,各自然地貌分区的景观格局脆弱度高值区分别分布于对应主导因素的不同取值范围.因此,在黄河中游的生态治理实践中,应针对不同自然地貌的脆弱性特点,实施因地制宜的治理策略,进一步提升流域的生态治理水平.     

黄河兰州段水污染物规划环境容量和排污总量控制研究

黄河甘肃河段,按水域功能划分为水源保护区、准水源保护区和综合功能区三个串联的功能河段。本研究提出各河段水环境规划容量新概念和排污总量控制方案。河段环境容量的计算,是以有机污染指标COD为例,在美国“PDM-PC模型”的基础上,简化边界条件后,重新推导建立了近似解析求解数学表达式。所得环境容量和规划环境容量都是在不同目标和不同达标概率的随机条件下连续的风险环境容量系列值,为总量控制和环境决策提供了更多的选择余地。     

对黄河泥沙有机质的溶解特性和降解特性的研究--再论黄河水的COD值不能真实反映其污染状况

对黄河自潼关至三门峡至花园口河段泥沙中有机质的含量、组成、溶解特性和降解特性及对河水COD值与泥沙有机质的关系问题进行了研究 .查明了 :1)黄河泥沙中的有机质主要富集于 <5 μm的细颗粒物中 ;2 )这一段黄河水中溶解态有机质在总有机质中的比例非汛期为 2 0 %— 2 5 % ,汛期为 5 %— 10 % ;3)黄河泥沙中的有机质 75 %— 80 %以上是既不能为酸也不能为碱所萃取的胡敏素物质 ;4 )在黄河水中可被生化降解的有机质只占总有机质的 1%— 3% ;5 )目前在黄河清洁河段测得的COD值经常高达数十、数百、甚至上千mg L ,几乎等同于河水泥沙含量与泥沙中有机质含量的乘积 .研究结果表明 ,黄河泥沙中的有机质是稳定性极好的天然腐殖质类物质 ,它们在COD监测方法规定的高温、强酸性和强氧化剂条件下可以被氧化 ,构成黄河COD值的主体 ,但在实际自然条件下氧化过程极为缓慢和有限 ,不会对水体产生污染危害 ,不能将其与通常概念上的耗氧性有机污染物混为一谈 .测得后未经泥沙有机质背景值校正的COD值不是评价河流污染程度的恰当的水质指标 ,应寻找更好的水质参数来反映和评价黄河水的有机污染状况 .     

黄河呼和浩特段水环境质量时空变化分析

水环境质量评价是水资源可持续利用的重要前提,同时也是水环境管理与治理决策的重要依据。为科学评价黄河呼和浩特段水环境质量,基于基础资料数据库,遵循全面性、区域性、易量化性等原则,采用综合污染指数法详细分析了黄河呼和浩特段水环境质量的时空变化情况,进一步揭示了2020年水质季节变化规律,并对主要超标因子进行了深度解析。结果表明：随着一系列环境保护政策和管理措施的实施,2015—2020年黄河呼和浩特段水环境质量综合指数下降了75.87%。在时间尺度上,各断面的水环境质量综合指数平均值由2015年的93.81下降至2020年的22.64,整体水环境质量评价等级由G4转为G2,对应的水环境质量状况由中度污染转为较好;在空间尺度上,上游水环境质量优于下游,城区段水环境质量较差。此外,评价结果显示,部分水体当前仍存在氨氮超标问题。评价结果较为客观地反映了黄河呼和浩特段的水环境质量,可为水环境管理提供决策依据。     

氮同位素控制下黄河及其主要支流硝酸盐来源分析

选取黄河小浪底水库及以下干流和支流河水为主要研究对象,利用氮同位素识别河水潜在硝酸盐来源,结果表明,研究区黄河干流及支流沁河和伊洛河河水硝酸盐含量均值分别为(4.77±0.95)、(3.45±1.71)和(4.50±0.91) mg·L-1.研究区黄河干流河水δ15N-NO3-均值为(+3.2±4.5)‰,上游河水硝酸盐来源主要为土壤有机氮矿化,下游平原区河水硝酸盐来源包括土壤有机氮矿化以及化学肥料.沁河河水δ15N-NO3-均值为(+8.3±4.6)‰,丰水期河水硝酸盐来源包括大气降水、土壤有机氮矿化以及化学肥料;平水期河水硝酸盐受到生活污水和土壤有机氮矿化共同影响;枯水期沁河河水由于断流形成封闭水体,浮游植物和藻类生长以及反硝化作用是控制河水硝酸盐的重要因素.枯水期洛河和伊河河水δ15N-NO3-值分别为+ 10.9‰和+3.4‰,其中生活污水是洛河河水硝酸盐的重要来源,合成化学肥料是伊河河水硝酸盐的重要来源.