平原河网地区闸控型河道生态修复效果评价

针对城市河道治理后反复出现水华现象的问题,以上海市青浦区小涞港河段为研究区域,基于层次分析法和熵权法的组合赋权法,参考相关研究并结合实地调查,优化选取水质、底泥、护岸等相关指标建立评价指标体系,进行河道生态修复效果评价。结果表明：较高的硝酸盐浓度〔NO₃ ⁻-N浓度为（3.055±2.863）mg/L,其与叶绿素a浓度显著相关,r=0.36,P<0.05〕是闸控型平原河网水系河流重要的水华潜在风险因素,建议结合现有闸泵工程活水畅流技术,进一步优化曝气方式,创造合适的缺氧微环境以及通过硫、铁元素耦合强化总氮去除;河道底泥以营养盐污染〔内源氮浓度为（2 171.99±1 664.40）mg/kg〕为主,现有沉水植物种类较为单一,易产生丝状藻华孳生现象,建议增加沉水植物的种类并进行合理配置,降低底泥营养盐污染,增强以沉水植物为核心的水生生态系统稳定性;采用的浆砌混凝土硬质护岸对雨水径流污染的净化拦截能力严重不足,建议适当拓宽河道,对护岸进行生态化改造,选择合理的填料基质和植被配置,以强化护岸对面源污染的截留功能。

     

基于控制单元划分的大辽河流域污染物空间分布及来源解析

为明确大辽河流域污染物特征及污染物来源,建立“流域—控制单元—行政区”空间拓扑关系,对2019年大辽河流域国控断面水质情况、各控制单元内污染物入河量及空间分布特征进行分析。结果表明：1）大辽河流域28个水质监测断面中,逐月水质均能达到《水污染防治行动计划》中考核目标的占29%,超标污染物以COD、NH₃-N为主,超标断面中,COD、NH₃-N主要来源为城镇生活源、农村生活源和分散式畜禽养殖,TP主要来源于不同土地利用类型污染源和城镇生活源;2）2019年COD、NH₃-N、TN、TP污染物入河量分别为59 195.5、3 115.5、18 229.7、538.3 t/a,从污染源贡献上看,总体呈现为城镇生活源>农村生活源>分散式畜禽养殖污染源>不同土地利用类型（含林地、草地、耕地、城镇用地）污染源>工业源>规模化畜禽养殖污染源;3）污染物入河量空间分布均呈现中部>西南部>东北部,其中控制单元C3、C6、C8、C11、C13、C15、C17是重点管控单元,以上重点管控单元中,COD、NH₃-N、TN、TP污染物入河量贡献率分别为68%、73%、77%、72%;4）污染物入河量估算结果与通量模拟值之间误差均小于20%,可用于研究区范围内污染负荷估算。

     

平原感潮河网地区河道水体表观污染评价及来源解析

以佛山市大沥镇河道为研究对象,采用表观污染指数法及表观污染类型的分类方法,从污染程度和污染类型2个角度对平原感潮河网地区河道水体表观污染状况及污染源进行评价,并利用正定矩阵因子分解模型定量解析污染源。结果表明：佛山市大沥镇河道水体表观质量整体不佳,表观污染类型以混合主导型为主,夏季和晚春的表观污染程度重于早春。不同片区水体表观状况从优至劣依次为镇水围片区>白沙片区>盐联围片区>黄岐盐联围片区>谢边涌及香基河片区>泌冲片区>后海片区。退潮时段河道水体表观质量较差,且涨退潮对镇南部河道水体表观质量影响较大。不同表观污染类型河道的污染源类型及贡献率不同,有机主导型（黑臭）的主要污染源为点源污染（52.61%）;有机主导型（水华）的主要污染源为农业面源（35.98%）;营养主导型的主要污染源为种植业污染（51.43%）;无机主导型的主要污染源为地表径流（41.50%）。研究显示,大沥镇河道水体表观污染时空变化较为显著,不同表观污染类型的污染源具有差异性,需分类治理,从而改善水体表观状况。

     

基于微生物生物完整性指数的北京市城市河道生态系统健康评价

生物完整性指数（IBI）是河道生态系统健康评价的重要且被广泛应用的指标,然而,基于水体中分解者微生物群落构建IBI评价标准的研究较少。针对北京市城市河道生态系统健康状况开展评价,探索微生物生物完整性指数(M-IBI)评价流程与标准构建方法。基于沉积物中微生物Illumina高通量测序信息,筛选出关键环境因子（水质指标TN、TP、NH₃-N、NO₃-N和NO₂-N）确定候选生物指标,根据判别能力分析结果,确定Shannon指数、拟杆菌门（Bacteroidota）相对丰度、绿弯菌门（Chloroflexi）相对丰度、蓝藻门（Cyanobacteria）相对丰度、COD_Cr耐受属相对丰度和NH₃-N清洁属相对丰度6个指标,提出了指标标准化公式和健康评价标准。结果表明,以自然水体为补水的永定河各采样点评价结果均为健康状态,其他3条以城镇再生水厂出水为补水的河道中,清河4个采样点为健康至亚健康状态,凉水河5个采样点为健康至一般状态,大龙河4个采样点为亚健康至一般状态。M-IBI可以有效区分不同程度的受损点位,较合理地评价城市河道生态系统健康状况。

     

Rehabilitation of a lowland river: Reconciling flood defence with habitat diversity and geomorphological sustainability

Geomorphologically appropriate rehabilitation measures were proposed to enhance the in-stream environment of the lowland River Idle, north Nottinghamshire, UK. However, the River Idle has multi-functional management requirements including those of flood defence so environmental enhancement must be pursued without significantly increasing the flood risk. Hydraulic testing of rehabilitation proposals is complicated because of the stringent assumptions about flow and morphology in ‘traditional’ hydraulic models. While new generation two- and three-dimension hydraulic models may overcome some of these problems, they are extremely data intensive, require advanced modelling capabilities and are, therefore, very expensive to apply. Also, they do not yet predict morphology-flow interactions adequately. As an alternative, several simple hydraulic models were applied to test the rehabilitation proposals, based on a fitness-for-purpose criterion.BENDFLOW was applied to fine tune the optimal siting of measures and to estimate the additional near-bank scour generated by proposed bend re-profiling. HMODEL2 and the FCFA method were used to test the impact on local channel conveyance capacities and HECRAS was applied to simulate the impact of the proposals on regional flood defence. Indicative results from the testing suggested a maximum increase in near-bank scour of 0·15 m in re-profiled bends, a loss of approximately 10% in flood conveyance locally due to deflector installation or reed and tree planting, and a 0·12 m increase in flood stage within the reach for a 15 year flood. The modelling results were acceptable to the management authority as an indication of an acceptable compromise between flood defence and conservation interests, and construction of the measures followed in 1996. It is clearly that it will require the results of post-project monitoring to indicate whether compromises made to the rehabilitation initiatives in order to satisfy flood defence requirements have unduly reduced their environmental enhancement potential but, for assessing the proposed methods, the models are recommended for use other lowland river environments.     

国内河流水污染现状及防治对策的探讨

对水环境造成的危害进行了论述，分析认为：城市河流污染形势严重。14个大中型城市河段中，63．8％的河段污染较重，为Ⅳ类至劣于Ⅴ类水质。在47个环保重点河段中，29．8％为类于Ⅴ类水质。文中提出了河流水环境污染治理对策。     

入湖河口区水生植物群落衰亡分解释放营养盐过程模拟研究

冬春季水生植物衰亡分解是影响水体水质的重要因素之一。为研究入湖河口区水生植物群落在衰亡期的适宜生物量,于2018-12-25—2019-04-25,在实验室模拟近自然条件下,开展水生植物收割后剩余0%、20%、40%、60%、80%、100%茎叶生物量的分解试验。结果表明:水生植物分解过程中,植物茎叶生物量是影响水体水质指标的关键因子,表现为茎叶生物量越大,水体溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)、pH等理化指标越差,营养盐总氮(TN)、总磷(TP)浓度越高;相关性分析表明,茎叶生物量与水体TN、TP浓度存在极显著正相关(P<0.01),相关系数(R)分别为0.88和0.83;近自然条件下水生植物群落衰亡分解4个月,水体中各营养盐浓度的变化仍未稳定;收割后剩余20%的水生植物茎叶生物量有利于维持入湖河口区较好的水质。     

巢湖及其入湖河流表层沉积物营养盐和粒度的分布及其关系研究

为识别巢湖及其入湖河流的主要污染特征及其来源,测定了巢湖及其入湖河流34个采样点表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)及有机质(OM)浓度,分析了TN、TP、IP、OP、OM浓度及粒度分布间的相关性。结果表明,巢湖西半湖区沉积物营养盐浓度明显高于东半湖区,巢湖中部沉积物营养盐浓度明显偏低。南淝河沉积物营养盐浓度明显高于其他入湖河流,并在流经合肥市的下游处达到最高值。相关性研究表明,沉积物中TOC与TN,TN与OM,TP与IP表现出显著相关性,表明沉积物中氮主要以有机氮的形态存在,与有机氮相比,沉积物中无机氮浓度相对恒定,沉积物中磷主要以无机磷的形态存在;TN与TP、IP也表现出显著相关性,表明沉积物中氮磷来源具有同源性。随着沉积物粒径的增大,沉积物粒径与TOC、TN、TP、IP的相关性变差。     

梯级拦河堰对典型山地城市河流重金属元素的滞留效应:以重庆市梁滩河为例

梯级拦河堰通过改变水力条件的方式将大量重金属元素滞留到河底沉积物中,滞留在沉积物中的重金属会长期影响地表水质和水生态.在2020年5月采集位于重庆市主城区、布设有梯级拦河堰的典型山地城市河流——梁滩河干流河底沉积物,并监测各河段内沉积物累积量和样品中重金属元素含量以及其它基本理化指标.结果表明,梁滩河干流沉积物ω（As）、ω（Cd）、ω（Cu）、ω（Hg）、ω（Ni）和ω（Pb）均值分别为（4.66±4.78）、（0.361±0.256）、（32.30±14.38）、（0.069±0.039）、（33.47±15.37）和（26.34±11.52） mg·kg^-1,由于污染源空间分布不均和梯级拦河堰对河流连通性的破坏,各点位沉积物重金属含量有着较大的空间变异系数.改进的地累积指数（I_m）显示,Cd是沉积物中污染水平最高的重金属元素;有12.50%的监测点位处于偏中度或中度污染水平,污染主要分布于建设用地集中的上下游区域.潜在生态风险评价指数法（RI）和沉积物质量基准法（SQGs）显示,除污染水平较高、毒性强的Cd和Hg外,流域内背景值含量较高的Ni也对地表水生态风险形成威胁.在梯级拦河堰的影响下,干流沉积物中滞留As、Cd、Cu、Hg、Ni和Pb总量分别为446.10、47.28、4997.80、10.81、5135.68和4048.16 kg,其中Cd、Ni和Pb会长期威胁地表水生态安全.由于较高的重金属滞留总量和更易形成厌氧环境,各级拦河堰上游附近河段也是重金属内源释放所需关注的重点区域.利用主成分分析和聚类分析解析沉积物中重金属元素来源：Cd、Cu和Pb主要源于居民/工业点源污染;Hg主要源于农业面源污染;As和Ni主要源于自然土壤侵蚀.     

泛长江三角洲地区经济发展与生态环境耦合协调关系分析

以泛长三角地区41个地级市以上的政区为例,运用改进熵值法计算经济发展及生态环境系统的综合得分,并运用耦合协调模型分析1999~2013年两系统的耦合协调度及其演变,最后通过经济发展与生态环境系统得分排名划分4种类型,提出未来泛长江三角洲经济发展分类指导建议。研究结果表明:(1)1999~2013年泛长三角地区经济发展与生态环境的耦合度C∈[0.5,0.8],整体位于磨合阶段;而系统协调度D∈[0.3,0.5],整体属于中度耦合协调;(2)1999~2013年泛长三角经济发展与生态环境系统耦合协调度呈现上升态势,但经济发展与生态环境系统综合评价值仍表现负相关的特征;(3)未来苏南地区、皖江地区、杭甬地区需要进一步调整产业分布结构,提升城市经济发展环境;而苏北地区、皖西地区、浙西南地区需要进一步增加城市经济发展的软、硬实力各种要素的投入,并将城市生态环境优势转化为经济增长优势。