稀疏数据下复杂流域的水质模拟:以赣江为例

以赣江流域为例,对稀疏数据条件下复杂流域水质模型的建立和参数识别进行了探讨．采用了结构相对比较简单的CSTR模型,将其参数划分为水文参数和水质参数,并分别进行识别．水文参数采用回归方法进行识别,对水文参数的扰动实验表明,水质对于水文参数在可能的取值范围内的变化不敏感,因此在随后的水质参数的识别中,将其固定在回归方法求出的最优值上．水质参数的确定则采用了模型方法和资料方法相结合的手段,综合考虑了赣江流域可获得的数据信息、文献资料中对于参数的经验取值和模拟者在大量数学建模中的经验,最终根据河流的不同类型确定了赣江流域的水质参数,并对模型进行了验证。     

赣江南昌段污染负荷及水环境容量分析

通过调查和分析赣江南昌段各污染源,以化学需氧量和氨氮为污染负荷指标,分析了赣江流域南昌段污染负荷现状,确定了主要污染源。在此基础上,选择氨氮和化学需氧量作为计算因子,利用二维水质模型测算赣江南昌段水环境容量。根据水环境容量计算结果和现状污染物排放量,得到赣江南昌段各江段剩余水环境容量。结果表明:2008年南昌市排入赣江南昌段的污染负荷量为94255.47t,以化学需氧量为主。污染源中以城镇生活污染源、农田地表径流污染源和工业污染源为主。赣江南昌段除赣江南支外其余部分水质良好,有较富足的水环境容量。     

土地利用变化对赣江流域径流的影响研究

论文以赣江流域为研究区,基于SWAT分布式水文模型及SUFI-2 算法,利用流域DEM、土地利用、土壤、气象等数据,结合GIS和RS技术,对流域土地利用变化的径流响应进行定量分析与研究。结果表明:影响模型模拟效果前3 位的敏感参数分别为ALPHA_BF、CN2、ESCO,得出率定期和验证期的模拟值与实测流量过程拟合程度较优,其R²和Nash-Sutcliffe 效率系数E_{NS均高于0.90,相对误差|Re|均小于3%;流域内1990 年与2000 年土地利用均以林地、水稻田、草地为主,此3 种类型约占流域总面积的85%;在相同气象条件下,两期土地利用情景下的月、年均径流量变化趋势较为一致,2000 年土地利用情景下的年径流量比1990 年略大;相比1990 年土地利用情景,2000 年产水量增加最为显著的区域主要为赣江流域东部、东南部和西南部,建筑用地、水浇地和裸岩面积的增加、林地面积的减少可能是引起产水量增加的主要因素。}     

赣江上游典型流域水体三氮及重金属空间分布特征与风险评价

论文以赣江上游典型稀土、钨矿区流域-渥江流域为研究对象，沿程设置42个取样点，对水体的pH、氨氮、硝态氮、亚硝态氮以及Cr、Co、Cd、Pb、Hg、Ni、Mn、Cu、Zn、As这10种重金属的含量进行调查分析，同时运用内梅罗综合污染指数法、健康风险评价模型对渥江流域水体污染状况进行评价，运用Pearson相关性分析、主成分分析方法对重金属污染来源进行探究。结果表明：（1）各采样点氨氮、硝态氮、亚硝态氮含量在沿程分布上趋于一致，且与pH呈负相关；（2）渥江流域不同采样点重金属含量存在较大差异，干流重金属含量总体上高于支流，且干流部分河段和支流无重金属污染，而位于流域内稀土矿山和钨矿山附近的采样点目前已表现为轻度和重度重金属污染，主要健康风险来源于致癌重金属As和Cd。（3）各类水质指标、重金属含量具有显著相关性，研究区域水体重金属污染主要来自于周边稀土矿区和钨矿区。     

情景分析法在赣江流域水污染控制规划中的应用

采用在水污染控制规划中有广泛应用的情景分析法，从流域水环境功能分区出发，根据赣江流域各市县的社会经济发展规划和污染源排放量的预测结果，对流域的水污染控制设计了一系列不同的情景方案，首先通过情景水水质模拟和情景经济分析，初选出适用的方案，再运用多目标决策方法，从水质，经费，施工，社会影响等方面进行综合评定，据此定出筛选方案优劣和先后的顺序，并提出赣江流域水污染控制规划的推荐方案，研究表明，情景分析方法对于流域的整体规划的综合性，完整性，可持续性等方面具有着良好的指导意义。     

负荷历时曲线法在赣江流域TMDL计划中的应用

赣江流域是鄱阳湖水系的第一大流域,由于人口密度大、企业多,使得赣江流域的水环境日趋严重。为此,以赣江流域为对象,选择外洲站点为代表性站点,绘制赣江流域污染物的流量历时曲线和负荷历时曲线;并分析污染物最大日负荷的变化特征,赣江流域各月、各季节和各水情期的污染物最大日负荷波动较大,各时间段的污染物最大日负荷呈负偏态分布;最后比较了赣江流域现状负荷通量和允许负荷通量,发现赣江流域总体水质较好,COD有部分盈余,但NH3 N和TP的现状负荷已接近最大允许负荷,尤其在丰水期,说明面源对赣江流域的NH3 N和TP的贡献较大,赣江流域的污染物控制应以面源控制为主     

赣江上游章水流域水沙变化的驱动力分析

为揭示赣江上游流域输沙量急剧减小过程中各影响因子的相对贡献率,以上游的章水流域为代表区域,采用流域控制站坝上水文站1956~2015年流域面雨量、径流和输沙数据,并结合趋势检验、Pettitt突变检验等方法,计算并分析了该流域多年降雨量、径流量和年输沙量的变化趋势和突变。采用累积量斜率变化率比较法分析了自然因素和人类活动在章水流域水沙关系变化中的相对贡献率。结果表明：流域降雨和径流60 a间无显著变化趋势和突变点,年输沙减少趋势显著,在1994年发生有超过显著性水平0.001的突变。相对于1956~1994年,在1995~2015年,人类活动对章水流域水沙关系的贡献率为99.4%;研究表明水利工程建设和水土保持等人类活动对赣江上游章水流域输沙量变化影响及其显著。研究对于准确评价水利工程和水土保持效益具有重要的指导意义。 关键词： 水沙关系;赣江上游流域;人类活动贡献率;双累积曲线     

赣江流域生态补偿量化研究

结合综合污染指数法和主成分分析法对市界断面水质进行了评价,以各类用水量占总用水量的比例为权重计算了2019年南昌市综合水价,最终构建了以水资源价值量为基数、水质评价指数差额为权重、补偿标准系数为调节因子的流域生态补偿模型.结果 表明:赣江流经宜春至南昌水质得到改善,南昌市应为利用更优质的水源对宜春市进行一定的经济补偿.     

赣江主要河流丰水期-枯水期氮磷营养盐分布特征

对2006—2019年赣江水体及水库丰水期-枯水期的总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)、硝态氮(NO^-₃-N)和总磷(TP)浓度变化和分布特征进行分析。将赣江按河谷地形和河道特征划分为上游、中游、下游3段;根据水流来源将赣江划分为章水、桃江、湘水、贡水、泸江、赣江干流。结果显示：桃江TN质量浓度在2011年枯水期取得最大值8.26 mg/L;章水TP质量浓度在2007年枯水期取得最大值0.18 mg/L,整个赣江丰水期-枯水期的TP质量浓度在0.02～0.18 mg/L范围内浮动,变化幅度较小;章水NH₃-N浓度在2008年枯水期取得最大值1.86 mg/L,而在2017—2019年NH₃-N的浓度基本处于0.5 mg/L以内,达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅲ类水质标准。万安水库和峡江水库对总氮的滞留率,丰水期分别为24.26%、17.44%,枯水期分别为21.36%、16.60%;对总磷的滞留率,丰水期分别为24.78%、19.05%,枯水期分别为33....