妫水河湿地植物作用及调水水质响应模拟

本文基于湿地植物在河流湖泊中的物理、生化反应机制,应用MIKE21中EcoLab的编辑功能,建立湿地植物的水质模块,将植物的阻流、产氧、耗氧及微生物和植物吸收营养盐过程参与计算中,耦合湿地水动力实现水质模拟.在对妫水河表流湿地调研及监测基础上,建立妫水河下游与三里河的模型,考虑湿地植物类型、分布及水量变化下的植物有效面积等作用,定量研究工程尺度上河流湿地水动力及水质净化效果.计算中采用实测数据率定湿地植物对水质作用的关键参数,并对模拟结果进行验证.通过模拟,无循环系统对支流三里河及上游调水时,岸带湿地建设后相比建设前,下游出口处氨氮、磷酸盐和总氮的浓度下降了14.29%、 33.33%和20.00%;循环系统运行后,三里河和妫水河上游流量分别增加0.4 m~3·s~(-1),使得部分河段水位抬升,断面平均流速略有增加,三里河和妫水河的有效湿地覆盖率分别增加了144.44%和13.16%,出水口处水质与工程前相比,氨氮、磷酸盐和总氮分别下降了35.71%、 50.00%和46.67%,循环体系的建设加强了湿地净化功能.模型有机地将湿地植物分布融合进模型水质计算中,为河湖湿地生态修复、方案设计和水利调控等综合措施下的水质响应研究提供了模型方法和技术支撑.     

结合外场观测分析珠三角二次有机气溶胶的数值模拟

结合2008年11月18~25日期间珠三角地区的二次有机气溶胶(SOA)外场观测数据,验证区域空气质量模式WRF/Chem(weather research and forecasting model with chemistry)中两种SOA化学机制——VBS(volatile basis set)和SORGAM(secondary organic aerosol model)对珠三角SOA的模拟效果.VBS机制考虑了更为广泛的SOA前体物和化学老化过程,SOA模拟值更接近观测值,能合理反映SOA观测值的逐天变化趋势,与观测值的平均绝对偏差和相关性分别是-4.88μg·m-3和0.91,而SORGAM机制的分别为-5.32μg·m-3和0.18.利用VBS机制模拟区域内SOA的时空分布,结果显示SOA浓度具有显著的昼夜变化特征,浓度峰值出现在中午时段.受到输送和臭氧区域分布的影响,各城市SOA浓度差异显著,下风向的城市(如中山、珠海、江门)SOA浓度较高.     

北京温榆河流域微生物污染调查研究

随着工业化和城市化进程的加快,我国河流普遍受到了不同程度的水质污染,而微生物指标对于水质评价具有重要作用.本研究选取细菌总数、总大肠菌群、粪大肠菌群以及SC噬菌体、F噬菌体作为指示微生物对北京市温榆河开展了历时一年多的调查研究,结果表明,除了有机污染和富营养化问题外,温榆河流域的微生物污染非常突出.温榆河上游已经受到了一定程度的微生物污染,微生物浓度(以粪大肠菌群为例)波动较大(5.01×10²~5.37×10⁶个·L^-1);下游受清河、坝河等排水河道的影响,微生物污染普遍严重(均值达6.3×10⁶个·L^-1以上),与地表水Ⅴ类水质标准(GB 3838—2002)相比FC浓度平均超出两个数量级.统计分析显示,温榆河微生物污染受季节的影响并不显著(p>0.05),表明人为因素很可能是其主要影响因素.温榆河处于微生物高污染水平,可能威胁地下水水质和农作物质量安全,应从源头加强微生物风险控制.     

三峡库区澎溪河与磨刀溪电导率等水质特征与水华的关系比较

三峡库区北岸最大一级支流自三峡大坝2003年蓄水以来,频繁暴发水华,而毗邻的一级支流磨刀溪却少有水华暴发.本文以澎溪河和磨刀溪作为研究对象,于2014年春季和夏季三峡库区水华高发期对两条河流同时采样,对比分析两条河流水体水质以及叶绿素a(Chl-a)含量的时空变化,探索澎溪河水华暴发机理.结果表明:澎溪河Chl-a含量较磨刀溪高,澎溪河春季Chl-a最大值为60.5μg·L~(-1),夏季Chl-a最大值仅7.8μg·L~(-1);磨刀溪Chl-a变化趋势与澎溪河相反,磨刀溪春季Chl-a含量为2.92μg·L~(-1),夏季Chl-a达到7.48μg·L~(-1).澎溪河与磨刀溪春季和夏季节水体温度分层,为温跃层+滞温层模式,而没有混合层;两条河流Chl-a含量均位于水深10 m温跃层.澎溪河春季总氮(TN)、总磷(TP)平均值为2.305 mg·L~(-1)和0.053 mg·L~(-1),夏季为1.673 mg·L~(-1)和0.097 mg·L~(-1);磨刀溪春季为1.875 mg·L~(-1)和0.075 mg·L~(-1),夏季为1.79 mg·L~(-1)和0.054 mg·L~(-1).TN、TP水平均超过了国际公认发生富营养化的阈值;水体氮磷含量与Chl-a浓度并无显著相关性,营养盐并不是藻类生物量的限制性因素.然而在水体电导率的规律方面,两条河却存在很大的差异;春季,磨刀溪上游上层水体(0~10 m)电导率只有下游和长江干流的75%,来自长江干流的回水可覆盖至磨刀溪中游(断面MD03),与Chl-a在此处密集保持一致;夏季电导率和回水区分布与春季相似.与磨刀溪不同,澎溪河春季上游电导率为下游和干流的150%,长江干流回水可到PX04与PX05之间,上游高电导率对应着高Chl-a含量;澎溪河电导率与藻类生长分布表现出显著正相关关系,水体中除N、P营养盐外的其它离子对澎溪河水华暴发起重要作用.     

蛮河流域水环境容量与水污染防治对策研究

针对蛮河流域水环境污染严重的状况,在流域水质现状评价的基础上,以水环境容量为依据,制定了流域水污染物总量控制方案;并结合实际情况,提出了流域水污染防治的具体措施,指出水环境容量研究是流域水污染物总量控制的基础,实施总量控制是防治水环境污染的有效途径和重要保障。     

长三角城市群旅游生态效率时空演化特征及其影响因素研究

长三角一体化是我国当前重要的国家战略之一,旅游业发展在助推长三角产业高质量一体化发展中扮演着重要角色。综合运用SBM-undesirable模型、核密度估计、空间分析等方法探索长三角城市群26个核心城市2007—2017年旅游生态效率时空演化特征,并运用面板Tobit回归模型探讨其影响因素。结果表明:(1)长三角城市群内旅游生态效率存在着显著不均衡性,研究期内旅游生态高效率城市有所减少,较高效率城市数量增加,低旅游生态效率城市增多且呈现向城市群西部敛缩的态势。(2)长三角城市群内旅游生态效率两级分化程度和地区之间的非均衡性在逐步减小。(3)长三角城市群旅游生态效率东部大于西部,北部大于南部,东西方向上非均衡性比南北方向更加显著。(4)长三角城市群旅游生态效率表现为以空间负相关为主的分布特征,空间异质性大于空间集聚性。(5)旅游经济规模、旅游产业结构、科技创新水平、城镇化发展、经济发展水平、建成区绿化覆盖率和对外开放水平对城市群整体和不同省市旅游生态效率影响的空间异质性较强。     

珠三角城市群人居环境高质量发展时空演化特征及影响因素

综合运用熵权法、协调度研究了2010—2019年珠三角城市群人居环境高质量发展时空演化特征,并采用障碍度分析了该城市群影响人居环境高质量发展的障碍因子。结果表明:①珠三角城市群人居环境高质量水平呈上升的态势,空间分布呈“屋脊”式格局,区域差异明显。②在人居环境高质量五大准则层中,除生态环境外,其他四大准则层均表现为波动上升态势,协调度呈现高质量低协调和低质量高协调两种差异。③公共基础服务、社会经济和居住环境对珠三角城市群人居环境高质量发展障碍度较大。     

漳河上游流域沉积物中磷的空间分布特征及其影响因素

漳河上游地区众多的水利工程改变了流域水循环,同时也影响了河流泥沙和生源物质的循环过程。为揭示人类活动干扰下的沉积物中磷的赋存特征,采用改进后的连续化学萃取法分析了漳河上游沉积物中总磷(TP)和磷形态的空间分布特征及其影响因素。研究结果表明,漳河上游沉积物中的TP含量为405.94~899.98 mg/kg,低于我国其他主要河流,接近我国东部平原湖泊含量水平。漳河上游的TP富集指数(PEI)均值为1.15,表明漳河上游富营养化风险较高。可交换态磷(Ex-P)、铁锰螯合态磷(BD-P)、铁铝氧化态磷(NaOH-P)、钙结合态磷(HCl-P)分别占沉积物中TP含量的1.13%、33.96%、12.99%、35.05%。BD-P和HCl-P是沉积物中主要的磷形态,Ex-P的含量最低,NaOH-P的含量波动最大。漳河上游沉积物中,生物可利用磷(BAP)的含量约占TP含量的38.36%~52.04%,其中,清漳干流的BAP含量明显低于其他河段。清漳源头的水土流失及浊漳河的磷输入对漳河上游BAP含量的贡献较大。统计分析显示,漳河上游表层沉积物中,TP和磷形态的空间分布无显著差异,表明以水利工程建设为代表的强烈人类活动对漳河上游沉积物中磷的空间分布的影响不显著。相关性分析和冗余分析表明,沉积物中的NaOH-P含量与沉积物中黏土和粉土的占比有较高的相关性,BD-P和NaOH-P是控制沉积物中BAP构成的重要因素,Fe含量是沉积物中TP含量的主控因子。     

扬尘污染精细化管控思路探讨

通过分析传统扬尘污染防治模式的弊端,提出了一种“精准监测、排量切入、总量考核、职责共担”的新模式。该模式在技术手段上使用以扬尘在线监测数据为基准的扬尘排放量计算模式,以及基于机器学习的扬尘源排放量计算方法,实现了扬尘排放量的自动、实时、在线计算;在管理手段上将传统的扬尘浓度点控制转变为易扬尘单位扬尘排量控制,通过总量控制、指标分解,增强了政府与企业对于环境效益的职责分工,有助于将扬尘防控责任有效落实,实现对扬尘污染的精细化、常态化管控。     

黄河流域水污染风险分区

黄河流域生态环境保护和高质量发展已上升为国家战略,对黄河流域开展水污染风险分区评估具有重要的理论和现实意义.现有研究多集中于突发性水污染风险分区,累积性水污染风险分区鲜有案例.本研究以2019年为基准年,基于环境统计数据、 DEM数据、水质监测断面数据和基础地理数据,以1 km×1 km网格为基本单元,采用环境风险场评估法对黄河流域开展突发性和累积性水污染风险分区评估.结果表明：（1）黄河流域突发性高风险区面积为1 349 km²,占比0.2%,突发性较高风险区面积为3 864 km²,占比0.5%;累积性高风险区面积为5 834 km²,占比0.7%;累积性较高风险区面积为25 382 km²,占比3.1%;（2）兰州市、乌海市、巴彦淖尔市、包头市、宝鸡市、济南市和东营市等部分地区突发性、累积性环境风险均较高;（3）从黄河干流两岸分布来看,黄河干流兰州段、白银段、中卫段、乌海段、巴彦淖尔段、郑州段、德州段和东营段等突发性、累积性环境风险均较高.