Modeling agricultural non-point source pollution in a high-precipitation coastal area of China

Non-point source （NPS） pollution simulation in the high-precipitation coastal areas of China is difficult because varying annual typhoon incidence leads to highly contrasting rainfall patterns in dry years and wet years. An IMPULSE （Integrated Model of Non-point Sources Pollution Processes） based NPS model of the Changtan Reservoir watershed, which is a typical high-precipitation coastal area in China, was established based on the analysis of point and NPS pollution data, a digital elevation model, and data on land-use, soil, meteorology, economy, and agricultural management practice. Pre-processed pre-rain- fall soil moisture levels were introduced during the simulation to model the effects of typhoons on hydrology. Rainfall events were simulated sequentially through the year and the model was calibrated and verified using hydrological and water quality data. Accuracy of the simulated rainfall runoff and water quality in the Changtan watershed was found to be acceptable. The study showed that the NPS modeling system could be applied to the simulation and prediction ofNPS loadings in the Changtan Reservoir watershed.     

三峡水库运行对洞庭湖北部地区水资源开发利用的影响

依据实测原型水文序列,在辨析三峡水库运行与四水流域水利工程运行对江湖水文关系演变特征影响的基础上,重点剖析了三峡水库运行对洞庭湖北部地区水资源开发利用的影响。结果表明:①在江湖水文关系演变过程中,三峡水库运行对洞庭湖水情演变的影响要大于四水水利工程运行的影响;②洞庭湖区水资源比三峡水库运行前(1951—2002年)类似来水情景下减少了185.60×10⁸ m³;③三峡水库蓄水调度运行期,枯水年、丰水年9月15日至10月31日荆南三口入湖平均径流依次减少67.99×10⁸、23.14×10⁸ m³,补水运行期枯水年、丰水年1—3月三口入湖平均径流依次减少4.93×10⁸、11.51×10⁸ m³;④三峡水库运行对洞庭湖区水资源开发利用影响的地区是澧县、安乡县、沅江市、南县、华容县等县市,影响时间为每年10—12月或1—3月,影响的后果是因季节性和工程性缺水造成该区平均每年经济损失约57 359×10⁴元。     

生物浮岛对三峡库区典型支流库湾水质和浮游藻类的影响

在三峡库区香溪河的支流高岚河库湾修建生物浮岛,研究生物浮岛对三峡库区典型支流库湾水质和浮游藻类的影响.结果表明,高岚河水质处于中营养型-轻度富营养型水平.8月藻类大量生长期间,浮岛区水体Chl-a、DO和CODMn含量低于对照区,NH4+-N含量高于对照区.浮岛植物对TN负荷的去除效果由高到低依次为美人蕉(Canna indica)、风车草(Cyperus alternifolius)、菖蒲(Pontederia cordata)和梭鱼草(Acorus calamus),对TP负荷的去除效果由高到低依次为美人蕉、风车草、梭鱼草和菖蒲.在浮岛区和对照区共发现藻类7门31属,4月以绿藻和硅藻为主,8月以蓝藻为主.浮岛区和对照区藻类种群结构无明显差异,但4和8月浮岛区藻类生物量明显低于对照区.     

潮河流域非点源污染控制关键因子识别及分区

将GIS技术、ArcSWAT模型与分析技术相结合,以农耕养殖程度较高的北京密云水库上游潮河流域为研究区,通过对流域近20年非点源污染负荷时空变异情况进行模拟,识别影响非点源污染流失的关键因子,进行非点源污染控制区划.结果表明,总氮和总磷年均负荷量分别为563.3,28.7t/a,氮磷负荷空间分布特征表现为:丰水年以地势较高且农业耕作活动频繁区域为主,平水年和枯水年表现为靠近河道的农业用地与畜禽养殖区为主.采用多因素方差分析11种不同因素对流域非点源污染负荷的影响程度表明,施肥量是影响氮磷输出的最主要的因子,坡长、土壤类型、土地利用方式及坡度是影响氮磷输出的次重要因子;针对潮河流域长期传统耕作以及化肥过量施用的现状,土壤有机磷的含量也会对总磷的输出产生一定的影响.潮河流域可划分为3个污染控制区,第1类:污染控制区(以近河道耕种区为主,面积186.74km²),第2类:污染治理区(农村生活及畜禽养殖区为主,面积23.09km²),第3类:生态修复区(高坡度强降雨区为主,面积1365.25km²).该研究结果可有效提升流域非点源污染治理的效率,为水源地流域环境保护提供参考.     

丹江口水库新增淹没区农田土壤重金属生态危害评价

为研究丹江口水库新增淹没区农田土壤重金属污染状况,通过野外调查,采集169个土壤样品,分析了土壤中7种重金属(Cr、Cd、Pb、Ni、Zn、Cu、As)的污染特征和空间分布,并采用I_geo(地质累积指数)法对土壤重金属进行生态危害评价. 结果表明:w(Cr)低于河南省土壤环境背景值,w(Cd)、w(Pb)、w(Ni)、w(Cu)、w(As)、w(Zn)均高于河南省土壤环境背景值,其中,w(Cr)比河南省土壤环境背景值低18.90 mg/kg,w(Zn)比河南省土壤环境背景值高11.21 mg/kg,w(Cd)则为河南省土壤环境背景值的16倍. 空间分析表明,河南省淅川县、湖北省丹江口市附近的库区以及河南省九重镇、盛湾镇库周的土壤重金属质量分数较高,而其余区域较低;I_geo法评价结果表明,Cd是丹江口水库新增淹没区主要的污染元素,Cr、Pb、Ni、Zn、Cu、As则处于无污染水平.      

Ecological compensation based on willingness to accept for conservation of drinking water sources

Ecological compensation is a powerful environmental economic tool for environmental protection in areas where drinking water sources are located. We established an ecological compensation accounting system based on respondents’ willingness to accept (WTA). In this system, stakeholder preferences and the factors that influence them can be gauged effectively using logit and tobit models. We applied this accounting system to ecological compensation for the Miyun Reservoir, Beijing, China. The average WTA value for Miyun Reservoir residents was approximately 1186 CNY per family in 2012, which could be set as a suitable compensation standard, since it is slightly higher than the local protection cost. Thus, the annual total ecological compensation could be 58.73 million CNY. Distance from the reservoir, job types, and attitude to environmental protection were variables with significant effects on WTA. In addition, trends for individual preferences were identified via an analysis of key influential factors. The results suggest some useful information for establishing ecological compensation mechanisms for conservation of drinking water sources. Suggestions include popularizing the concept and meaning of ecological compensation among residents, setting different compensation levels based on distance from the reservoir, considering the requirements of farmers, and taking various in-kind and out-of-kind compensation approaches.     

三峡水库香溪河库湾拟多甲藻的昼夜垂直迁移特性

2008年4月3日08:00—4日08:00在三峡水库香溪河库湾5个监测点对拟多甲藻(Peridiniopsis sp.)进行了24 h连续监测,以研究拟多甲藻的昼夜垂直迁移特性,并解释拟多甲藻水华表层水体表观颜色昼夜变化的原因. 结果表明:拟多甲藻在12 m水深以上水柱中存在明显的周期性昼夜垂直迁移特性,00:00—16:00拟多甲藻向表层水体迁移并聚集,最大上移速度约为2 m/h;16:00—00:00拟多甲藻向下部水体迁移,最大下移速度约为4 m/h;拟多甲藻的昼夜垂直迁移是导致拟多甲藻水华表层水体表观颜色不断变化的主要原因. 水体中各层叶绿素a质量浓度〔ρ(Chla)〕昼夜变化较大,用单层ρ(Chla)不足以评价藻类水华暴发程度;均深叶绿素a质量浓度〔ρ(A.D. Chla)〕的昼夜变化不大,能够综合表征藻类迁移水柱中藻类的现存量,可以作为河道型水库拟多甲藻水华暴发程度的评价指标.      

洋河水库流域土壤与库区沉积物中磷形态特征研究

应用SMT法研究了洋河水库流域土壤、河道及库区沉积物中总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)、铁/铝磷(Fe/Al-P)、钙磷(Ca-P)等5种形态,分析了不同区域各形态磷的分布特征.结果表明,洋河水库流域土壤、沉积物中TP、总氮(TN)和有机质(OM)的均值含量总体变化趋势为河道>库区>土壤,其中TP含量变化不大,这说明营养盐不仅通过土壤径流、河道迁移进入库区,而且库区沉积物的释放作用同样明显.库区柱状沉积物有明显的“表层富积”现象,随着沉积物深度的增加,TP、TN和OM含量逐渐减少,在0~16cm下降趋势明显,16cm以下基本保持不变,说明库区沉积物主要以表层污染为主.土壤、沉积物中的磷以IP为主,大约占TP的46%~79%之间,且研究区各磷形态中以Ca-P为主,大约占TP的22%~68%,这与库区地质—地球化学特征有关.土壤中TP的增加主要来自于Ca-P,与该地区土壤的地质背景有关,河道沉积物中TP的增加主要来自于Fe/Al-P,即河道受到人类活动污染的影响较大,而库区TP的增加主要来自于OP,说明洋河水库的富营养化与流域的工业、生活污染以及农业面源污染有关.     

基于ISM和ANP的水库水华发生影响因素分析

为提高水库水华发生预警能力,从水华形成机理着手,引入营养盐条件、水动力条件、光热条件和浮游植物生长状况,建立水库水华发生影响因素模型.首先,基于文献研究,建立水库水华发生影响因素体系,共包含10个指标;其次,利用解释结构模型(ISM)建立水库水华发生影响因素递阶结构模型;最后采用网络层次分析法(ANP)构建权重模型,并...     

塔山水库春季水生生物特征调查

对塔山水库春季湖水中浮游生物、底栖动物和入湖河道水生维管植物的生物学性质进行了调查。结果表明,塔山水库浮游植物共7门60属130种,主要优势种类为小环藻、尖针杆藻、冰岛直链藻等8种;共鉴定浮游动物5大类25种,主要优势种类为幼虫、独角聚花轮虫、浮游累枝虫、缩钟虫等;共鉴定底栖动物2大类,2种;浮游植物单位体积内 Chla为6．06～15．33 mg/m3,最高生产层日产量（以碳计）为0．26～0．65 g /（m3· d）,水柱日产量（以碳计）为0．78～1．06 g /（m2·d）;共记录水生维管植物9种,优势种为空心莲子草、浮萍、菹草和紫萍。塔山水库水质处于中度及以上富营养化水平。