三峡水库浮游植物群落特征及水体富营养化评价

基于2003—2017年三峡水库浮游植物群落结构、优势种群的变化和2017年水库干支流水质数据,全面分析浮游植物群落结构和演替特征,并运用综合营养状态指数法对水体富营养化程度进行评价。结果表明,三峡水库浮游植物种类丰富,监测期间共鉴定出浮游植物7门62属,细胞密度在7.5×10~4~2.8×10~7cell/L之间变化,Shannon-Wiener多样性指数为1.0~3.0,在α-中污带和β-中污带之间,说明三峡水库水生态环境健康状况相对较好;三峡水库浮游植物季节性演替特征呈硅藻和甲藻向蓝藻和绿藻演替的趋势,年际变化特征分析发现浮游植物密度在2008年175 m实验蓄水后大量增长,且优势藻类由河道型藻类向湖泊型藻类转化。通过监测数据分析,得出三峡水库干流处于中营养状态,支流在春季主要处于轻度富营养状态,秋季支流比春季支流的富营养化程度低,主要处于中营养状态,总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)和透明度(transparency,SD)为水质主要影响因子。     

新型城市降雨径流污染控制与利用研究

随着我国城乡一体化与新型城镇建设和发展,由降雨径流产生的突发性、冲击性强的城市面源对其受纳水体污染愈显突出。根据城市不同功能区面源污染特点,结合工程示范研究采取源头污染控制与利用、输移污染控制与利用、汇集污染控制与利用生态处理技术与工程措施相结合的方法,实现新型城市降雨径流产生的面源污染治理与资源利用。提出了在新型城市规划设计建设中引入雨水径流污染控制与利用技术理念,以期城市规划建设与面源污染治理同时设计、同时施工、同时建成运行,及时发挥其效能,推动城市生态文明与经济社会协调发展。     

南水北调中线水源地小流域面源污染生态阻控

丹江口水库作为南水北调中线工程的水源地,水质保护极其重要,以小流域为单元建设面源污染生态阻控系统是控制库区氮磷输入的重要途径。结合丹江口库区现状,提出“控山”“净水”“护林”“保田”“治村”五位一体的小流域面源生态阻控总体思路,将汇水流域、汇水沟道、塘洼节点等区域的措施耦合衔接,功能上互补,形成生态阻控系统。小流域面源生态阻控技术的实施包括本底调查和问题识别、措施布局设计、工程建设和运行监测等步骤。该技术方法在丹江口库周的钱家沟小流域开展了应用实践,阻控系统建设完毕后的监测结果显示,小流域TN平均下降33.9%,TP平均下降49.1%,总体阻控效果较好,可为南水北调中线水源地小流域的面源治理提供参考。     

长江流域水质型缺水态势及节水思路初探

水质型缺水是长江流域的主要缺水类型之一。通过研究认为，长江流域以河流、湖泊和水库为水源的水质型缺水主要是由于污水排放引起，以地下水为水源的水质型缺水主要是农药、化肥其残留物、各种垃圾废弃物的渗滤液、以及海水和苦咸水侵入造成，因此，水质型缺水地区节水的实质是保护现有水资源，防止水污染。通过对长江流域水质型缺水地区农业、工业和生活节水存在问题以及节水难点的分析，认为，长江流域水质型缺水地区农业节水潜力巨大，工业节水和生活节水仍有较大的节水空间，农业节水可从提高灌溉水利用系数、推广节水灌溉面积取得突破成果，工业节水可从工业技术改造和技术更新、分质供水及中水利用取得突破成果，生活节水可从降低管网漏失率和大力推广节水器具取得突破性成果。     

南水北调中线水源地陡坡型库岸生态屏障构建

丹江口水库陡坡型库岸曲折,沟谷深切,大坝加高后消落区面临植被消亡、生态退化等问题。恢复消落区植被,拦截阻滞沟谷径流,以及强化库湾净化能力是构建库岸生态屏障的基本途径。消落区植被恢复应根据淹水时间配置不同群落类型：高位区(165~170 m)构建乔木-灌木-草本植物混交群落;在中位区(163.5~165 m)构建灌木-草本植物混交群落;在低位区(160~163.5 m)构建草本植物群落。沟谷径流拦截阻滞的目的在于减少冲刷,主要技术措施有生态拦截坝、生态溪沟和微地形改造等。库湾水体通过风车驱动的水循环系统增强流动性,同时配套生态塘等净化措施,防控富营养化风险。技术方法的实施包括基础资料收集、现场勘察、问题分析、工程措施布局、工程设计和运行监测等步骤。羊山库岸的应用案例表明,构建的措施体系对TSS去除率大于90.4%,对TN去除率大于46.8%,对TP去除率大于55.3%,能够减少TSS输出量112 t·a⁻¹,减少TN输出量19 kg·a⁻¹,减少TP输出量11 kg·a⁻¹。上述研究结果可为南水北调中线水源地生态屏障构建提供依据,亦可为我国其它水库库岸生态建设提供借鉴和参考。     

丹江口水库典型消落区不同土地利用类型土壤养分分布

丹江口水库是南水北调中线工程的取水口,调水工程的实施使新增淹没区土壤由于淹没浸泡可能使其中氮磷等营养盐释放,对水库水质构成威胁。采集丹江口水库典型消落区不同土地利用类型的表层土壤,测定现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)不同土地利用类型土壤的氮磷含量,分析消落区土壤养分分布特征。结果表明:土壤有机质含量在滩地和农田混杂区最高,分别为43.9、49.8g/kg,有机质易在扰动强烈或生物多样性丰富的区域累积。现有消落区(149~160m)和新增消落区(160~172m)土壤中总氮、总磷均值无显著性差异(p0.05)。消落区不同土地利用类型中,果园土壤的总磷、裸地土壤水溶性磷含量均为最高。现有新增消落区土壤磷流失率(0.564%)高于现有消落区(0.378%),需防范新增消落区的磷流失风险。消落区土壤总氮含量与有机质含量呈极显著相关(p0.01);总氮含量范围为0.044%~0.167%,农田、果园等受人为耕作作用强烈的土地利用类型土壤总氮含量相对较高。在消落区实施退耕还林等措施,恢复消落区的植被群落,可有效降低土壤的氮磷的流失。     

长距离人工输水渠道水质时空演变规律研究——以南水北调中线总干渠为例

以南水北调中线工程通水6年来沿线30个常规水质监测断面逐月的水质监测数据为基础,基于斯皮尔曼秩次相关检验,系统分析总干渠水质时空变化趋势.结果表明,总干渠水质总体良好,主要指标能够达到Ⅱ类及以上水平.空间尺度上,总干渠水温(r=-0.897,p＜0.01)、总磷(r=-0.820,p＜0.01)、生化需氧量(r=-0....     

南水北调中线水源地缓坡型库岸生态屏障构建

丹江口水库缓坡型库岸农业生产强度大,面源污染对库区水质产生威胁。构建库岸生态屏障,是阻控库周面源,减少消落区土地无序利用,保障水库水质的重要手段。缓坡型库岸生态屏障构建的核心是消落区植被恢复和生态水系统建设。植被恢复将消落区划分为拦滤净化带(160~163.5 m)、固岸缓冲带(163.5~165 m)、保土持水带(165~167 m)和适度利用带(167~170 m),适度利用带能够解决消落区土地无序耕种的问题。生态水系统建设根据现场微地形特征,设计布局生态塘、近自然湿地、生态透水坝和生态沟道等措施。选择香花镇缓坡型库岸开展了应用实践,构建的生态屏障对TN、TP、TSS的预计削减量分别为3.94、0.23、315.79 t·a^-1,各污染物去除率在75%以上。上述研究结果可为南水北调中线水源地缓坡型生态屏障构建提供依据,亦可为我国其他水库库岸生态建设提供借鉴和参考。     

丹江口库区典型小流域水体氮素分布特征研究

丹江口水库水质总体良好,但总氮浓度超标问题突出。为明确不同类型小流域氮素的分布和输出特征,优化制定库区控氮措施,选择库周典型小流域,开展水体氮素浓度系统观测和分析。结果显示:(1)余家湾(养殖型)总氮浓度平均为21.23 mg/L,五龙池(村落型)总氮浓度平均为4.00 mg/L,高于钱家沟(自然型)和张沟(农田型);五龙池(村落型)硝态氮浓度最高,平均为2.37 mg/L,张沟最低,平均为1.06 mg/L;余家湾(养殖型)氨氮浓度远高于钱家沟(自然型)、五龙池(村落型)和张沟(农田型)。(2)钱家沟(自然型)氨氮浓度沿程下降趋势显著(p0.05);张沟(农田型)硝态氮(p0.01)和总氮浓度(p0.01)沿程上升趋势显著,坑塘湿地等微地形结构可能是影响小流域氮素的沿程变化的主要因素。(3)钱家沟(自然型)和五龙池(村落型)氮素冬季(12～2月)浓度较高,夏秋季(6～11月)浓度较低,春季(3～5月)波动最大;张沟(农田型)氮素高值出现在6月;余家湾(养殖型)氮素浓度高值出现在8月。(4)余家湾(养殖型)氮素以氨氮为主,五龙池(村落型)、张沟(农田型)和钱家沟(自然型)以硝态氮为主。基于上述结论,后续丹江口库区氮素控制应系统梳理不同类型小流域的分布和数量,重点关注养殖型小流域的氨氮污染和村落型小流域的硝态氮污染。     

三峡库区江段潜在水环境污染风险评价研究

三峡库区的水环境安全不仅关系到库区周边省市用水安全,更与长江流域的生态安全以及整个中国的可持续发展密切相关.基于压力-状态-响应(PSR)模型,综合考虑风险源危险性、风险受体敏感性以及区域环境风险可接受水平等因素构建水环境污染风险分级评价指标体系与量化方法,运用冷热点格局分析等空间统计方法,以行政区为单元综合评价三峡库区潜在水环境污染风险分布状况.结果表明:(1)云阳县风险源数量最多,万州区风险受体数量最多,但重庆主城区及周边地区高风险污染源和高敏感受体分布最为密集,且区域环境风险可接受水平最低.(2)研究区县区级风险源危险性和风险受体敏感性指标统计结果均呈集聚分布格局,热点区域集中在库区上游重庆主城区及周边地区,且该区域风险可接受水平表现为冷点区域,而在其它区域基本呈现为均衡的分布格局,未形成明显的热点或冷点区域.(3)库区水污染高风险江段包括九龙坡区、渝北区、沙坪坝区、渝中区和南岸区等5个县区,中风险江段包括长寿区、北培区、江北区、大渡口区、涪陵区、石柱县和巴东县等7个县区,低风险江段主要分布在库区上游的江津区和库区腹地及下游区域.最后,针对不同区域潜在水污染风险分布特征,从产业优化布局、预警与应急能力建设以及企业污废水处理技术升级等方面提出风险管控的相关建议.