编者按

三峡工程的成功建成和运转,成为改革开放以来我国水利事业发展的重要标志。在三峡工程转入正常运行期的重要时刻,习近平总书记强调,要构建三峡工程运行安全长效机制,最大限度发挥三峡工程综合效益,促进移民安稳致富,持续推进三峡库区高质量发展。三峡工程运行安全综合监测系统是保障三峡工程安全运行和持续发挥综合效益的重要抓手,具有持续优化、高度融合、积极共享的特点。

三峡库区多时空尺度土地利用和景观格局对水质的影响

为了探究三峡库区水质对不同尺度的土地利用和景观格局的响应,基于三峡库区2019—2021年7个断面的水文与水质数据和2020年土地利用数据,分析了水质时空异质性、多尺度河岸带缓冲区内土地利用和景观格局特征,同时利用相关性分析和冗余分析(RDA)确定了土地利用和景观格局对水质指标的影响及最佳影响尺度,并采用偏最小二乘回归(PLSR)探究了最佳影响尺度下的关键影响因子。结果表明:三峡库区水质状况整体稳定,枯水期的水质优于丰水期,水质状况主要受到面源污染、支流汇入、磷矿产业和城镇化的影响;小尺度缓冲区内景观斑块破碎化较严重,但多样性较高,耕地是库区的优势景观类型,其破碎化程度的增加有利于水环境的改善;林地和草地在枯水期对水环境的净化作用优于丰水期,而水域是河流氮磷污染物的主要来源;整体上土地利用和景观格局对水质指标的解释能力在丰水期高于枯水期,且在300 m缓冲区尺度下解释能力最强,其中耕地、草地、水域和斑块密度(PD)是影响水质指标的关键变量。

凝灰岩石粉基调理剂对滨海盐碱地改良效果研究

在石料开采过程中,凝灰岩会产生巨量伴生性废弃石粉,影响矿山的绿色可持续发展。为探讨废弃凝灰岩石粉的资源化利用途径,以石粉为基础,辅以不同配比的贻贝壳、生物炭、腐殖酸等,制备了凝灰岩石粉基调理剂。采用单因素控制法对植物和土壤进行对比试验,探究不同配比调理剂对土壤理化性质及小白菜生长发育的影响。结果显示:纯石粉可调节土壤pH,但添加过多(≥200 g)不利于土壤有机质及氮、磷的释放,同时,纯石粉会促进土壤的钠吸附比和交换性钠增加,加重土壤盐害。凝灰岩石粉基调理剂可有效弥补纯石粉的不足,相较对照组(CK),水解性氮、速效钾质量浓度分别提高了41.15%,10.44%,不同配比土壤调理剂中pH改良效果较好组可使其降低约0.66;同时本调理剂对作物生长也有明显促进作用,小白菜的株高较CK最多可提升35.59%。综合土壤理化指标和作物生长指标,确定纯石粉最适添加量为50 g,凝灰岩石粉基调理剂最佳配方为50 g石粉+3 g碳化后贻贝壳+10 g粗贻贝壳+5 g生物炭+5 g腐殖酸。凝灰岩石粉基调理剂的研发可为滨海盐碱地的改良提供新思路,为废弃石粉的资源化利用提供新途径。

基于无人机多光谱数据的三峡库区支流叶绿素a浓度估算——以小江为例

以三峡库区重要支流——小江为研究区,基于大疆P4M无人机多光谱数据与原位测量叶绿素浓度数据,建立叶绿素a浓度估算模型。结果表明,采样点叶绿素浓度值在5~260μg/L,水体光谱曲线表现为各自的光谱特征,高叶绿素浓度水体的蓝(450 nm)、红(650 nm)波段附近出现叶绿素吸收峰,且随叶绿素浓度增加而加深;高悬浮物浓度水体光谱反射峰值高于其他水体,反射峰位置存在向长波方向移动的“红移”现象;使用MERIS陆地叶绿素指数(MTCI)建立的叶绿素a浓度估算模型精度最高,模型决定系数R2为0.89,平均绝对误差MAE为7.72μg/L,均方根误差RMSE为9.34μg/L,平均绝对误差百分比MAPE为35.72%;无人机水体成像应在环境光照稳定、太阳高度角适宜的时间段进行。

三峡工程运行安全综合监测成效与思考

三峡工程运行安全综合监测系统是我国首个重大水利工程长时序综合监测系统,具有持续优化、高度融合、积极共享的特点。监测工作已持续开展27年,在枢纽运行、水文泥沙、库区安全、水环境、生态安全、库区经济和对长江中下游影响等方面取得丰硕成果,在服务国家重大需求、行业管理需求、三峡工程运行安全宣传、智慧水利建设等方面成效显著。结合新阶段水利高质量发展要求,提出持续运行综合监测系统、不断提升监测系统监测能力、强化监测系统管理机制建设等相关建议,以期持续发挥三峡工程运行安全综合监测效益,保障国之重器安全运行。

基于滞留池基质的氮磷吸附材料过滤柱试验研究

选用3种生物滞留池基质(砂壤土∶木屑∶轮胎颗粒=50%∶30%∶20%(质量比,下同)、砂壤土∶木屑∶轮胎颗粒∶石灰石=50%∶30%∶10%∶10%、砂壤土=100%(基准对照))(分别记为基质1~基质3)进行材料特性分析和过滤柱实验。结果表明,水温9.5~15.5℃,pH为7.56~7.95,流速1.23 m L/min时,基质1和基质2作为生物滞留池基质可有效去除径流中营养盐,对TN、NO_-~3-N、NH_4^+-N、TP的去除率超过82.72%,92.87%,70.70%,74.24%,相较于基质3,分别可提高约为41%,52%,32%,48%;基质2对TN、NO_-~3-N、NH_4^+-N的去除效果优于基质1,基质1对TP的去除效果优于基质2;不考虑植物作用,基质高度60 cm时,对氮、磷营养盐去除效果最好。

生物接触氧化法处理农村河道受污染水体中试研究

为了提高生物接触氧化法修复农村受污染河道水体的处理效果,构建了处理规模为150 m^3/d的河道模拟装置,系统开展了生物接触氧化法处理农村河道受污染水体运行控制参数优化研究。讨论了弹性填料、组合填料、悬浮球填料在较佳工况下对CODCr、NH_4^+-N、TN、TP的去除效果。结果表明:气水比6∶1~8∶1、CODCr容积负荷0.1~0.5 kg/(m^3·d)、水力负荷2.4~7.2 m^3/(m^3·d)时,系统对污染物有较好的去除效果。中试系统较优工况运行时,相较于空白对照,装填填料对各污染物的去除效率提高20%~30%。组合填料对CODCr、NH_4+^-N、TN、TP的去除率分别稳定在74.87%、78.37%、34.39%、44.69%以上,优于弹性填料和悬浮球填料。研究结果可为提高生物接触氧化法对农村河道受污染水体处理效果提供技术支持,对生物接触氧化法修复受损河道水体工程实践具备一定的参考意义。

高含水率垃圾与污泥混合堆肥实验研究

采用好氧堆肥工艺处理高含水率城市生活垃圾和脱水污泥。高含水率垃圾(含水率≥65%)经过一段时间静置预处理,含水率降至55%左右,破碎筛分,取筛下物和脱水污泥进行好氧堆肥。结果显示预处理垃圾和污泥在质量比1～3之间时,堆肥过程可以达到卫生化和稳定化的处理要求,质量比为1时升温速度快,堆肥周期短,有较好的堆肥效果;回用部分处理后堆肥可以大大缩短堆肥启动时间。

生物慢滤技术降解微污染水中蒽的实验研究

采用生物慢滤技术处理含有蒽的微污染水。当反应器中浊度、氨氮、CODMn的去除率基本恒定时,认为慢滤反应器已进入动态平衡状态。在反应器进入平衡状态后,分别进行去除蒽的试验研究。实验结果表明,填加活性炭生物慢滤反应器能在更短运行时间内对浊度、氨氮、CODMn等达到稳定的去除效果,但随着运行时间的增加,填加活性炭反应器与石英砂反应器有相近的去除效率;对含有同一浓度蒽的原水(1 000ng/L),形成成熟稳定生物膜的慢滤反应器运行3d后,对蒽有较为稳定的去除率;不同浓度蒽原水(100～10 000ng/L)经过慢滤反应器后,出水蒽含量均降低到100ng/L以下,蒽的去除率在70%以上;慢滤反应器的滤料高度对蒽的去除效果有一定的影响,但反应器对蒽的去除主要发生在填料上部30cm高度内。

国外地表水水质指数评价法综述

讨论了水质指数的发展历程,介绍了国外几种比较成熟、应用比较广泛的水质指数,包括它们的背景和应用领域,以期为我国的地表水质量评价提供参考。综合评价已有的水质评价指数及其应用情况,认为加拿大环境部长理事会水质指数(CCMEWQI)法是一种值得推荐使用的水质评价方法,建议以此方法为基础,建立适合我国的水源地水质指数评价方法。

我国农村饮水安全巩固提升新阶段发展方向探讨

"十三五"期间我国农村饮水安全进入了巩固提升新阶段,如何应对部分地区已建饮水安全工程仍然存在的水源地污染加剧、水源枯竭、原有设计标准低、早期建设工程老化报废、重建轻管等诸多问题,将农村饮水安全工作楔入我国新型城镇化发展,搭上《水污染防治行动计划》政策的东风,是全面彻底解决农村饮水安全问题的关键。通过分析我国农村饮水安全现状及当前存在的主要问题,从建立健全农村饮水法律法规体系、加强农村饮水水源保护、加强政府监督管理等方面提出相应的对策与建议。

西北村镇集雨饮用水安全保障适用技术研究与示范

针对西北地区集雨饮用水源污染严重,集雨饮用水浊度、微生物、有机污染物超标等问题,以保护集雨水源地和保障饮水安全为目标,选择甘肃省庆阳市西峰区和白银市会宁县为典型代表区域,对区域集雨潜力、集雨水质污染特征、集雨径流污染拦截技术、集雨水质净化处理技术、集雨水储存与消毒技术等进行研发,形成了集雨水源地构建、集雨水源地保护与污染控制、集雨饮用水处理三个技术体系,构建了集中式和分散式两种饮水安全保障模式,为保障西部农村饮水安全提供技术支撑。

我国农村供水工程运行管理经验

我国农村地域广阔,供水工程数量多、规模小、经营利润小、管理条件差、公益性强,随着大量农村供水工程的陆续建成,如何管好这些工程,并使其可持续发挥效益,已成为当前和今后的工作重点和难点。在界定了农村供水工程性质的基础上,提出了政府职能应从管理向服务进行转变的建议。此外,总结了我国目前农村供水工程的管理模式,为保障农村供水工程的良性运行,对加强政府监督职能和完善用水户参与机制方面提出了建议。

我国雨水集蓄饮用研究

在总结我国雨水蓄积利用现状的基础上,系统梳理了集雨水饮用系统的组成,对雨水收集、输送、处理、蓄存的每个组成单元进行分析,解析了集雨水水质污染的来源和处理途径。基于集雨饮水系统具有社会性和公益性的特点,提出了相应工程参与式管理的框架建议。

基于指标体系法的密云水库生态系统健康状况评价

为了科学保护和合理利用密云水库的水域资源,采用指标体系法对密云水库的生态系统健康状况进行评价。结果表明,密云水库生态系统目前总体上处于较健康的状态,评估指标中处于健康、较健康和一般病态的指标分别占64%、21%和7%。密云水库流域生态系统健康水平偏低的根本原因是流域内水资源无序开发利用,导致流域上下游水资源分配不均,进而导致水库供水能力不足及库区周围湿地萎缩。

农业废弃物去除水体中磷的研究综述

磷是引起水体富营养化、藻类爆发的主要控制因素,从水中去除磷是控制水体富营养化的一项重要举措。本文综述了用农业废弃物作为吸附剂去除水体中磷的研究进展。研究发现为提高磷的去除效率,需要对农业废弃物进行改性。吸附剂不同和改性方法不同,吸附机理和影响吸附效率的因素也不同。采用农业废弃物去除水中的磷具有成本低、吸附材料易得、去除效率高、能对磷进行回收、不会对环境产生影响等优点。

生物慢滤技术脱氮性能试验研究

对生物慢滤技术脱氮性能和硝化反硝化过程进行了研究。当慢滤反应器表面形成稳定的生物黏膜后,分别进行氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮、总氮去除效果试验研究。通过投加重金属盐,进行脱氮效果影响研究。结果表明:①氨氮去除率与进水氨氮浓度关系不大,氨氮去除率稳定在90%以上。②生物慢滤反应器中硝化过程主要在滤料上部0.5m高度内完成,反硝化过程位于反应器下部。③生物慢滤反应器为维持较高的氨氮去除效果,滤速应小于0.6m/h;④当进水中铅、镉离子浓度超过国家地表水环境质量标准(GB3838-2002)Ⅴ类水标准时,氨氮去除率下降50%。

微孔曝气充氧性能的影响因素研究

曝气量、孔径和水深是影响微孔曝气充氧性能的3个重要因素。通过试验研究了曝气量、孔径和水深对氧总传质系数、氧利用率及理论动力效率的影响,并通过曲线分析优化出最佳参数组合。结果表明,安装水深为2.0 m时采用200μm孔径的曝气器和0.5 m3/h的曝气量具有最佳的充氧性能。

三峡水库草堂河营养状态变化特征与影响因素分析

为了解三峡水库重点支流草堂河的营养状态及影响因素,于2017年7月-2018年6月在长江设置2个断面,在草堂河设置4个断面,在各断面处监测水体透明度,并采集长江和草堂河各断面处水样,在实验室内监测水体内叶绿素a、CODMn、总氮和总磷浓度,利用综合营养指数法分析了长江和草堂河营养状态的周年变化,讨论了营养盐变化的影响因素。研究结果如下:长江和草堂河叶绿素a浓度表层>中层>底层,2017年8月CT03断面表层水体叶绿素a的浓度最高达到19.56 mg·L^−1。CODMn浓度平均值在0.98-2.62 mg·L^−1之间,空间上CODMn浓度差异不显著(P<0.05),除2017年9月其他时间各断面CODMn浓度均低于4 mg·L^−1。各监测点位TN浓度平均值均在2.0 mg·L^−1左右,垂向TN浓度均值无明显差异。草堂河TP浓度季节性变化较大,年度平均值在0.08-0.30 mg·L^−1之间,高于长江水体TP浓度。草堂河水体透明度平均值在1.79-1.98 m之间,长江干流的透明度平均值约为2.20-2.30 m,长江透明度高于草堂河的透明度。长江综合营养状态指数(TLI)为28.26-42.63,蓄水期综合营养盐指数较低,枯水期营养状态指数较高;草堂河综合营养状态指数为41.23-50.28,大部分时间呈现中营养状态,仅在2017年8月综合营养状态指数较高,约为56.41,草堂河综合营养状态从上游到下游逐渐降低,综合营养状态季节变化冬季<春季<秋季<夏季。

生物慢滤技术在西北村镇集雨饮水处理中的应用

通过对传统慢滤技术改进,研发了家用自动生物慢滤水处理设备并在甘肃省会宁县进行了实际应用。结果表明,该装置对原水中的浊度、细菌、总大肠菌群均有较好的去除效果,为保障西部农村饮水安全提供了技术支撑。