浑河沈抚段水生态健康评价

以浑河沈抚段为例,从河流的社会服务功能、水文、水质和水生态特征4个方面构建评价体系,采用改进的随机森林算法研究评价浑河沈抚段水生态健康状况。结果表明,2017—2021年浑河沈抚段水生态系统整体呈现良好发展态势,改进的随机森林算法能够明显提升运算性能、计算效率和模型精度,可为流域水生态保护和水资源管理提供科学依据。

浑河沈抚段水体污染季节性变化研究

为明确浑河沈抚段水污染特征,提升水环境治理有效性,2015年3月—2016年2月对浑河沈抚段进行水环境调查。根据丰、平、枯3个水期的pH值、电导率、COD、NH_3-N、BOD及COD_(Mn)等水质指标,运用改进的综合水质标识指数法识别出主要污染因子,并分析浑河沈抚段水质污染时空变化特征。结果表明,研究区域的pH值在一个水文年变化范围为6.42~8.06,较适宜水生生物生长;水体在枯水期的电导率最高,丰水期最低。浑河沈抚段水体受沿岸工业废水和生活污水的点源污染影响,流域枯水期和平水期各监测断面的综合水质均未达标;从上游到下游4项水质指标的综合水质指数增大,污染逐渐加重,主要污染指标为COD和NH_3-N。

基于δ^(15)N、δ^(18)O及质量平衡混合模型对浑河沈抚段氮素溯源研究

目的研究浑河流域沈抚段氮污染现状,分析区域内氮污染来源,并估算其贡献率,实现准确追踪和定量外来性氮的目的,从而更好控制进入浑河流域的氮负荷.方法应用氮、氧同位素技术结合质量平衡混合模型,以浑河流域沈抚段地表水作为研究对象,分三个水期对研究区域内的水体样品和周边主要污染源样品进行采集及检测分析,并通过质量平衡混合模型对区域内几个重要端元的贡献率进行定量化估算.结果在枯水期、平水期、丰水期,水体样品中δ^(15)N值分布范围分别为0.231%~1.511%、0.102%~1.364%、0.309%~1.788%,δ^(18)O值分布范围分别为-0.343%~0.766%、-0.526%~0.404%、-0.461%~0.838%;综合污水、农业化肥和大气降水对氮污染的贡献率分布范围分别为12%~83%、4%~76%和2%~22%.结论浑河流域沈抚段大部分水域氨氮和总氮超出地表水Ⅳ类标准的限值,氮污染严重.干流水体氮污染源主要来自周边综合污水的排放,其次来自化学肥料的淋洗和大气降水.

浑河沈抚段水污染变化规律及来源分析

针对浑河水体遭受污染问题,通过对浑河沈抚段区域支流、排污口和干流主要断面的监测,分析了浑河干流水体中主要污染物的含量及来源,指出了水质污染的主要原因。

基于水质水量耦合模型的浑河沈抚段水质分析

通过以MIKE11软件为基础,加入实测大伙房水库、排污口和支流河的流量水质数据,建立了符合浑河沈抚段特征的水质水量耦合数值模型,以浑河主要污染物质COD、氨氮为水质指标分析了干流排污口、支流河对干流水质浓度的影响。模拟结果表明:通过MIKE11软件可以清晰地观察不同边界条件下浑河沈抚段水体中污染物的迁移和衰减过程,干流排污口截流后浑河干流东陵大桥断面COD、氨氮浓度整体降低10%左右,支流河调控至地表五类水后浑河干流东陵大桥断面COD、氨氮浓度整体降低30%左右。

浑河沈抚段河流健康指标体系研究

以浑河沈抚段为例,运用Yaahp软件,采用层次分析法对河流健康指标体系进行权重分析和灵敏度分析。从水质指标、水文指标、生物指标、河流形态指标、社会经济指标5个一级指标中选取15个二级指标,构建浑河沈抚段健康指标体系。选取流域内3条支流作为研究对象。研究表明:友爱河对整体健康的影响权重最大,为0.4270。15个二级指标中,水质综合污染指数的权重最高,为0.1697。因此在河流的治理中,要重点对水质进行修复和保护。

浑河沈抚段生态需水量研究

应用不同生态等级下的生态需水量模型计算了浑河沈抚段生态环境质量现状条件下的年、月生态需水量;不同生态等级下各月理论生态需水量;研究区域内以闸坝为节点的各月分段理论生态需水量等。为闸坝优化调控研究奠定基础。

基于多元统计分析方法的浑河流域沈抚段水质时空特征

水质是分析流域污染特征的重要依据之一。为了了解浑河流域沈抚段的污染情况,综合运用方差分析、聚类分析及多维尺度分析等多元统计分析方法,对浑河流域沈抚段包含干流、支流和排污口的16个断面,自2014年10月至2017年7月的水质数据进行了系统分析。采用箱式图分析了断面的污染特征,发现干流断面水质优于支流和排污口,干流水质较好,支流受污染最严重,水质全年为劣Ⅴ类。利用方差分析分析了断面的水期污染特征,发现大部分断面水质显现丰水期优于平水期及枯水期。根据聚类分析和多维尺度断面污染程度相似性的分析,16个断面污染情况分为4组,即仁镜河与旧站河、张官河与友爱河、排污口和干流断面。其污染严重程度由大到小依次为仁镜河组、排污口组、张官河组和干流组。

浑河流域沈抚段区域丰平枯年型划分

流域内丰、平、枯年型的划分是研究水资源调度的先导步骤,适宜的年型划分结果是得到准确生态需水量的必要前提,也对研究水资源可持续利用有重要意义。根据不同方法对年径流丰、平、枯年型的划分进行讨论,结果利用保证率方法进行划分更适合应用于浑河流域沈抚段区域。将研究区域内3个水文监测站20年径流量系列水文资料划分为特丰水年、偏枯水年、平水年、偏枯水年和特枯水年五大类别,分析发现平水年和偏枯水年出现的频率较高。

浑河流域沈抚段氮素污染综合溯源研究

通过对浑河流域沈抚段水体样品和主要污染源样品采集及检测,结合氮氧双稳定同位素及SIAR模型,统计分析研究区域氮素污染现状及氮素污染来源,绘制典型污染源的δ15N、δ18O特征分布图并估算其贡献率,准确追踪和定量外来性氮,从而更好地控制进入浑河流域的氮负荷.结果表明,浑河流域沈抚段受排污口、支流输入、工业废水的影响较大,氮素污染严重.研究区域δ15N值在-5.23‰~33.8‰范围内波动,δ18O值变化范围较大,为-4.12‰~61.54‰.工业废水对氮素贡献率为20.6%~96.3%,贡献率最高,其次是生活污水与粪便、化学肥料、土壤,贡献率分布范围分别为0.3%~29.4%、1.2%~33.5%、1.7%~30.1%,大气沉降对氮素贡献率最低,为0~7.2%.考虑大气污染及污废水排放规律能更准确的确定氮素的污染来源.