三峡库区小城镇面源污染现状与应对措施探讨——以万州区分水镇为例

以三峡库区的万州区分水镇作为研究对象,调查分析了该镇长江次级河流汝溪河的水质状况,结果表明该河流的水质并不乐观。通过分析该河流流域范围内由于水土流失、畜禽养殖和化肥农药造成的面源污染现状,得出汝溪河的有机污染负荷COD>BOD>TN>TP,其中COD的贡献主要来自畜禽养殖和水土流失、BOD的贡献主要来自畜禽养殖、TN和TP的贡献主要来自化肥农药。从水环境的角度提出了进行生态农业建设、调整农业产业结构,整合畜禽养殖点、建设沼气池和加强水土保持工作等应对面源污染的措施,有利于保护汝溪河水环境,提高水资源的利用率,保障分水镇的可持续发展。同时对于保护三峡库区次级河流,减少农业面源污染对水质的破坏,改善农业生态环境也有一定的启示和借鉴作用。

3S技术支持下的汝溪河水土流失动态监测及分析

为促进水土保持与水土资源利用提供基础数据和决策依据,在3S技术支持下开展水土流失与生态环境动态监测。选取三峡库区汝溪河小流域作为研究区域,根据区域土地利用类型、植被覆盖度信息,并综合所收集的当地水保资料和地形坡度数据等,进行空间叠加分析,确定土壤侵蚀类型、强度分级与分布情况。参照《土壤侵蚀分级标准》,对2014年、2015年2个时期的汝溪河进行水土流失动态分析,并采用转移矩阵法对2个时期土地利用转化方向与转化面积进行合理性分析。研究结果表明:2014—2015年2 a之间,汝溪河小流域的土地利用方式有结构性调整,水土流失分布情况大体趋于稳定,微度水土流失面积略增加,轻度、强度水土流失面积基本持平,中度水土流失略降低,极强、剧烈水土流失情况有所缓解。

基于因子分析法的汝溪河流域不同植被类型土壤肥力评价

运用因子分析法评价了长江汝溪河流域不同植被类型的土壤肥力,通过计算和分析特征根、累计贡献率、因子载荷矩阵、各土层主成分因子及其综合得分,得出汝溪河流域不同植被类型土壤肥力丰缺状况、变化规律及其影响因素,进而找到改善和提高土壤肥力的方法和途径。分析表明:pH值和主要养分指标随着土层深度的加深而逐渐下降,各植被类型在不同土层的养分含量具有较大差异,土壤养分管理需要综合考虑不同因子的主成分得分与综合得分情况,该分析结果可对该区域内森林抚育、水土流失防治、土壤可持续利用等提供参考依据。

三峡库区支流底栖硅藻功能群特征及其驱动因子分析--以汝溪河为例

以三峡库区重要支流汝溪河为研究区域,分析汝溪河中底栖硅藻功能群季节演替特征,并探讨影响其季节演替的驱动因子.结果表明,3个水情期(平水期、枯水期及丰水期)共鉴定出底栖硅藻168种,隶属8科27属,共划分为B、C、D、L_O、MP、P、X3和T_B8个功能群,其中MP在3个水情期中均占主导地位.通过冗余分析(RDA)发现,汝溪河中底栖硅藻功能群季节演替的主要驱动环境因子为亚硝酸盐浓度、电导率、溶解性磷酸盐浓度、高锰酸钾指数和温度.

三峡库区汝溪河浮游植物动态及其与水质的关系

为了探究浮游植物与环境因子之间的相关关系,为汝溪河水质预警、水华防治等水环境保护提供科学依据;从汝溪河上游至回水区共设置6个采样点,包括未受影响的自然河流水体、过渡区水体和回水区水文类型,于2012年9月至2013年8月进行了逐月周年采样,分析浮游植物群落结构及水体环境的时空动态。结果表明,调查期间共检出藻类8门117属,非回水区样点优势种以硅藻为主,回水区段以绿藻、蓝藻、甲藻和隐藻为优势种。6个样点Margalef多样性指数(d)为1.38~3.09,Shannon-Wiener指数(H)为1.15~3.77,Pielou均匀度指数为(E)为0.31~0.97,浮游植物的种类和数量随季节和水域不同呈现差异。应用污染指示种、多样性指数和综合富营养化指数评价汝溪河水质,显示其水质为中营养-轻度富营养或α-中污型至β-中污型水体。结果表明,受库区回水顶托的影响,汝溪河回水区水质较差,需要重点关注。

忠县汝溪河流域水质现状调查

汝溪河是长江忠县段的一级支流,随着汝溪河流域经济的发展,排入汝溪河的污染物也不断增加。采用多点取样法,对汝溪河水质进行分析评价,并针对存在的问题,提出了加强流域生活污染源治理、防治养殖业污染等综合防治措施。

汝溪河浮游硅藻功能群特征及其与环境因子相关性分析

基于不同水文期特点,分别在平水期(2014年4月)、丰水期(2014年7月)、枯水期(2014年12月)对三峡库区支流汝溪河的浮游硅藻及理化参数进行采样监测,应用功能群分类和数理统计分析等手段,探讨汝溪河不同水文期浮游硅藻功能群特征及其与环境因子间的相互关系.结果表明:3个水文期,汝溪河共发现浮游硅藻功能群10个,分别为A、B、C、D、L_o、MP、P、T_B、X3、S1类群,其中种类最多的功能群是MP类群,数量最多的是D类群.多元逐步回归分析发现,影响平水期功能类群密度最重要的环境因子为总氮(TN);与丰水期功能群密度显著相关的环境因子为透明度(SD);浊度(Tur)、碱度和pH以及电导率则是影响枯水期功能群密度的主要环境因子.RDA分析结果显示,影响汝溪河浮游硅藻功能群多样性的主要环境因子含水温(WT)、电导率(Spc)、氧化还原电位(ORP)、溶解氧(DO)、硝态氮(NO_3^--N)等.因此,功能群能较好反映汝溪河的生境特点,而氮营养元素对汝溪河浮游植物功能群变化及水质的影响应引起关注.

基于PSR框架模型的三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康评价

以压力-状态-响应(PSR)框架模型作为研究方法,以2005～2009年的数据为基础,参考国内外已有的有关流域生态系统健康的研究,构建三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康评价体系,采用层次分析法(AHP)确定该流域各指标的权重值,运用流域生态系统健康综合指数模型对该流域进行综合健康评价分析。研究表明:5a间,忠县汝溪河流域生态系统的健康平均综合指数为0.509 7,整体上处于较健康的状态。2005～2009年,该流域生态系统健康处于波动状态,其中,2007年的流域生态系统健康状况最佳,但2006年的流域生态系统健康状态较差。研究表明,对三峡库区忠县汝溪河流域生态系统健康影响较大的有生物第一性潜在生产率、人口密度,以及地表水综合污染指数等指标。总体上,2005～2009年忠县汝溪河流域在社会、经济、自然各方面都处于良好的状态,整体上保持着整个生态系统的健康状态,基本上能实现本流域的可持续发展。然而,我们仍需将社会效应、经济效应与生态环境相结合,保持三峡库区忠县汝溪河流域生态系统的健康状态。

三峡库区支流汝溪河沉积物重金属空间分布及生态风险

为了解三峡库区支流沉积物重金属空间分布、来源及生物毒害效应,选择典型入库支流汝溪河,分4个区域12个采样点采集沉积物柱状样和沿岸土壤样品,分析了Cr、Ni、Cu、Mn、Zn、Cd、Pb和Hg这8种重金属的空间和垂向分布特征.结果表明,沉积物中Cr、Ni、Cu、Mn、Zn、Cd、Pb、Hg平均含量分别为(79.60±11.87)mg·kg^-1、(41.340±4.999)mg·kg^-1、(32.69±8.70)mg·kg^-1、(823.34±125.76)mg·kg^-1、(122.11±22.82)mg·kg^-1、(0.393±0.140)mg·kg^-1、(29.122±6.811)mg·kg^-1和(74.84±39.50)μg·kg^-1,8种重金属含量均超过长江水系沉积物背景值,空间上总体表现为受汝溪场镇生活影响河段>回水区>自然河段,回水区河道沿岸沉积物及土壤中重金属含量均远低于沉积物中,说明河道沿岸沉积物和土壤并不是汝溪河回水区沉积物重金属的主要污染来源.在垂向分布上,受汝溪场镇生活影响河段重金属(除Pb外)含量最大值均出现在8cm处,而自然河段和回水区重金属含量随深度的增加呈下降的趋势.除Ni外,其他几种重金属之间具有显著相关(P<0.01),说明汝溪河重金属存在一定的同源性.地累积指数评价得出汝溪河整体呈现Cd和Zn的轻度至偏中度污染.生物毒性效应评价得出,Ni有10%~75%可能对生物造成毒害效应,Cd、Zn、Hg、Cu、Pb和Cr有<10%的可能会出现生物毒害效应.综合效应系数表明汝溪河沉积物重金属的生物毒害风险为低级至中低级.