太浦河水体和沉积物中24种全氟化合物分布特征

本研究以24种全氟化合物(polyfluoroalkyl substances,PFASs)为研究对象,于冬、夏两季采集了太浦河流域重要点位的水样以及沉积物,并采用固相萃取、液液萃取联合高效液相色谱-串联质谱(HPLC/MS-MS)的方法,探讨PFASs在太浦河流域水环境中的时空分布特征以及分配行为.结果显示,水体中PFASs的总质量浓度范围在114.24—168.62 ng·L^(-1),主要的污染物为全氟丁酸(PFBA)和全氟辛酸(PFOA),平均浓度为24.92 ng·L^(-1)和28.18 ng·L^(-1);沉积物中ΣPFASs在2.36—4.73 ng·g^(-1)(dw,干重),主要的污染物为全氟十一酸(PFUdA)和全氟十二酸(PFDoA),平均浓度为0.78 ng·g^(-1)(dw)和0.52 ng·g^(-1)(dw).水样的监测结果显示,各点位PFASs总浓度波动不大,仅在个别点位出现PFASs突增的情况.PFASs在太浦河流段没有明显的季节性差异,这与今年夏季降雨量少的情况有关.PFASs在沉积物-水的分配行为表明,PFASs在沉积物-水的分配系数与总有机碳(total organic carbon,TOC)的含量、PFASs碳链长度以及PFASs官能团结构有关.短链PFASs主要存在于水体中,长链PFASs则主要分布在沉积物中;全氟磺酸类(PFSAs)较全氟羧酸类(PFCAs)更易吸附在沉积物中.对PFASs来源解析发现:水体中PFASs的来源包括了外源输入和点源排放,夏季河体内PFASs主要受到大气远距离传输影响,冬季则与河道周围的工业活动有关.

基于无人机高光谱的太浦河水质反演

为了快速掌握太浦河水环境分布状况,本文以太浦河典型河段为试验区,基于无人机高光谱数据和实测水质数据构建悬浮物浓度、浊度、透明度等水质参数的数学统计模型,并进行精度评价,选取评价精度最高的模型对太浦河水质进行反演与分析。结果表明:(1)与悬浮物浓度、浊度和透明度相关性最高的高光谱波段为880~900 nm,悬浮物浓度和浊度与各高光谱波段反射率相关性变化趋势一致,透明度与各高光谱波段反射率相关性绝对值变化趋势与前两者保持一致。(2)悬浮物浓度反演模型中,比值指数模型效果最佳(试验集R^(2)=0.91,验证集RMSE=27.04 mg/L,验证集MAPE=47.04%);浊度反演模型中,同样为比值指数模型效果较好(试验集R^(2)=0.92,验证集RMSE=16.50 NTU,验证集MAPE=15.24%);透明度反演模型中,归一化指数模型反演效果最佳(试验集R^(2)=0.85,验证集RMSE=2.43 cm,验证集MAPE=8.38%)。综合比较3种水质参数的反演效果可知,透明度反演效果最佳,浊度次之,最后为悬浮物浓度。(3)反演的太浦河悬浮物浓度呈现总体偏低、东部部分区域偏高的特点;浊度总体呈现东部较高、西部次之、中部最低的特点;透明度总体呈现西高东低的特点,西部和中部透明度较高,东部透明度显著降低。

太浦河大型底栖动物群落组成及时空分布特征

太浦河连接东太湖和黄浦江,是东太湖向下游行洪的主河道,也是黄浦江上游重要的引水水源。分别于2017年10月、12月和2018年3月、6月在太浦河沿程设置的5个站点开展了大型底栖动物季节频次的取样调研,分析了太浦河大型底栖动物群落的结构特征及其主要影响因子。调查期间共采集到大型底栖动物25种,隶属于3门6纲14科,其中以河蚬(Corbicula fluminea)为代表的双壳类和以铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)为代表的腹足类处优势地位。太浦河大型底栖动物群落的密度、生物量及多样性特征在不同站点间均存在显著差异(P<0.05);而在不同季节间均不存在显著差异(P>0.05)。聚类排序分析表明,太浦河大型底栖动物群落在空间上的差异较季节间的变化更为明显。太浦河大型底栖动物群落的物种组成特征与太浦河、东太湖的水文连通格局密切相关;而沿程不同程度人为干扰下的水体营养水平以及底质类型与生境异质性等生境条件对太浦河大型底栖动物群落的分布特征具有重要影响,其综合作用机理有待进一步研究。

长三角一体化战略下的江南水网地区流域生态保护与高质量发展研究——以太浦河流域为例

在长三角生态绿色一体化发展背景下,如何打破行政区划藩篱,推动形成生态保护与高质量发展的新路径成为全新议题。本研究以位于长三角生态绿色一体化示范区的太浦河流域为例,在分析其在新发展时期面临关键问题的基础上,综合应用水文、生态、规划等综合技术解决江南水网地区的复杂问题,提出流域生态保护与高质量发展的系统性、针对性解决方案,并尝试将研究结论与政策措施相衔接,探索“研究—项目”及“研究—政策”转化路径。

太浦河流域“五态”综合治理研究

太浦江是长江三角洲生态绿色一体化示范区的重要河道,针对太浦河流域水安全、生态、景观、交通和工业治理的重点和难点,从人文角度出发,引入了考虑自然地理的生态敏感性单因子评价指标体系,引入生态资源和社会经济,科学引导治理措施,推动水体优化和水质提升、土地功能调整、产业转型升级、公共空间互联互通、环境景观塑造等全方位工作。打造生态、形态、文态、业态、神态的“五态”功能,为建设生态绿色示范河和集艺术性、实用性、安全性、景观性于一体的世界级清水绿色走廊提供综合治理思路。

基于水文气象因素分析的太浦河泵站开机条件初探

太浦河泵站从满足启闭条件到管理人员收到上级调令,耗时较长,且启用时将对下游供水产生不利影响。因此,有必要开展泵站启用条件预判研究。本文基于历史资料统计分析法,研究了水文气象因素对开泵时机的影响。结果表明,历次开泵前,降水量均有明显上升趋势,且受东南风和吴淞江高潮位的影响,造成平望水位高于闸下水位。因此,泵站管理人员应密切关注水文气象预报信息,并结合近期水文气象因素变化趋势,作好开泵时机预判。

太浦河清水绿廊生态建设方案研究

太浦河是贯穿长三角生态绿色一体化示范区的一级清水绿廊和唯一一条流域骨干河道,其生态廊道建设关乎示范区的生态本底健康和以生态绿色引领示范区高质量发展实践的成效。该文分析确定太浦河清水绿廊功能需求、生态建设目标和主要任务,分析河道、湖荡、溇港圩田、林地及村镇人居五大类生态系统分布和功能特征,诊断太浦河生态廊道建设面临的生态环境问题主要为水环境质量有待提升、河湖湿地生境质量和多样性不佳、林地生态空间不足及滨水空间生态文化服务功能未有效发挥,确定汾湖生态核心建设、邻近湖荡湿地生态保护与修复、生态河湾建设、生态林地建设、生态绿地建设、沿岸水生态建设、防护林带贯通与风景道和绿道建设8项太浦河清水绿廊生态建设工程措施。

长三角生态绿色一体化下的多尺度流域规划与设计

太浦河是跨两省一市的长三角生态绿色一体化示范区的空间骨架。目前发布的示范区国土空间规划草案已提出区域协同发展的目标,但从流域尺度的空间规划落实到场地尺度的规划设计尚缺乏中间层次的规划支撑,导致实际问题与解决策略之间的错位。浙大-西浦-同济联合Studio模拟了长三角生态绿色一体化语境下跨行政主体协作的跨学科、多尺度流域规划设计,回溯各个尺度,归纳原型设计策略作为系统性的规划设计导则,探讨在流域尺度进行统一实施的可能性。

长三角饮用水水源保护生态补偿法律形塑——以太浦河为例

太浦河作为长三角地区重要的跨界河流,对长三角生态绿色一体化发展意义重大。生态补偿法律调控,可有效保障太浦河流域环境正义的合理配置、稀缺利益的公平分配以及激励功能的有效实现。长三角地区生态补偿法律制度散见于宪法、环境保护相关法律、行政法规以及地方性法规中,生态补偿标准、补偿方式、法律责任承担等方面仍存在明显不足。长三角地区的生态补偿实践主要有水质交易、异地开发和水权交易等,但也面临诸多法律困境。因此,以太浦河为例,长三角地区流域生态补偿的法律调控,应从明确生态补偿的权利义务主体、生态补偿法律标准、生态补偿法定方式、生态补偿管理机构、生态补偿产权法定以及纠纷解决机制等方面着手。

同位素方法在太浦河调水试验中的应用

在2006年3月22日~4月6日开展的太浦河调水试验中,进行了同位素同步监测。根据水量平衡和D1、8O同位素质量守恒原理,运用同位素方法计算了调水期间两省一市的水量分配,分析了黄浦江水源地三条主要支流的来水组成情况。根据D1、8O同位素丰度峰(谷)滞后法,推算了太浦河泄水的输水传播时间,为应对黄浦江水源地突发水污染事件提供了参考。结果表明,D1、8O同位素方法在该研究区域的应用具有较高的精度,该方法在平原河网地区感潮河流中具有其独特的应用途径和其它方法所不可替代的应用价值。

太浦河跨界合作管理模式研究

借鉴国内外跨界河流合作管理实践经验,初步构建了基于委员会协商的太浦河区域深化合作模式,由太湖流域管理局、苏州市、嘉兴市、青浦区政府主要负责人及相关领导联合组成太浦河水资源保护协调委员会,作为统一协调太浦河干流及沿线重要河道水资源开发利用及保护重大争议事项的权威机构,并下设技术委员会。在资金筹措模式方面,提出了财政补贴—多元融资相结合的方式。

太浦河一维、二维水流数值模拟比较研究

相对于太浦河洪水风险图编制的研究范围,太浦河是一条狭长的河道,河道内如采用二维水动力模型数值计算将影响洪水风险系统调用数据的效率和可视化的效果,可考虑河道内采用一维水动力模型计算。为了验证一维水动力模型是否能应用于太浦河洪水风险编制中的太浦河河道洪水演算,运用一维、二维水动力模型对太浦河河道分别进行了恒定情况和非恒定情况的洪水演算。一维、二维水流数值模型的计算结果表明:水位与断面平均流速吻合性较好。因此得出结论:用一维水动力模型在计算太浦河河道内洪水演算具有与二维水动力数学模型相当的精度,并能大大提高洪水风险系统调用数据的效率,并提高了可视化的效果。

太湖流域太浦河周边区域突发水污染潜在风险评估

太浦河是太湖流域重要跨省界河流,沿岸区域污染源众多,下游分布重要水源地,存在突发水污染潜在风险,迫切需要开展区域污染源潜在风险评估,为突发水污染事件的风险防控提供科学依据.本研究通过太浦河周边区域的污染源调研,明确污染源的空间分布与污染源强,确定评估区域的主要污染物(化学需氧量、氨氮、锑、重金属铬、油品、危险化学品),综合考虑污染源、河流水文、沿岸社会经济等因素,筛选突发水污染潜在风险评估指标,构建评估指标体系,评估突发水污染事件的综合风险,识别太浦河周边区域的主要突发水污染潜在风险源.研究结果表明:太浦河周边区域的高突发水污染风险区呈现片状或斑块状分布,主要包括大型污水处理厂区域、大型工业企业区域、加油站和危险化学品仓库集中分布区、太浦河沿岸工业企业区域、水源地周边工业企业区域,总面积为22 km2,占太浦河污染源风险评估范围总面积的1.4%,是突发水污染事件防控的重点区域.

利用同位素质量守恒原理估算太湖河网受水量

为配合太湖流域管理局开展的"太浦河调水改善下游及黄浦江水质试验"研究,利用水量平衡与同位素质量守恒原理构建了河网地区水量分配模型,以解决太湖通过太浦河泄水时河网区(两省一市)的受水量或受水比例问题.模型计算结果表明,利用落潮时的同位素丰度计算的两省一市的受水比例与实际监测成果较为接近.在优化站点、取样频次和取样时间后,该模型具有快捷、简便和经济的特点,可以用来近似估算河网区不同地点的受水量,但其精度有待进一步检验.

太浦河流量对下游水源地水质的影响

对太浦闸和太浦河泵站进行联合调度的原型试验,观测太浦河流量对太浦河下游和黄浦江上游水源地水质的影响,利用太湖雨洪资源向太浦河下游供水,可改善黄浦江上游水体环境。

太浦河工程水量水质联合调度对金泽水库及松浦大桥取水口水质影响研究

金泽水源地及黄浦江松浦大桥备用取水口是黄浦江供水系统的重要组成部分,改善金泽、松浦大桥断面水质对保障上海市西南五区供水安全具有重要意义。研究了近年太浦河工程实况调度,设计了太浦闸流量分级调度方案、太浦闸水质超标分级调度方案并进行优选,在此基础上拟定了1个常规流量分级调度方案、2个水量水质联合调度方案,并采用对重点研究范围内河网水系、水利工程及污染源进行细化更新后的太湖流域模型进行水量水质模拟分析。结果表明,太浦闸采用水量水质联合调度可改善金泽水源地水位条件及水质指标,减少关键水质指标(NH3-N)超过0.8 mg/L及连续超0.8 mg/L天数,而对松浦大桥备用取水口水质指标改善效果有限。

太浦河饮用水源地取水方式研究

太浦河是上海市青浦区第二自来水厂的水源地。自来水厂从河道直接取水,但河水部分水质未达水源地水质标准,不但加重了处理成本,也导致供水水质不能得到保证。傍河布井取水方式能自然净化水质,特别是能去除某些传统自来水厂直接净化河水不能去除的污染物质。通过分析太浦河地区水文地质及水质水量等,探讨了该研究区傍河布井取水的主要技术条件。结果显示在太浦河傍河布井取水,可获得比直接河道取水更为优良的水质,水量充足,且取水工程经济可行,有很好的开发利用前景。

太浦河水源地沿线石油类污染特征与影响因素分析

通过聚类分析的方法分析太浦河水源地石油类污染时空分布特征,并对太浦河沿线加油站、码头固定污染源以及船舶流动污染源进行实地调查与监测,探讨固定源、流动源对石油类污染的影响.结果显示:金泽水库建库以来, 2017年10月—2018年9月太浦河水源地太浦闸、平望大桥和黎里东大桥等9处监测点位石油类污染平均超标率达62.96%.空间上,太浦河中下游芦墟大桥、金泽水文站断面石油类浓度偏高;时间上,非汛期较汛期石油类污染影响更为明显.汾湖入湖口处加油站、码头影响较大,对干流石油类污染贡献度较高;船舶流动源主要集中在太浦河中下游段,且过境船只数量对干流石油类浓度具有显著影响.针对太浦河水源地石油类污染特征,从"监管—预警—应急"视角提出石油类污染风险防范对策建议.

感潮河流水环境容量计算——以太湖流域太浦河为例

为了探讨感潮河流水环境容量计算方法,以太湖流域重要的感潮河流——太浦河为研究对象,在水量、水质模拟计算的基础上,建立了感潮河流水环境容量计算模型,核算了太浦河的水环境容量,并对核算结果的合理性进行了验证。结果表明,2003年型(P=88%)降雨条件下,太浦河COD水环境容量为14405 t/a,NH3-N水环境容量为1 007 t/a。

太浦河河道洪水演算

太浦河是太湖洪水的骨干排洪河道,也是太湖向下游供水的骨干河道,其主要功能是承泄太湖洪水和杭嘉湖涝水,兼有防洪、排涝、供水、灌溉、航运、旅游、改善水环境等多种功能。本文主要通过河道一维水力学数学模型,用四节点Preissmann格式解完整的圣维南(de Saint Venant)方程组,计算出不同洪水频率(5a、20a、50a一遇)下的太浦河河道各节点的水位和流量,分析了太浦河沿岸各侧向入流对其的影响,为太浦闸的调度提出了一些意见。