台风“烟花”期间黄浦江上游洪水过程及高水位分析

为研究2021年第6号台风“烟花”期间黄浦江上游洪水过程和高水位特征,在统计分析实测资料的基础上,利用产汇流模型计算,分析了黄浦江上游洪水下泄过程,高水位时空分布特征及成因。结果表明:台风“烟花”前期,受潮位顶托影响,黄浦江上游边界潮水上溯明显,后期边界洪水显著增大,主要通过黄浦江上游干流下泄;受台风强度大、移速慢,风暴潮洪叠加,外河低潮过高,乘潮排水能力降低,黄浦江上游底水趋势性抬升等综合影响,黄浦江上游各潮位站最高水位普遍超历史,超历史幅度由北向南、由下游往上游递增。研究成果可为黄浦江上游防汛工程调度的优化完善提供基础支撑。

平原河网地区水源地水质对土地利用变化的响应——以黄浦江上游水源地为例

以黄浦江上游水源地为例,利用1999年上海水资源普查数据及2000年初成像的上海市1∶50 000彩红外航空像片,采用G IS空间分析技术、灰色关联分析技术,划分土地利用样带,设计水质改善指数,探讨平原河网地区水环境质量对土地利用结构的响应,以及水源水质对土地利用变化驱动力的响应。结果表明,黄浦江上游水环境质量受到土地利用格局及上游来水的综合影响,各样带工业用地比例与水质改善指数呈极显著负相关(P<0.01),松浦大桥取水口水质与上游来水水质以及水源地当地的工业发展、人口密度等土地利用变化驱动力具有很好的关联性。建议在开展平原河网地区水源保护工作中,应在关注上游来水状况的同时,从土地利用及其社会经济驱动两方面控制水文敏感区域土地开发强度,构筑水源地圈层土地利用格局。

黄浦江中上游地区农用土壤重金属含量特征分析

以黄浦江中上游地区农用土壤为研究区域,在获取区域内729个农用表层土壤样品重金属含量数据的基础上,运用多元统计和地统计相结合的方法,对黄浦江中上游地区农用土壤重金属的含量水平、分布特征和来源进行系统分析.结果表明,黄浦江中上游地区农用土壤中Cd、Hg、As、Cr、Pb、Cu、Zn的平均值分别为0.163,0.144,7.54,86.3,24.9,31.4,98.8mg/kg,均低于国家土壤环境质量二级标准,但Hg、Cd、Cr、Cu、Zn平均含量均超过上海市土壤中相应重金属元素含量背景值,其中尤以Hg显著,是对应背景值的1.44倍;以上海市土壤背景值为标准,农田土壤中Cd、Hg、As、Cr、Pb、Cu、Zn超标率分别为59.7%,68.2%,19.3%,67.1%,44.9%,58.4%,76.7%,表现为Zn>Hg>Cr>Cd>Cu>Pb>As.从空间分布来看,青浦、松江远郊区域农用土壤中Cd、Hg、As含量明显高于奉贤、闵行区,靠近市区的闵行Zn、Cr、Cu含量最高,各区域Pb含量差异不大;重金属来源分析表明,As、Cd、Hg元素来源主要与成土母质、农业生产活动等结构性因素有关,而Cu、Cr、Zn、Pb累积受工业生产、人民生活以及交通活动等随机性因素影响较大;Cd含量在不同农用土地利用类型间差异较大,其余元素差异不明显.

中国东部平原河网地区水源地环境管理的理论框架

提出中国东部平原河网地区水源地环境管理的概念及内涵.明确管理的主体、对象、原则与特点,分别从管理动机、伦理基础、规划原理、管理策略等角度,定义并拓展复合系统理论、环境正义理论、圈层保护理论、集成管理理论,强调水源系统与水源地经济社会系统的双重易损,水源地、用水区域及上游地区的三地公平,水源保护区设置与土地利用格局的双相圈层,时间、空间、学科、利益方的四维集成.实证研究结果显示,在这一理论指导下构建的黄浦江上游水源地全过程利益方参与模式、分权型环境管理体系、双相圈层保护模式,能够为有效解决上海城市水源问题提供一条新的途径.

黄浦江上游大型底栖动物生物多样性现状

2005年4月至2006年3月对黄浦江上游大型底栖动物群落结构进行了调查.采用香农威纳指数(H′)、物种均匀度指数(J)和物种丰富度指数(D)对黄浦江上游大型底栖动物的群落结构、种类组成、多样性进行了分析.本次调查共采到底栖动物13种.密度优势种为环节动物门的霍甫水丝蚓(Limnodrilus hoffmeisteri)、软体动物门的铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)以及河蚬(Corbicula fluminea).生物量优势种为软体动物门的铜锈环棱螺以及河蚬.淀峰断面的香农威纳指数(H′)、物种均匀度指数(J)和物种丰富度指数(D)都高于松浦大桥.季节变化方面,三种指数的最高值都出现在秋季,最低值则分别出现在夏季、冬季和春季.生物多样性除了受种的数量及其个体密度影响外,还与多种因素有关,如水温、水质、底栖环境和人为干扰等.

基于Web-GIS的黄浦江上游水源地突发水污染事故预警系统

针对黄浦江上游可能发生的突发性水污染事故,建立了油品、化学品理化性质数据库和特征流场数据库,开发了基于Web浏览器环境的突发水污染事故预警系统。通过该系统,用户可以使用Web浏览器在线模拟和统计分析突发的水污染事故,及时有效地掌握水污染现状及发展趋势,为决策者提供技术支持。该系统提供了灵活方便的操作界面,所有的空间数据分析和模拟运算全部在服务端实现,客户端只负责请求操作、模拟结果的动态显示和统计分析,便于系统的整体维护与升级。

黄浦江上游水质评价因子的选择与评估

该文从污染分担率、超标情况、最差因子及因子间相关性等多个方面对黄浦江上游4个典型断面2012年-2014年水质监测数据进行系统研究分析,确定黄浦江上游水质特征评价因子为：溶解氧、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总磷、氟化物、汞、石油类、阴离子表面活性剂和粪大肠菌群等11项;其也可作为黄浦江上游重点监测水质指标。采用这11项特征评价因子对2014年1月黄浦江上游10个监测点水质进行综合污染指数法评价,其结果可靠性明显优于全指标评价方法,10个监测点中太浦闸、平望大桥、汾湖大桥、金泽、练塘、斜塘等监测点水质总体达到Ⅲ类水要求。

黄浦江上游地区水环境质量演变趋势

为全面反映黄浦江上游地区水质情况,在黄浦江上游地区共选取包括黄浦江干流及上游主要来水水系的7个监测站点的15年监测数据,作为本次黄浦江上游地区水质状况演变分析的主要依据。黄浦江上游水源地处东部平原感潮河网地区,水源地内河道密布、纵横交错,水系结构极为复杂,水源承接上游江苏、浙江来水,其水源保护具有鲜明的区位特殊性和区域综合性。长三角地区河流有机污染严重,普遍出现水体黑臭现象,尤其是近10年来,这一问题日趋突出,许多中小河流的水体溶解氧几乎为零,出现季节性的或终年的水体黑臭。如果不能保证上游江浙来水水质,即使能有效控制水源地点源、非点源污染,而水源水质也很难保证。因此,除了加强对黄浦江上游点源、非点源污染的控制力度,江浙来水亦将成为决定水源水质的重要因子。

黄浦江上游水源保护区水质评价与分析

黄浦江上游保护区是上海环境保护工作的重点,其水质状况直接影响上海的饮水安全,分析影响该区域水质的主要水质因子,研究水质的分布特点和近年(2000年-2004年)的发展变化趋势,本文使用因子分析法通过对2000年-2004年黄浦江上游水源保护区的常设监测断面水质进行了分析,得出了黄浦江上游水质保护区的特征污染因子,再使用幂指数法、加权平均法、向量模法等水质综合评价方法对该区域的水质进行了评价,并得到了该区域的水质分布特点。

黄浦江上游水源保护区农田氮磷养分平衡分析

通过对黄浦江上游水源保护区各类农田氮磷养分输入和输出的实地调查和资料分析,采用养分平衡盈亏评价方法,研究了黄浦江上游水源保护区不同类型农田养分平衡现状。结果表明:黄浦江上游水源保护区水田、旱地、园地氮素实际平衡盈亏率分别为31.17%、49.78%、44.33%,分别高出允许平衡盈亏率30.46%、90.18%、37.34%,磷素平衡盈亏率分别为9.57%、44.33%、53.71%,分别高出允许平衡盈亏率-15.51%、53.26%、33.21%。旱地氮磷养分盈余量远远超过适量盈余范围,存在过量氮磷养分对水源保护区水环境质量造成污染的潜在风险。

上海黄浦江上游典型抗生素来源及分布污染特征研究

利用固相萃取、高效液相色谱/质谱法调查了两类6种典型抗生素(四环素、土霉素、金霉素、磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲恶唑)在黄浦江上游的含量、来源、空间和时间分布特征。结果显示,在黄浦江上游的两条主要支流的11个采样点中均有抗生素检出,四环素类抗生素(包括四环素、土霉素和金霉素)平均值合计为34.25~211.82 ng/L,磺胺类抗生素(包括磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶、磺胺甲恶唑)合计为3.11~5.83 ng/L。黄浦江上游支流附近畜牧养殖场及医药厂对附近支流的抗生素浓度影响大。支流中下游磺胺类污染浓度比上游高。四环素类抗生素浓度随黄浦江上游从丰水期到枯水期逐渐变高,而磺胺类抗生素在每个采样时间点较稳定。四环素是黄浦江上游的主要污染抗生素,对上游的水体环境有潜在风险。

黄浦江水源地沉积物重金属潜在生态风险评价

为了解黄浦江上游饮用水源地沉积物中重金属的污染特征,对黄浦江干流和主要支流15个采样点的Hg、Cd、Pb、Cu和Zn含量进行检测,并对其生态风险进行评价.相比环境背景中位值,在15个样品中5种重金属含量都存在一定比例的超标现象,其中,Cd和Hg的污染相对明显;相比背景最大值,仅有Cu和Cd含量超标.采用潜在生态风险指数法和污染负荷指数法进行评价,所得出的生态风险等级均为无污染～中等污染水平,急水港近苏沪交界处、淀峰大桥、大蒸港沪浙交界处、大蒸港泖洋河交汇处、园泄泾以及五厍东一号河交界处区域生态风险较高,Cd和Hg是研究区域生态风险的主导因子.值得注意的是,黄浦江支流大蒸港和园泄泾的生态风险整体高于黄浦江干流.总体而言,黄浦江上游水源地表层沉积物中重金属污染仍处于中等以下水平.

1970-2019年黄浦江上游年最高潮位变化及驱动因子

黄浦江年最高潮位变化关系到上海市的防洪安全。本文基于米市渡站1970-2019年年最高潮位及太湖流域降水量等数据,研究了近50年来黄浦江上游年最高潮位的变化趋势、变异特性、发生频率变化和潮位变化的驱动因子。结果表明:年最高潮位在1970-2019年总体呈显著上升趋势,上升幅度为81 cm,年均上升1.62 cm。1995年之后出现跳跃式的波动上升,1996-2002年相对1995年之前出现较大幅度上升,2003-2011年相比1996-2002年出现较明显下降,之后又较大幅度上升。随着潮位升高,各频率对应的最高潮位均大幅度增加,升高幅度均达0.9 m以上,五十年一遇、百年一遇、千年一遇高潮位分别由1970年条件下的3.77 m、3.81 m、3.94 m升高到2019年条件下的4.71 m、4.75 m、4.92 m。与此同时,相同潮位下的重现期急剧减小,高潮位发生频率大幅度增加。分析认为,黄浦江上游年最高潮位升高受气候变化和人类活动的综合影响,1970-1995年主要受降水量变化等气候因素的影响,1996-2019年主要受水利工程、台风频率增加等因素的影响,尤其是太湖流域太浦河等工程的修建起到了重要作用。

黄浦江水源突发挥发酚污染应急处理研究

针对黄浦江上游水源可能发生的突发挥发酚污染事故,开展应急处理小试和中试研究,考察了混凝、PAC吸附和PAC吸附-常规工艺对原水中挥发酚的应急处理能力。结果表明,强化混凝方法无法有效应对原水突发挥发酚污染问题。PAC对原水中苯酚的Freundlich吸附等温式为q_e=0.428 6 C_e^(0.240 8),根据该式求得当原水苯酚浓度为0.008 mg/L时,PAC吸附应急处理的理论投加量为12 mg/L。PAC强化常规工艺可作为应急措施有效应对突发酚污染事故,当原水苯酚超标浓度为0.008 mg/L时,PAC最佳投加量为10 mg/L。

黄浦江上游汇水区禽畜业污染及其防治对策

为定量了解黄浦江上游汇水区禽畜业污染对黄浦江水网地区水环境的影响程度,对汇水区的禽畜业现状进行了调查,提出了各类禽畜的粪尿及其污染物的排泄系统,估算了禽畜粪尿总产生量及流失量。结果表明,汇水区禽畜粪尿流失量达91.3万t/a,由此产生的污染物COD_(Cr)为5.32万t/a,NH_3-N为0.58万t/a,分别是汇水区污染总负荷的38.3％和47.8％,成为黄浦江上游汇水区的主要污染源。对此,提出了防治禽畜业污染的几点对策与建议。

黄浦江上游原水水质特征与处理对策

黄浦江上游原水水质基本为Ⅲ-Ⅳ类,具有藻类较低、高锰酸盐指数高、季节性氨氮较高及低分子量溶解性有机物占多数的特征。常规工艺和强化常规工艺对分子量小于3000的溶解性有机物去除率不到5%,难以使出厂水CODMn降到3mg/L以下。周家渡水厂深度处理生产性应用研究结果表明:预臭氧+常规处理+臭氧活性炭对分子量小于1000的有机物与AOC具有良好的去处效果,能提高水的生物稳定性,改善口感,保障饮用水水质的安全,适合黄浦江上游原水给水厂的改造。

黄浦江上游支流污染负荷分析及防治对策

对黄浦江上游14条主要支流的水资源特性、水量、水质和工业、生活、农田径流、禽畜、泵站等污染源的现状进行了大量的调查,对2000年各污染源排放量进行了预测。同时,对支流区域内污染物的产生量与影响支流水体污染的成因,及支流的污染负荷进行了分析,提出了相应的水污染综合防治对策。

黄浦江上游原水强化处理选炭试验研究

以黄浦江上游水源为原水,通过煤质炭、竹质炭、椰壳炭等炭种筛选小试和中试试验,研究了黄浦江上游原水中有机污染物强化去除的最佳炭种及其最佳投加量。结果表明黄浦江上游原水中投加PAC能够改善处理后水质,提高原水中有机物的去除效果;并且随着PAC投加量的增加,原水中有机物去除效果增强;综合性价比、碳源等因素确定竹质炭较为经济合理;当竹质炭投加量为10～15mg/L时,处理后出水CODMn可达到3mg/L或以下。

黄浦江上游水源地水库中浮游藻类群落情况调查

2017年1月~8月,对黄浦江上游水源地水库中取水口和输水口的浮游藻类群落情况进行调查。调查期间取水口浮游藻类种数有131种,共8个门类,藻类生物密度为1.8×10~7 cells/L;输水口浮游藻类种类数有144种,共8个门类,藻类生物密度为2.0×10~7 cells/L。两者优势种群均为蓝藻门。结果表明,取水口和输水口浮游藻类群落结构存在差异性,同时初步探讨了引起差异性的原因。

上海黄浦江上游干流段堤防安全风险分析与应对措施

上海黄浦江上游干流段堤防建成时间较长,受上游水情、工情等因素变化影响,目前已显现出安全隐患。通过现场调查及历史资料数据分析,对黄浦江上游干流段堤防现状进行梳理总结,通过风险因素识别与分析,对沿岸堤防进行了风险分级评价;针对不同风险岸段提出了相应的加固改造和长效管理措施,对加强黄浦江上游堤防风险管控、保障沿岸防汛安全,具有一定的参考意义。