基于“南阳实践”的云蒙湖水源地风险应急研究

借鉴河南省南阳市淇河水环境污染事故处置经验,大力推广“南阳实践”经验,是推动水源地风险应急能力建设的重要手段。以山东省蒙阴县云蒙湖水源地为例,对风险应急能力建设现状进行了分析。在云蒙湖主要风险源分析的基础上,提出了云蒙湖流域7个典型突发环境事故情景,针对每种情景,提出了风险应急预案。通过预见性地制定风险应急预案,事先构筑必要的工程设施,加强风险应急管理,可在污染事故一旦发生时变被动为主动,为应急处置赢得时间,最大程度地减轻或消除污染事故对云蒙湖的影响,保障临沂市城区饮用水供水安全。

基于钻孔记录探究古云梦泽沉积面貌

古云梦泽是晚全新世时期江汉平原与长江最主要的水沙交换载体,其形成演化特征为沉积物所记录,蕴藏了丰富的古环境、古气候信息。为了探讨古云梦泽沉积演化的规律和模式,基于2014~2019年江汉平原野外钻孔采样数据,对江汉平原钻孔沉积物的理化指标包括粒度、总有机碳、磁化率等进行分析,结合加速器质谱碳十四(AMS^(14)C)精准测年和粒度频率曲线得到晚全新世时期江汉平原整体的沉积环境变化序列,进而探讨古云梦泽沉积演化的规律和模式。结果表明:根据钻孔沉积相记录,古云梦泽形成演化过程中出现了“河流-湖泊-三角洲”复合沉积模式;钻孔横向对比发现,三角洲相沉积最先形成于江汉平原西部,并逐渐向东部扩展,表明这种复合沉积模式不仅仅只影响单个钻孔的沉积序列,还在空间上调控了整个古云梦泽的演化。研究成果揭示了历史时期全球变化背景下江汉平原河湖系统自然演变的特征与规律,对于指导江汉湖群的生态恢复和预测未来长江中下游地区江湖关系演变趋势具有重要的意义。

云蒙湖表层沉积物重金属分布特征及风险评价

为了解云蒙湖表层沉积物中重金属的污染状况,选取云蒙湖沉积物中6种重金属(Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As)作为研究对象,测定并分析其在云蒙湖表层沉积物中的分布、来源及生态风险,以期为云蒙湖沉积物中重金属污染治理及饮用水安全保障提供依据。采用富集系数法、相关性分析及聚类分析对重金属来源进行分析,并选用富集系数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法对重金属污染程度及潜在生态危害进行了评价。结果表明:云蒙湖表层沉积物中6种重金属Cu、Zn、Pb、Cr、Cd、As平均含量分别为20.9、73.1、23.1、62.0、0.4和4.5 mg/kg;与临沂市土壤背景比较,Cd、Zn和Cr的含量超过临沂市土壤背景值,Cd污染最严重。重金属来源分析结果显示:Cd受人类活动影响较大,可能与区域农业和林业施肥有关;Cu、Zn、Pb、Cr和As这几种重金属以自然来源为主。综合富集系数法、地累积指数法和潜在生态危害指数法3种评价方法的结果得出,云蒙湖表层沉积物中Cd为最主要的污染元素,且具有较强的生态危害。

云蒙湖前置库系统对水体氮磷空间格局的影响

通过监测云蒙湖前置库系统对水体总磷(TP)和总氮(TN)全年空间格局影响,及主要环境因子pH、溶解氧(DO)、氧化还原电位(Eh)和典型植物生物量的动态变化,分析生物量及环境因子和氮磷格局之间的关系。结果表明:云蒙湖水体氮磷含量在前置库系统影响下呈条带状分布,自东汶河入湖口向湖中心地区逐渐降低,总体呈现西南低东北高的趋势;前置库系统全年对水体均具有净化作用;前置库系统通过对环境因子溶解氧(DO)、pH和氧化还原电位(Eh)提高的方式来提高对水体氮磷的净化效果,从而影响水体氮磷含量的空间分布;前置库系统植物将大量氮磷富集于植物体内,通过人为收割的方式将氮磷转移出水体,是前置库影响水体氮磷含量的直接方式。

云蒙湖流域非点源磷污染时空变化研究

运用输出系数模型,在GIS&RS支持下,对云蒙湖流域非点源磷污染进行了时空动态模拟。结果表明,1986—2010年,云蒙湖流域非点源磷污染负荷量明显增加,1986、1995与2010年TP负荷量分别为100.98,123.57,144.36t;从空间分布来看,TP高负荷区主要分布于流域的河谷低平地带,主要是由于该区集中了大部分农业耕作区,化肥施用量高;从土地利用类型来看,耕地非点源污染TP逐年增加,其贡献率也逐年增加,由1986年的89.5%,1995年91.35%上升至2010年92.02%,林地、草地TP变化较小,贡献率呈减小趋势,居民用地TP增加幅度大,但由于面积较小,其贡献率较小;对于子流域而言,耕地面积比例高的子流域,TP负荷强度增加程度较大,TP负荷强度较大的子流域逐渐由中东部地区向全流域扩展。

云蒙湖流域不同土地利用类型的土壤侵蚀特征分析

在RS与GIS支持下,获取云蒙湖流域土地利用空间数据,选用RUSLE模型估算土壤侵蚀量,对云蒙湖流域不同土地利用类型的土壤侵蚀特征进行分析。结果表明:1986—2010年间,土壤年总侵蚀量由647万t降至630万t,水土保持生态恢复工程取得了一定的成效;云蒙湖流域耕地土壤侵蚀最为严重,1986年和2010年土壤侵蚀模数高达5 325t/(km2·a)和5 504t/(km2·a),分别占土壤侵蚀总量的85.8%和84.7%;草地是重点治理的另一对象,强度以上等级侵蚀都分别占总侵蚀面积的40%和44%;随着耕地和草地类型的转入,居民用地侵蚀面积由1986年的1 010hm2增至2010年的2 608hm2,土壤侵蚀总量由5.4万t增至14.2万t,是变化较为明显的土地利用类型。

云蒙湖水体富营养化综合防治技术模式及实施措施

针对我国湖泊普遍存在富营养化的问题,依据国内外研究资料,结合云蒙湖及其流域实际,构建了以流域为单元,以生态农业、环保产业和清洁生产为先导,以优化集成已有先进成熟的防治技术措施为手段,以切实有效地防治内外污染源、保障湖泊水体清洁安全为重点,以生态文明为目标的云蒙湖水体富营养化综合防治技术模式,并提出了相应的实施思路、方式和技术措施,旨在为防治湖泊水体富营养化,确保用水安全,实现区域社会、经济、资源、生态环境的协调发展提供科学依据。

云蒙湖前置库生态效益评价

为了减轻东汶河对云蒙湖水体的污染，在东汶河入湖口处设置前置库系统，对水质进行净化，从而达到拦截杂物，减小湖区淤积和净化水质的目的。前置库系统生态环境效益显著，全年对水体氮磷均具有较好的净化作用，净化率平均为20％-40％。另外，前置库生产的芦苇和香蒲及水产品等，取得了巨大的经济效益。

《全唐诗》中的“洞庭”及其他

《全唐诗》中"洞庭"一词,根据唐诗中有关"洞庭"诗歌、相关历史、地理资料证实分析,"洞庭"名称含义异常丰富,并非都是指岳州洞庭,太湖也可称为洞庭。即使指岳州洞庭时,也有三种含义,即狭义洞庭、通称意义上的洞庭、广义洞庭。同时,唐诗中岳州洞庭也可以用不同的名称指代,但两者之间又不尽相同。其中,"巴丘湖"与之是交错关系;"云梦"与之是整体与局部的关系;"九江"与之有时相关、有时完全不同;"太湖"与洞庭在名称上常可互换,但有时指代内容却不一样。

沂蒙山区大型水库水体悬浮物的时空变化

水体悬浮物(TSS)含量作为衡量水质环境的重要指标,也是水域生态系统营养结构的一个重要体现。文章选取2015年5月-2016年8月云蒙湖11个采样点,分析了云蒙湖TSS的时空分布特征、组成、变化规律。研究结果表明:透明度平均值为64.22 cm,变化范围为15～145 cm;云蒙湖TSS浓度季节变化和区域变化显著,TSS含量变化在2.44～125.00 mg/L之间,平均值为21.24 mg/L。总体上沿水流方向,由入湖区向湖泊区递减,水库总体处于中-富营养水平。TSS含量最高值出现在2015年夏季,其平均值为36.01 mg/L。云蒙湖水体中无机悬浮物(NVSS)和有机悬浮物(VSS)所占悬浮物的比例相差不大,分别为59.09%和49.01%,但是TSS组成在空间分布上差异较大,两个支流的入湖区主要以NVSS为主,而对于湖泊区,则是VSS占优势。悬浮物来源兼具外源性和内源性,内源性有机碎屑占水体有机颗粒的较大部分。水体中TSS与Chl.a、TP均具有显著正相关关系,VSS与Chl.a呈显著正相关关系,与透明度具有显著负相关关系(p<0.01)。

云蒙湖流域土壤侵蚀时空分布及影响因素分析

以小流域为研究尺度,选取云蒙湖流域为研究区,以TM遥感影像和DEM为数据源,在RS和GIS支持下,以最新的全国土壤侵蚀分类分级标准(SL190-2007)为模型基础,得到研究区1986年和2010年2个时段的土壤侵蚀强度及分布数据,分析土壤侵蚀时空格局特征及主要影响因素。结果表明:1)从1986—2010年,土壤侵蚀强度呈减小趋势,变化面积比例为29.47%,主要以中度、强烈、极强烈侵蚀等级面积向轻度、微度等级及相邻较低侵蚀等级面积转化为主。2)通过将研究区划分为88个小流域的研究表明,25年来小流域土壤侵蚀强度指数降低趋势明显,76%的小流域侵蚀强度指数减少10%以上;侵蚀加强的有5个小流域,增加幅度最大者为6.23%,主要分布在中西部和西南部地区。3)影响因素的岭回归分析表明,坡度因子始终是影响土壤侵蚀时空分布的最主要因素,但影响程度逐渐降低,贡献率由1986年的85.36%下降到2010年的80.79%;土地利用结构对侵蚀格局的影响逐渐增强,2010年贡献率达到19.21%;因此当植被覆盖度达到一定程度后,流域内土地利用结构的改变是制约土壤侵蚀时空分布的主要影响因素。

云蒙湖沉积物重金属污染特征及风险评估

为研究云蒙湖表层沉积物中重金属分布特征、来源及其潜在生态风险,2018年8月采集表层沉积物样品,采用电感耦合等离子体质谱法测定Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb等6种重金属的含量,并将地统计学方法与GIS技术相结合分析云蒙湖湖区沉积物重金属空间分布特征,利用地积累指数法和潜在生态风险指数法进行污染状况评价,使用相关性与主成分分析法对沉积物中重金属来源进行解析。云蒙湖表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb含量均值分别为62.91、9.66、56.79、93.14、0.09、11.07 mg/kg;地积累指数法评估显示,水库沉积物重金属总体污染状况为未污染或轻度污染;潜在生态风险指数RI显示,湖区RI平均值为50.12,属于低度生态风险水平;云蒙湖沉积物中Cr、Cd、Pb来源主要为工业污染和农业生产活动,Zn和Cu主要来源于水产养殖污染。

沂蒙山区云蒙湖水文水动力特征研究

指出了为研究解决云蒙湖水环境问题,必须探明云蒙湖的水文水动力过程。对云蒙湖年均水位、滞留时间、流量等因子进行了分析。结果表明:云蒙湖水位、入库流量和水体滞留时间均受降雨量的影响,根据水体滞留时间,云蒙湖大多数年份属于湖泊型水体,已经具有形成水体稳定分层的特征。

基于GIS云蒙湖饮用水水源地重金属污染特征及生态风险评价

本研究选取了山东省临沂市唯一的饮用水水源地云蒙湖作为研究对象,对其表层湖水以及沉积物中的重金属进行特征分析,并评价其污染存在的潜在风险。于2020年8月在湖区表层水样和沉积物中进行了样品采集,运用GIS方法直观呈现水源地主要6类重金属铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、镉(Cd)、铅(Pb)的污染程度,并采用地积累指数法(I_(geo))、Hakanson潜在生态风险指数法(RI)、水环境健康风险评价模型和主成分分析法(PCA)这4种分析和评价方法,对云蒙湖的重金属污染现状和存在的潜在风险进行评价与分析。实验结果表明,云蒙湖表层沉积物中Cr、Ni、Cu、Zn、Cd和Pb含量均值分别为62.91、9.66、56.79、93.14、0.09、11.07 mg·kg^(-1)。沉积物中Cu、Zn、Cr超标严重,平均含量分别是背景值的2.51、1.26和1.03倍。地积累指数评估结果表明,6种重金属的平均地积累指数值由高到低依次为Cu>Zn>Ni>Cd>Cr>Pb。利用潜在生态风险指数法分析发现,整个湖区的RI的平均值为7.83,属于低度生态风险水平。通过引用水环境健康风险评价模型,对比国际辐射防护委员会所推荐的最大可接受水平而言,云蒙湖表层水中的致癌物质和非致癌物质的年均风险值远低于该区最大水平。运用主成分分析法对实验结果进行降维处理发现,东汶河附近是整个云蒙湖的污染重灾区。因此判断云蒙湖水重金属污染的主要污染区域为东汶河流域,污染最严重的重金属为Cu,但污染所引起的健康风险甚微,不会对人体造成明显的伤害。

云蒙湖湿地公园建设可行性与生态建设目标分析

蒙阴县云蒙湖是临沂市城区重要水源地,湿地建设对水质净化起到举足轻重的作用。该研究介绍了云蒙湖湿地公园的基本情况,细致阐述了湿地公园建设的可行性、生态区的总体目标、远近期目标,分析了云蒙湖湿地公园建设的必要性和紧迫性,期望对其他地区的湿地公园建设有一定的借鉴意义。

临沂市云蒙湖水源地不同林分持水能力比较研究

采用样地、样方调查等方法,以黑松纯林为对照,研究了包括对照在内的9种临沂市云蒙湖湖区周边主要人工水源涵养林林枯枝落叶层和土壤的持水能力,结果为9种林分枯落物层自然含水率、饱和持水率分别为6.34%~23.27%和114.92%~318.23%,最大拦蓄率、最大拦蓄量分别为108.58%~294.96%和2.12~9.63t·hm^(-2),有效拦蓄率、有效拦蓄量分别为91.34%~247.23%和1.78~8.08t·hm^(-2),这4个指标侧柏×刺槐林都最高,黑松×侧柏林都最低,差异显著(P<0.05);土壤贮水量为206.11~685.32t·hm^(-2),白蜡×山杏林土壤持水能力最强,垂柳×刺槐林土壤持水能力最差,差异显著(P<0.05),从枯落物持水能力和土壤持水特性综合来看,核桃×板栗混交林地持水能力最好,应优先选择。

云蒙湖流域土地利用变化对非点源氮污染负荷的影响

以临沂市水源地云蒙湖流域为研究区域,利用人工模拟降雨实验,结合输出系数模型获取流域内各土地利用类型氮素输出系数,在GIS和RS支持下,分析近25年来土地利用变化对非点源污染氮素负荷时空变化的影响.结果表明,1986、1995与2010年非点源污染氮素负荷分别为3.77×103、4.45×103、5.5×103t,呈上升趋势;从土地利用类型来看,耕地非点源污染TN逐年增加,其贡献率也逐年增加,贡献率由1986年的80.11%,1995年82.60%上升至2010年85.59%,林地、草地TN变化较小,贡献率呈减小趋势,居民用地TN增加幅度大,但由于面积较小,其贡献率较小;就子流域而言,耕地面积比例高的子流域,氮素污染负荷增加程度较大;流域耕地与氮素负荷呈显著正相关,对氮产出负荷起"源"作用,林地、草地与氮素负荷量呈负相关,对氮产出负荷起"汇"作用.因而,可通过调整土地利用结构以减少和控制流域氮流失对水体环境的污染.

云蒙湖流域土地利用变化对土壤侵蚀的影响

在RS与GIS支持下,选用RUSLE模型估算土壤侵蚀量,利用转移矩阵分析土地利用及土壤侵蚀变化特征,引入土壤侵蚀强度指数分析土壤侵蚀效应,在此基础上,对88子流域进行回归分析,建立土地利用结构与土壤侵蚀定量关系。结果表明:1986～2010期间,研究区土地利用类型以耕地为主且呈减少趋势由63%减少到59%,土地利用类型变化主要由耕地和草地向其他地类转出为主;土壤侵蚀状况有所好转,侵蚀类型以微度为主,所占比例由60.7%上升到61.7%,强度以上所占比例由16.9%降到16.6%,土壤侵蚀等级变化显著,中度、强度和极强度变化率为50.54%、50.8%和47.34%,主要由较高强度和邻近较低强度转入为主;土壤侵蚀强度随土地利用类型变化而变化,当发生不合理变化由林地→耕地时,侵蚀强度指数由154.3增到259.3,结构合理化由耕地→林地时,侵蚀强度指数由233.2降到145.1;回归方程结果显著,检验误差为0.024%,有一定可靠性。因此,优化土地利用结构是控制土壤侵蚀的有效途径,通过建立土地利用结构与土壤侵蚀量的定量关系可为动态监测土壤侵蚀状况提供简单方法。

云蒙湖流域不同坡度的土壤侵蚀特征

针对定量分析土壤侵蚀在各坡度等级上的空间分布研究较少的现状,该文选用通用的土壤流失预报方程,对云蒙湖流域1986—2010年间的土壤水力侵蚀状况进行了定量的估算,以探讨不同坡度上的土壤侵蚀特征,并进一步分析了土壤侵蚀变化与人类活动的关系。分析得出：土壤侵蚀强度发生在人类活动比较频繁的区域上（8-25°坡度）更为严重;2010年比1986年强度以上所占比例在〈15°坡度等级上相对更低,在〉15°坡度等级上有所增加;云蒙湖流域主要土壤侵蚀量发生在〈25°坡度上;2010年比1986年耕地面积减少、林地和居民用地面积增加是土壤侵蚀降低的主要因素。