基于SWAT模型污染防治措施对茫溪河水质改善影响研究

为了更好地开展茫溪河的污染防治,摸清茫溪河流域污染源贡献比例以及各种污防措施对水质改善效果十分必要。基于SWAT构建了茫溪河流域分布式水文和污染负荷模型,根据监测数据分析了茫溪河近年超标污染物,基于SWAT模型分析了茫溪河水质达标场景假设,包括污染源贡献率及生态补水、点源和面源等污染防治措施对水质改善的效果情况。结果表明,茫溪河流域超标项目集中在总磷和高锰酸盐指数;污染源中,面源相对于点源对高锰酸盐指数和总磷贡献率大些,特别是水土流失的贡献率最大,分别达到了42.8%和76.1%;生态补水对污染物浓度降低有一定影响,直排源和非直排源污染控制一定程度上使污染物浓度降低,达标率有所提升。基于SWAT模型的茫溪河水质达标场景分析对于推动水质改善具有积极的意义。

基于海河流域某河道综合水质模型的河道多源污染负荷研究

以山东滨州徒骇河为研究对象,对多源污染负荷进行计算分析,同时应用QUAL2K水质模型,获得污染组分在流域中迁移运动结果。研究显示,河段Ⅰ的总磷污染贡献率为:工业污染数值范围在0.03%~1.10%;畜禽养殖污染取值在1.61%~21.2%;农业种植污染在9.1%~83.7%,表明该模型在污染贡献率分析上具有良好效果。

沂河流域临沂市农业面源污染定量估算及特征解析

为厘清沂河流域上游临沂市农业面源污染排放时空特征及主要污染来源贡献,采用GIS与排污系数结合法定量估算研究区各类污染源中总氮(TN)、总磷(TP)、化学需氧量(COD)的排放量和排放强度。结果表明:农业面源污染物TN和TP排放量呈“先增后减”,COD排放量呈“先增加后平稳”的变化趋势,其中畜禽养殖业源为主要污染源,对TN、TP、COD的排放贡献率均高于80%,COD为首要污染物,对污染物总排放量的贡献率为41.09%。从空间分布来看,沂南、临沭、沂水、费县为污染物排放重度污染县,可考虑作为农业面源污染的优先控制区进行重点治理。建议研究区下一步重点加强畜禽养殖的排放治理,尤其是COD的减排,同时合理规划养殖规模,加强生态养殖和清洁养殖处理,对畜禽养殖污染进行有效控制。研究成果可为临沂市农业面源污染分区治理以及沂河流域农业面源污染防控提供科学依据。

长江流域污染负荷核算及来源分析

为研究长江流域污染物输出的时空变化特征和来源,将长江流域划分为114个排污单元,195个纳污河段,应用污染物"产生-排放-入河-消减-输出"模型,结合长江流域2004—2007年的社会经济、水文监测资料,利用朱坨、寸滩、宜昌、大通4个监测断面2004—2007年逐月的水量和水质数据,通过连续演算核算长江流域各河段的污染物输出过程,进行区间污染物输出平衡分析,估算出姚港断面污染物输出过程.结果表明,各断面计算数据与实测数据相对误差不超过20%,模型及参数组合的可靠性较好.点源对CODMn输出贡献较大,占56.4%;非点源对TN、TP的贡献大,分别占74.3%和92.1%.从污染物输出分布来看,江西、四川、湖南、湖北四省占流域污染物输出总量的60%以上,贡献率较大,是流域污染物输出的重要区域.

长江干流寸滩断面污染负荷核算及来源分析

将长江干流寸滩断面以上区域划分为39个排污单元,将河道划分为63个纳污河段,建立排污单元与纳污河段之间的排污-纳污拓扑关系,并基于污染物的产生-入河-降减过程进行断面污染物通量核算.采用输出系数法核算排污单元内各类污染源的产生量,并考虑降水作用,建立污染源入河系数公式,核算排污单元点源与非点源的入河量;考虑污染物在河道内的综合降解过程,核算各纳污节点到输出断面的流达率,分析各纳污节点各类污染源对下游断面的贡献率.通过以上模式对长江干流寸滩断面2004与2005年的污染物通量进行核算,并进行各支流的贡献率分析.核算结果显示:寸滩断面CODMn和TP月通量模拟值与实测值曲线基本吻合,TN月通量模拟值与实测值曲线拟合稍差,整体偏低,可能是忽略了大气沉降的影响所致.从CODMn的贡献率核定结果可以看出,嘉陵江对寸滩断面的贡献率最小,综合贡献率为14%左右,其中点源贡献率为6%左右,非点源贡献率为8%左右,非点源与点源的比率仅为1.3;金沙江对寸滩断面的贡献率最大,综合贡献率达到49%左右,其中点源贡献率为14%左右,非点源贡献率为35%左右,非点源与点源的比率达到2.5,是流域污染控制的重点.

丹江口水库水体氮的时空分布及入库通量

为解析丹江口水库水体氮的时空分布特征及主要污染来源,以丹江口库区及主要入库河流为研究对象,分析了水体氮的空间分布、季节及年际变化;利用回归分析,解析了氮污染驱动因素;并估算了入库河流氮通量及对库区氮污染负荷的贡献率.结果表明：研究区水体ρ（TN）、ρ（NH4＋-N）分别在0.07～16.73和0.01～10.65 mg/L之间,年均值分别为2.34和0.71 mg/L,空间分布呈入库河流高于库区的趋势;季节特征表现为春季、冬季〉秋季〉夏季.2005—2014年库区水体ρ（TN）整体呈先升后降的趋势,其中取水口陶岔断面ρ（TN）上升较快,2012年较2007年增加了1.5倍,2013年开始ρ（TN）有所下降,但仍然维持在较高水平.近10年来库区水体ρ（NH4＋-N）始终维持在较低水平.神定河、犟河、泗河、剑河等环库支流河口氮污染最严重,城镇化是造成流域水体氮污染的主要驱动力.汉江TN入库量贡献最大,占63.0%,其中境外来水TN入库量占总量的59.2%,为达到丹江口水库生态环境保护要求的Ⅲ类水质（GB 3838—2002《地表水环境质量标准》）目标,汉江TN需削减量为16 715.0 t/a.境内河流中,环库河流的TN入库量最大,其中泗河、老灌河、神定河、金钱河、犟河和天河等TN入库量较大,TN需削减量分别为2 286.7、2 197.7、1 493.6、1 106.9、979.1和728.9 t/a.

骆马湖生态环境现状及其保护措施

通过现场采样分析,研究骆马湖及其出入湖河道的水质现状、湖区底质营养盐含量以及水生生物资源的种类和数量。结果表明,2011年骆马湖水质为地表水Ⅲ类,已接近富营养化水平,底栖生物资源较前几年有明显减少;骆马湖营养物质的主要来源为上游的中运河和沂河,其污染物贡献率达90%。指出提高区域污水处理率、降低入湖河道的污染物浓度是保护骆马湖生态环境的必由之路。

运用氮、氧双同位素技术研究永安江硝酸盐来源

以洱海人湖河流永安江为研究对象,利用硝酸盐δ15N 和δ180 双同位素技术对永安江水体的硝酸盐氮来源进行识别.在永安江沿程共布置9 个监测点,分析硝酸盐的污染特征,并利用离子交换树脂法对水样进行预处理后测试硝酸盐δ15N 和δ180 .结果表明,永安江硝酸盐氮源负荷占永安江总氮源污染的5 0 % 左右,各采样点p（硝酸盐）为0 . 07-5. 22 m g. L^-1,均值为1. 00-2. 39 mg · L^-1.经同位素测试,各采样点5 15N-N0 3-均值为6. 1 2 % c-13.88%C,5 180-N0 3-均值为8 .24%c- 1 1 . 7 2 % c;永安江河水中硝酸盐主要来自于流域内化学肥料、牲畜粪便、生活污水和土壤有机氮硝化;利用IsoSource混合模型对4 种形态的硝酸盐来源进行定量分析,发现化学肥料占37. 3 % ,牲畜粪便占34. 6 % ,村落污水占18. 2 % ,土壤有机氮占9. 9 % .利用IsoSource混合模型可为河流硝酸盐来源定量研究提供新的研究思路,硝酸盐贡献比例与河流流经村落位置及土地利用类型有关.

福建九龙江下游潮间带沉积物铅污染及同位素示踪

通过分析九龙江下游潮间带23个表层沉积物及周边地区典型端元组分的铅含量和铅同位素组成（206Pb/207Pb和208Pb/206Pb）,以评估铅的空间分布,并采用铅同位素二元和三元混合模型探讨铅来源及各源的相对贡献率.结果表明,九龙江下游潮间带表层沉积物中铅含量范围为38.50～128.50mg/kg（平均80.60mg/kg）,地质累积指数法、富集系数法和潜在生态危害指数法评价结果表明研究区沉积物中的铅为轻度～中等污染与轻度潜在生态危害.沉积物铅同位素组成中206Pb/207Pb和208Pb/206Pb的范围分别为1.1651～1.1924和1.9640～2.1071,大多数采样点处沉积物中的铅主要来源于九龙江上游铅锌矿和土壤母质,受汽车尾气的影响很小;九龙江河口上端沉积物Pb主要来源为铅锌矿、土壤母质和燃煤,相对贡献率范围分别为26.74%～56.61%、18.85%～19.91%和24.20%～58.53%;九龙江河口外端沉积物Pb主要来源有铅锌矿、土壤母质、燃煤和船舶油漆,相对贡献率分别为20.06%、13.75%、7.52%和58.67%;其余采样点处Pb主要来源为铅锌矿和土壤母质,相对贡献率范围分别为20.00%～95.62%和4.38%～80.00%。

北京市北运河流域农业非点源污染类型及贡献率分析

以北京市北运河流域为研究目标,对流域内各类非点源的污染负荷及其贡献率进行了系统的分析研究,并针对北运河流域内非点源污染的结构和空间分布特征提出了相应防治对策。结果表明:北运河流域农业非点源污染中CODcr的主要来源是生活污水,贡献率达到38%;氨氮的主要来源是种植业,贡献率达到43%;TN的主要来源是畜禽养殖,贡献率达到53%;TP的主要来源是畜禽养殖,贡献率达到74%。从污染负荷的空间分布看,流域内污染物排放量呈现出两头高中部低的空间分布特征,即下游通州区和上游昌平区非点源污染物排量明显高于其他区。

大理河流域淤地坝拦沙贡献率分析

为提高淤地坝拦沙贡献率的计算精度,揭示淤地坝拦沙量对流域输沙量减少的作用。以大理河流域为研究对象,提出一种基于GIS和土壤侵蚀模数的淤地坝逐年拦沙量计算方法,分析大理河流域淤地坝拦沙量对流域出口输沙量减少的贡献率。结果表明:(1)1954—2011年,大理河流域淤地坝逐年拦沙量呈波动式增加,多年平均拦沙量为0.12亿t,累积拦沙量为7.17亿t,其中1980—1989年年均拦沙量最高,为0.19亿t。(2)1960—2015年,大理河流域输沙量呈显著减少趋势,且在1971年和2002年均发生显著突变(P<0.05)。(3)人类活动是大理河流域输沙量减少的主要原因,1971—2001年淤地坝拦沙量占人类活动减少输沙量的贡献率为47.42%;随着流域植被恢复,2002—2011年淤地坝拦沙量占人类活动减少输沙量的贡献率降至31.04%。该方法对评价大理河流域淤地坝拦沙贡献率有一定的指导意义。2000年以后,由于植被恢复,大理河流域淤地坝拦沙贡献率下降。

气候变化和人类活动对长江径流泥沙的影响研究

采用长江干流寸滩、宜昌、汉口和大通四个控制站的径流量和输沙量资料,应用Mann-Kendall检验、滑动t检验和有序聚类检验等方法,分析水沙变化趋势及突变特征,运用气候弹性系数法以及累积量斜率变化率法,定量分解气候变化与人类活动对径流泥沙的影响。结果表明:近60年来长江干流径流量年际变化相对平稳,而输沙量年际变化剧烈,四个站的年输沙量均呈现显著减少趋势,大多数站点的年径流量和年输沙量在1968年前后和21世纪初期发生了突变。变异Ⅰ期为1969-2002年,人类活动对四个站的径流量和输沙量变化的贡献率分别为31.98%~70.04%和75.40%~95.33%。变异Ⅱ期为2003-2015年,人类活动引起四个站的径流量和输沙量变化的贡献率分别为59.75%~80.04%和91.94%~99.17%,显示人类活动的作用强度增大。

基于多断面水质达标的河网区点面源污染负荷优化分配模型

从污染物总量控制的核心——污染负荷分配的角度出发,对水系复杂的平原河网区点面源协同影响下污染负荷优化分配方案进行分析。通过引入水质达标保证率概念,将随机分析方法与确定性降雨产流、点面源产污及河网水动力、水质数学模型相结合,基于公平及可行性原则,以满足多控制断面水质达标保证率、点面源环境管控要求及污染治理水平为约束条件,构建了基于多控制断面水质达标保证率的点面源污染负荷优化分配模型。选取太湖某河网区域作为验证区域,区域点面源污染负荷优化分配后,各控制断面氨氮、总磷质量浓度均可达到全年90%水质达标保证率,表明所建模型是合理可行的,能够有效实现区域点面源污染负荷的优化分配,提高区域污染物全局管理效率。

太湖流域源头溪流氧化亚氮(N2O)释放特征

采用密闭箱法研究太湖流域源头溪流N2O释放特征及其影响因素。结果显示:南苕溪N2O释放通量范围在-18.11—397.42μg.m-.2h-1,平均值为(30.37±10.87)μg.m-.2h-1。溪流N2O释放呈现明显的季节模式。冬季释放通量最低,仅为(9.69±7.10)μg.m-.2h-1,夏季释放通量较高,为(17.17±17.35)μg.m-.2h-1;而释放高峰发生于汛期,其N2O释放通量可达(125.97±90.77)μg.m-.2h-1。持续降雨带来的山洪爆发及大量径流输入是造成汛期N2O大量释放的主要原因。从上游源头区至下游农田与城区,N2O释放通量逐渐升高;流域污染梯度对N2O释放通量影响显著。统计分析表明:水体硝态氮负荷是控制流域N2O释放通量变化的主导因素,其他因素如磷含量、溶解氧、地势因素对通量也具有倾向性的显著影响。估算苕溪干流临安段N2O年释放通量可达到0.38 t/a。结果显示:河流人为污染负荷增加时可显著促进河流N2O的释放。

蕰藻浜宝山段河道污染负荷估算及来源分析

为研究菹藻浜宝山段河道污染负荷和污染物来源，利用2007—2011年菹藻浜宝山段河道污染源的水质数据，选取COD、NH3-N和总磷等作为典型水质指标，计算蕴藻浜COD、NH3-N污染负荷和各污染源贡献率。结果表明氨氮和COD为蕴藻浜宝山段河道主要污染类型；菹藻浜宝山段的COD、氨氮水环境容量分别为27149t／a、1357t／a，COD的削减量为-13218t／a，现状纳污量未超出水环境容量；氨氮的削减量为2175t／a，削减率为62％。上游和支流为菹藻浜宝山段河道主要污染源，上游对COD和NH3-N的贡献率分别为30．12％、36．23％，支流对COD和NH3-N的贡献率分别为54．36％和58．62％。

干支流水沙对黄河内蒙古河道冲淤量的贡献率

根据大量实测资料,采用多元回归和偏相关分析等方法,分析了不同时期干支流水沙对黄河内蒙古三湖河口至头道拐河段冲淤量的贡献率。结果表明:1952-2012年长系列黄河干流径流量、输沙量和支流十大孔兑输沙量等3个影响变量对干流河道冲淤量的贡献率在汛期分别为20.6%、23.1%和56.3%;年内分别为24.8%、24.7%和50.5%。由此可以看出,十大孔兑来沙对该河段冲淤量影响最大,而干流水沙对该河段冲淤量影响程度相当。1960-1986年时段3个影响变量对冲淤量的贡献率分别为17.6%、17.4%和65.0%;而1987-2012年时段3个影响变量对冲淤量的贡献率分别为8.8%、14.7%和76.5%。由于1987-2012年时段干流来水量大幅度减少,从而导致十大孔兑来沙对该河段冲淤量影响程度进一步提高,贡献率达到76.5%。因此,要想减少该河段的淤积,首先要减少十大孔兑入黄沙量,其次要减少干流来沙和增加干流来水量。

阳宗海外源氮磷负荷入湖量分析

湖泊的氮、磷入湖负荷解析是湖泊富营养化防治的前提，为有针对性地采取治理措施提供依据。在对阳宗海流域的工业废水、城镇和农村生活污水、外流域引水，化肥施用量、畜禽养殖、农业固废和生活垃圾等进行全面调查的基础上，测算了2010年流域内各污染源的总氮（TN）和总磷（TP）入湖负荷。结果显示：阳宗海流域2010年TN入湖量为293.30t，TP为40.11t；污染源以面源为主，面源TN和TP分别占其总入湖量的78.9％和95.5％；最大污染源为化肥，肥料氮和磷入湖负荷分别为133.66、26.10t，分别占其总入湖量的45.6％和65.1％，减少化肥的使用是湖泊富营养化防治的关键；以磷负荷所占比例排序，畜禽粪便为其次，再次是农村生活污水，二者贡献的磷负荷分别占总入湖量的16.1％和12.5％，所贡献的氮负荷分别占总入湖量的8.1％和23.6％；外流域引水贡献的TN和TP分别占其总入湖量的19.8％和3.5％；阳宗海为磷限制湖泊（N：P为20.4：1），但输入负荷中N：P为7.3：1，磷的占比较高，因此富营养化风险高。

长江流域等重污染行业经济和污染贡献率剖析

应用“污染贡献率”这一指标 ,分析了长江、黄河、珠江和松花江流域COD和氨氮排放的重污染行业以及地区分布 ,指出了各流域COD和氨氮排放的控制重点。同时分析了各流域重污染行业的经济贡献率 ,最后结合行业的污染贡献率和经济贡献率以及行业在地区所占的比例 。

长三角大气污染影响因素实证分析与治理机制创新——基于空间经济视角

基于空间经济视角,采用2012-2015年《中国环境统计年鉴》数据,对长三角"两省一市"和15个重点城市对长三角区域大气污染的影响率进行了测算,得出了二氧化硫、氮氧化物、烟(粉)尘、工业废气排放、机动车污染排放、生活排放六个因素的区域影响率。"两省一市"中,江苏对长三角区域大气污染影响率最大,超过50%;工业、机动车和生活的污染物排放中,工业对长三角区域大气污染影响率最大,超过70%;15个重点城市中,上海、苏州、徐州是长三角区域大气污染排放的重点城市。因此,须借鉴发达国家大气污染治理先进经验,建立长三角区域合作机制和市场交易机制,完善法律、法规体系,从而达到治理污染的目的。

平原区流域非点源污染研究进展

为了研究非点源污染在国内外的研究现状,对研究过程中所涉及到的非点源污染以及处理非点源污染的方法做出界定,并重点阐述了SWTA模型的理论基础。然后通过对非点源污染的转化过程和污染负荷量的研究及各种处理方法的优缺点比较,得出非点源污染物质的流入负荷量和流达率可确定,但污染物质的流达过程的解析、对目标流域水质的贡献率等方面还缺少深入研究的结论。