东辽河流域土地利用变化对非点源污染的影响研究

采用国际前沿的SWAT模型及CLUE-S模型,基于3S技术和统计分析方法,分析了吉林省东辽河流域土地利用2000-2005年的土地利用动态变化,并借助于Logistic回归结果探讨了2000-2005年土地利用变化的驱动力空间特征;运用2000年和2005年土地利用数据,结合CLUE-S模型,模拟不同预测方案下东辽河流域未来20a土地利用变化情况.在此基础上,应用SWAT模型分别对研究区2025年2种情景下非点源污染负荷进行模拟.结果表明:不同的土地利用条件下,情景2比情景1的多年平均径流减少了12.26mm、泥沙减少了8.4×103t、溶解态氮减少了8.29kg、有机氮减少了9.49kg、总氮减少了8.4kg、溶解态磷减少了8.61kg、有机磷减少了7.18kg、总磷减少了7.18kg,情景2比情景1更能有效的控制非点源污染.

东辽河流域河流系统生态需水研究

河流系统的生态需水是指维持河流正常的生态结构和功能所需要的一定水质最小水量 ,具有明显的时空变化特征。河流系统的生态用水包括河道系统 (包括排沙生态用水和水面蒸发生态用水 )和洪泛地系统两大系统的生态用水。东辽河流域河道系统生态需水量占年均径流量的 44 .43%。洪泛地生态用水量为 16 .87亿 m3,占全流域年均降水量的 2 8.0 2 %。必需采取有效措施进行河流水资源开发的有效调控。

东辽河流域坡面系统生态需水研究

以东辽河流域累积46个测站52年的水文资料和1986年、1996年、2000年Landsat TM数字图像为源信息,在分析景观格局、流域降水和径流时空分布的基础上,探讨东辽河流域坡面系统生态需水的时空变化和平衡分区。东辽河流域坡面系统景观的优势度较强,斑块的形状较为规整,但分布较散,同时受到人类活动的干预非常强。水文情势的空间分异明显。东辽河流域坡面系统全年平均生态需水量为504.72 mm (324.08 mm^618.89 mm),5～9月份生态需水量占全年生态需水总量的88.29 %,下游形成生态需水的高值区。坡面系统生态需水量的极端满足程度仅为90 %,全年和生长季(5～9月) 生态缺水区分别占了全流域总面积的60.47 %和74.01 %,从生态需水的缺水数量和缺水区域来看,缺水区域大的趋势尤为严峻,必需采取全流域用水的综合调配。

东辽河流域地表水水质空间格局演化

受人类活动和流域生态水文过程(Eco-hydrological processes)的影响,东辽河流域地表水污染严重,水质具有明显的地域分异特征.通过1983~1999年对东辽河流域地表水质分析及历年来水文和社会经济资料整理,建立流域地表水污染重心模型,探讨了东辽河流域地表水水质空间演化特征.研究结果表明,受到自然条件和社会经济活动演化的影响,东辽河流域地表水污染重心位置有逐渐向上游方向迁移的趋势;受自然条件的季节变化和农业季节性开发活动的影响,东辽河流域污染重心的季节变化较之年际变化更为剧烈,从全年变化趋势看,污染重心有向流域上游迁移的趋势.从流域管理的角度看,东辽河流域在治理点源和非点源污染的同时,还要从全流域的角度出发,加强流域生态水文过程的调节.

基于层次分析-模糊综合评价模型的东辽河流域水环境承载力评价

采用以层次分析-模糊综合评价模型,对东辽河流域的水环境承载力进行评价。结果表明:东辽河流域水环境承载力整体处于"一般"水平,水资源现状、生态环境、社会经济状况对其的影响贡献程度分别为0.6337、0.1919、0.1744,其中年均供水量、水资源开发利用率和水污染指数对东辽河水环境承载力的影响最大,其影响贡献程度分别为0.3354、0.1699、0.1045。

基于GIS的东辽河流域水环境信息管理

在充分搜集东辽河流域水环境信息的基础上，采用先进的ＭＡＰＧＩＳ平台，完成了数据库、图形库、专业属性库的编辑。

负荷历时曲线法在东辽河流域最大日负荷量中的应用

根据东辽河王奔水文站2000～2009年的水文、水质数据,构建了主要污染物氨氮和化学需氧量负荷历时曲线,计算了东辽河流域氨氮和化学需氧量的最大日负荷量,分析了各污染物最大日负荷的年内变化特征及各类污染源的贡献。结果表明,在25%、50%、75%和90%的保证率下,负荷历时曲线法计算得到的氨氮最大日负荷分别为368.9、153.8、31.8、0.35kg/d,化学需氧量最大日负荷分别为7 378.6、3 058.6、635.9、6.91kg/d;东辽河在6～9月的丰水期具有较高的纳污能力,1、2月纳污能力最弱;污染物的超标点主要集中于保证率10%～70%之间,削减目标主要为非点源。

持续干旱作用下东辽河流域土壤容重及水分空间变异特征分析

针对2009年发生的特大干旱,研究了持续干旱作用下东辽河流域的土壤湿容重和重量含水量的空间变异特征,以期为持续干旱作用下改善土壤质量,进而提高东辽河流域的粮食产量提供理论依据。对比分析2008年9月和2009年9月的野外采样数据可知,东辽河流域土壤湿容重变异不大,为弱变异性;土壤水分变异较大,为中等变异。由于受人类耕作的影响,10 cm深的土壤湿容重和重量含水量空间变异性明显高于30 cm深。从整体上看,2009年9月10 cm深和30 cm深的土壤重量含水量的变异系数均高于2008年9月。持续干旱作用下,10 cm深的土壤湿容重及其变异系数均减小,10 cm深和30 cm深的土壤重量含水量及其变异系数也减小。丘陵旱田土壤重量含水量最小值10 cm深为5.490%,30 cm深为4.575%;丘陵水田土壤重量含水量最小值10 cm深为11.619%,30 cm深为8.425%,明显小于农作物适墒重量含水量,已严重威胁到作物的正常生长,若干旱持续下去将影响东辽河流域的粮食产量。

东辽河流域水生态功能分区研究

流域水生态功能分区是水环境、水生态系统管理的基础。综合考虑东辽河流域自然地理特征、水生态因子、社会经济活动影响和水生态服务功能等,确定了东辽河流域分区指标,运用地理信息系统空间分析和主成分分析等数学方法,对基础空间数据和流域水生态系统特征调查资料进行分析,提出了流域三级水生态功能分区方案,将东辽河流域划分为2个一级分区、4个二级分区、13个三级分区,利用底栖无脊椎动物的相关指标进行聚类分析,表明水生态功能三级分区是合理的。

东辽河流域未来土地利用变化对水文影响的研究

土地利用变化对水文的影响已引起社会的广泛关注。以东辽河流域为研究对象,以分布式水文模型SWAT和土地利用变化模型CLUE-S为研究工具,通过将SWAT与CLUE-S模型耦合,定量评估了东辽河流域未来2种不同情景模式下的土地利用变化对流域水文过程长期的影响。研究结果表明:2016—2025年情景1的平均径流量为15.41m3/s,2016—2025年情景2的平均径流量为13.8m3/s,2025年情景2的土地利用变化比情景1的土地利用变化更有利于减少径流的流失;通过对比分析2000—2025年不同情景模式下土地利用变化的植被覆盖率变化,2000年植被覆盖率由77.51%变化到2025年情景1的77.23%和2025年情景2的78.93%,表明植被覆盖率与径流的流失量呈反比。因此,研究区未来土地利用变化应按照国家土地利用规划实行,对东辽河流域水资源规划及可持续发展具有重要的意义。

东辽河流域景观格局及其动态变化研究

通过1986、1996和2000年的LandsatTM影像解译,得到东辽河流域景观分布的矢量和栅格图;在Arc Info8 0 1平台下,进行空间分析,得到东辽河流域景观的动态变化;在FRAGAT3 2下,对东辽河流域各年的景观格局进行分析;在Matlab6 3平台下,建立Markov模型,进行了景观格局的动态分析和预测。东辽河流域景观的组成不合理,林地景观所占面积的比率严重偏低。1986年～2000年间,旱田景观显著的增加,工矿、交通和居民地景观略有增加,其他景观均有所下降。从多年平均变化来看,耕地景观的变化最为剧烈。1986年～1996年间,东辽河流域各类景观主要向水田景观转变;而1996年～2000年间,各类景观又向旱田转变。除林地外,各类景观分布的地域重心集中在二龙山水库以下的下游地区。东辽河流域景观斑块的形状日趋复杂、多样性指数和最大多样性指数在增加、景观的均匀度指数在下降、优势度指数在增加,说明近年内某类景观占据主导的趋势在增加。从破碎化指数可以看出,东辽河流域景观的破碎化程度在降低后又显著增加,这将导致流域景观的脆弱性。Markov预测表明,当对流域景观的扰动与1995年～2000年间的扰动相同的情况下,至2050年东辽河流域的水田景观在近年内会逐渐增加,而其他景观类型会逐渐减少。预测结果显示当景观组成处于稳定状态?

吉林省东辽河流域劣Ⅴ类断面污染成因及污染防治对策研究

本文在收集整理国家及吉林省对吉林省东辽河流域水质目标要求、吉林省东辽河流域水环境质量状况基础上,识别影响从2010年到2018年第一季度期间吉林省东辽河流域劣Ⅴ类断面的主要水环境问题,从城镇和农村生活污染、农业种植面源污染、畜禽养殖面源污染、工业污染、支流污染、黑臭水体、水源地安全隐患等方面,辨析吉林省东辽河流域劣Ⅴ类断面所在区域的主要环境问题的污染成因,研究提出消除吉林省东辽河流域劣Ⅴ类断面的防治对策建议,为推动吉林省东辽河流域水质改善提供参考。

东辽河流域水生态健康状况的模糊综合评价

在东辽河水生态状况调查的基础上,进行了东辽河流域水生态健康评价。将流域水生态健康综合评价依据划分为河岸带状况、水环境状况、底泥状况、水生生物状况4个准则,进一步筛选出河岸带植被多样性指数、底泥重金属含量、COD、总氮、总磷、浮游植物多样性指数等19项具体指标,建立了由准则层和指标层构成的水生态健康评价体系。应用层次分析法确定各个指标在评价中的权重,构造各指标对各健康级别的隶属度函数并计算其隶属度,最后根据模糊综合评价原理对东辽河流域18个调查点的水生态健康状况进行了评价。结果表明:18个调查点中10个为"病态",5个为"临界",1个为"亚健康",2个为"健康",并发现水生态健康状况受到洪水的影响很大。该评价成果为东辽河管理和保护工作提供了科学依据。

辽源市东辽河流域国土绿化实施方法的探索

本文对吉林省境内辽源市东辽河流域概况进行了简介,阐述了国土绿化建设内容及技术路线,分析了工程完成后将产生的效果、生态效益和经济效益,认定在辽源市东辽河流域实施国土绿化是必要的、可行的。

吉林省东辽河流域水环境管理体系提升途径

指出了吉林省东辽河流域的水污染问题集中在水里、根源主要在岸上,应从提高流域水环境治理能力和完善水环境管理体系等方面加强水环境管理,做好污染治理与监督管理的有效衔接。以改善吉林省东辽河流域水环境质量为核心,从加大环境监察执法力度、加大环境监测能力建设、创新生态环境管理机制、完善水环境管理制度、强化治污职责分工和追责方面,提出了完善吉林省东辽河流域水环境管理体系的途径,以推动水环境质量持续改善。

东辽河流域浮游植物群落及其与水环境因子的典范对应分析

2010年9月对东辽河流域的浮游植物群落进行了调查,共检出浮游植物6门,浮游植物主要由硅藻、绿藻和裸藻组成。文中运用典范对应分析(CCA)对东辽河流域所有采样点的主要浮游植物与6个水环境因子关系进行研究。结果表明,总氮和溶解氧是影响东辽河流域浮游植物群落分布的主要水环境因子。

东辽河流域吉林省境内的径流模拟研究

以东辽河吉林省境内河段为研究对象,采用SWAT分布式水文模型对东辽河泉太水文站进行径流模拟,模型采用2006—2008年实测的逐月径流资料进行参数的率定,并以2009—2010年为模型的验证期,分析对水文过程影响较大的因素、模型的模拟精度及对研究区的适用性。结果表明:泉太水文站率定期与验证期径流的模拟值与实测值总体上拟合较好,率定期与验证期径流模拟的相关系数(R2)均大于0.6,Nash-Suttclife效率系数(Ens)均大于0.75,相对误差(R)均小于30%。验证期的月径流模拟相对误差较率定期小,且相关系数R2、效率系数均大于0.9,降雨是径流的重要影响因素,月径流模拟值与年内的降雨过程存在较好的正相关性,且率定期相关性较验证期相关性大。应用率定后的参数在SWAT模型中进行径流模拟的结果较好,精度较高。将SWAT模型应用于东辽河吉林省段的径流过程模拟,具有较强的适用性。

东辽河流域农村生活污水现状调查与防治途径

对东辽河流域地理环境、气候特点以及经济社会状况等方面进行了简要概述,分析了东辽河流域农村生活污水污染现状。同时分别从管网布设、技术以及政策管理等方面阐述了农村生活污水治理的缺失与不足,针对当前存在的问题提出了切实有效的解决方法和措施,特别对于北方地区寒热交替的气候特点,结合太湖流域农村生活污水处理的相关管理经验,总结出了一套适合于东辽河流域的技术管理方法。

东辽河流域人工湿地处理技术应用研究

人工湿地技术由于低成本的特点,被广泛的应用于污水处理以及河道整治等方面。不同湿地植物筛选及配比、不同填料的添加以及不同湿地流经方式,对湿地的处理效果都会产生一定的影响。以东辽河流域生态湿地为例,文章分别对植物筛选、生态湿地污水处理效果等方面进行了探讨。而对于北方地区来说,秋冬季节水温较低,容易产生冻结,而当前人工湿地处理技术冬季运行成本又相对较高且效果不稳定。因此水温的控制将成为东辽河流域人工湿地处理技术研究的关键;降低运行成本,保持持续稳定的处理效果将成为后续研究的重点内容。

关于推进东辽河流域化肥减量增效工作的建议

东辽河位于吉林省的中南部地区,是吉林省内19条主要江河之一。自1999年以来,由于连续干旱,水资源严重短缺,造成了东辽河流域水环境恶化,生活用水紧张,生产用水短缺,供需矛盾日趋紧张的局面。特别是自中央环保督察组对吉林省开展生态环保督察以来,吉林省各级党委、政府对东辽河水环境污染问题高度重视。为了减轻东辽河流域因化肥不合理施用造成的农业面源污染问题,推进东辽河流域化肥减量增效工作开展,本文针对东辽河流域农业生产施肥现状、施肥中存在的问题,提出推进东辽河流域化肥减量增效工作的相关建议。