抚仙湖北岸生态调蓄带工程入湖污染物减排效益核算

抚仙湖属珠江流域西江水系的源头型深水湖泊,湖岸陡峭,岸滩不发育,湖泊生态系统十分脆弱,水质一旦被污染将很难恢复。近年来受流域内人类活动强度持续加剧与全球气候变化的双重驱动影响,抚仙湖水位持续降低、河湖水污染问题日益突出,湖泊水质保护问题迫在眉睫,因此,2017年针对入湖污染负荷占比最大且农田面源污染问题最为突出的抚仙湖北岸片区实施了集截污、调蓄、水质净化、水资源回用、清水置换、湿地补水建设于一体的抚仙湖北岸生态调蓄带工程,并将1179.09亩农田改建为调蓄带湿地。从实施效果来看,调蓄带工程2018—2021年期间减少的TN、TP入湖负荷量分别为245.84 t、28.99 t,调蓄带对抚仙湖北岸片区农田面源负荷削减率均超过81%;从生态调蓄带入湖污染物减排效益贡献大小来看,土地利用方式变化>湿地水质净化>湖滨湿地补水>水资源回用>清洁水资源置换;从调蓄带入湖污染物减排效益持续提升来看,水资源回用和清洁水资源替换潜力有待进一步挖掘和提升。

阳澄湖入湖河道分类、污染特征分析及治理策略

为进一步揭示阳澄湖入湖河道的污染物来源,提出相应的治理对策,以2017—2021年阳澄湖入湖河道水质监测数据为基础进行分析讨论。依据入湖水量选取10条主要入湖河道进行分析,其中位于阳澄湖东岸的白曲港在七浦塘拓浚工程建成之前主导流向为出湖,工程建成后,通过Pearson相关分析证实了其流向与七浦塘引水时的水力关系,因此白曲港被选为主要入湖河道。采用距平系数法、系统聚类法和物元分析法将阳澄湖主要入湖河道分为3个类别:第1类别包括白荡、蠡塘河、北河泾、永昌泾4条河道,第2类别包括渭泾塘、界泾和施家斗港3条河道,第3类别包括南消泾、七浦塘和白曲港3条河道。使用因子分析法进行因子分析,第1类别河道的因子为高锰酸盐指数(COD_(Mn))、氨氮(NH_(3)-N)、溶解氧(DO)和总磷(TP),第2类别河道的污染因子为NH_(3)-N、总氮(TN)、pH、TP和DO,第3类别河道的污染因子为pH、TP、TN和DO。通过对上游河道水质情况分析、文件研究以及实地调查等方式得出第1类别河道区域的污染源主要为工业污染源和生活污染源,第2类别河道区域污染源主要为工业污染源与种植业污染源,第3类别河道污染源主要为陆地水产养殖污染源与种植业污染源。针对总体污染源情况,建议通过控制点源污染、削减面源污染、增强上游河道治理、开展生态治理修复以及加强巡查监管等方式对各类别河道区域进行针对性治理,以提高入湖河道水质,为阳澄湖的系统性和整体性治理打好基础。

小金县木栏村古滑坡成因及入湖沉积研究

以四川省小金县沃日镇木栏村古滑坡为研究对象,通过现场详勘和取样试验方法,查明了其形成原因和沉积环境。研究结果表明,木栏村古滑坡是由积雪融化和降雨长期作用引起的弯曲拉裂型滑坡,其堆积扇的形成与小金川古堰塞湖有关,是滑坡滑入湖中形成。本文以四川省小金县沃日镇木栏村古滑坡为研究对象,通过现场详勘和碳十四测年、光释光测年方法,查明了其成因机制和沉积环境。研究结果表明,木栏村古滑坡是由于积雪融化和降雨长期作用引起的弯曲拉裂型滑坡,堆积方量约0.133km3。古滑坡和古堰塞湖的测年数据证明其堆积扇的形成与小金川古堰塞湖有关,是滑坡失稳滑动后,自滑坡剪出口滑入湖中形成。

典型入湖河道水生态环境保护修复方案设计

2015年起,有关领导多次考察云南各大高原湖泊,始终牵挂、关系云南高原湖泊保护治理,多次做出重要指示批示。而目前,云南高原湖泊的保护治理工作仍然任重道远。湖泊水生态环境的修复,对入湖河道水生态环境保护与修复是湖泊水生态环境修复的一个重要手段。因此,本设计以位于云南省大理市洱海流域的莫残溪为例,对莫残溪上、中、下游各处进行水质提升、河道沿岸管理保护、污染面源拦截等方面的保护、修复内容设计。工程实施后带来的环境效益,为流域的清水产流机制修复奠定坚实的基础,并达到工程示范的目的,探究云南高原湖泊典型入湖河道水生态环境保护修复的方法。

乌梁素海入湖排水沟水质分析与污染评价

乌梁素海是我国八大淡水湖之一,也是河套灌区的“自然之肾”,承纳着河套灌区90%的农田排水,不可避免地引起了地表水体污染问题。为了解当前乌梁素海入湖排水沟水质状况,以河套灌区入乌梁素海排水沟(总排干、八排干、九排干、十排干)尾口断面为研究对象。通过实地取样和室内测试分析,选取pH值、化学需氧量(COD)、氨氮(NH_(3)^(-)N)、总磷(TP)、总氮(TN)等指标,从空间和季节两个角度出发,分析了2018-2020年短期时间尺度下入湖排水沟水质现状,采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法同时结合聚类分析进行了污染评价。结果表明:(1)乌梁素海入湖排水沟中以COD和TN污染为主,其次为NH_(3)^(-)N和TP;(2)从各排水沟主要污染指标来看,总排干和八排干中TN污染严重,九排干和十排干中COD污染严重,其次为TN污染;(3)从各排水沟不同季节污染程度来看,冬、春季污染严重,夏、秋季次之;从全年来看,总排干、十排干为轻污染状态,八排干、九排干为清洁状态;(4)根据排水沟污染物负荷及聚类分析结果,总排干年均污染负荷占比最大,为81.82%,且影响各排水沟污染负荷的主要因素为有机污染因子COD及富营养化因子TN。因此,应对河套灌区加强农业过程管理,同时注意对冬、春季排水的监测和处理,特别是COD与TN指标。

土地利用对兴凯湖入湖河流水质影响及生态修复策略

兴凯湖是中俄跨境湖泊,其水质变化受到国际社会的高度关注,入湖河流水质状况对兴凯湖水质有着重要影响。以兴凯湖中国境内流域为研究区域,基于内梅罗污染指数法、方差分析、冗余分析、聚类分析等方法,分析兴凯湖入湖河流水质污染特征,探究流域土地利用结构对河流水质的影响,并据此提出入湖河流分类修复策略。结果表明:兴凯湖入湖河流水质为GB3838—2002《地表水环境质量标准》Ⅲ类~劣Ⅴ类,化学需氧量、总磷、高锰酸盐指数是主要超标因子;兴凯湖入湖河流丰水期水质整体优于平水期,大兴凯湖入湖河流水质整体优于小兴凯湖;兴凯湖流域土地利用对入湖河流水质的解释度在丰水期和平水期分别为52.31%和45.38%,耕地对河流水质产生负面影响,林地、水体对入湖河流水质起改善作用,而人造地表、草地在不同水期对入湖河流水质的影响不同。基于入湖河流水质、流域土地利用结构的聚类分析,将兴凯湖入湖河流分为生态保育型、生态修复型和综合治理型3种类型,并提出了具有针对性的治理与修复策略。

邛海入湖河流水质及其湖区响应特征(2011-2021年)

邛海是云贵高原水域面积>25 km^(2)的11个天然湖泊之一。基于邛海入湖河流与湖区水质监测数据,揭示入湖河流水质特征,并探究其湖区响应。结果表明:2021年,邛海入湖河流水质空间异质性显著,且分为自然型、农业型和城镇型3种类型河流。官坝河等3条自然型河流水质优良,而高仓河等8条城镇型和农业型河流(R4~R11)水质较差,污染物浓度超标严重。2011—2021年,邛海主要入湖河流(官坝河、鹅掌河、小青河)的营养盐浓度呈下降或先增加后下降趋势,水质逐渐改善。流域土地利用变化是导致邛海入湖河流水质空间异质性的主要因素,同时也是河流水质在2011—2021年改善的原因之一。受湖泊水文环境与入湖河流污染类型影响,2017—2021年邛海湖区水环境及其与河流水质响应关系差异性明显:高枧湾水域(L5)水深浅、水环境容量小,主要受纳城镇污水,因而湖区营养盐与叶绿素a浓度高,在2021年达富营养状态;官坝河、鹅掌河与小青河入湖影响区(L1~L3)与小渔村(L4)水域湖水深、水环境容量大,污染物浓度与营养状态指数低,但因汇入的河流污染类型不同,湖区营养水平与河流水质响应存在季节性差异。另外,从污染治理区域来看,入湖河流R4~R11和湖区L5水域应是目前邛海流域水环境修复的重点。

邛海主要入湖河流氮、磷入湖污染负荷特征研究

针对入湖河流小流域水文资料缺乏的情况,提出了水文比拟法和水文分割法相结合的入湖径流量与入湖污染负荷计算方法,并对邛海主要入湖河流开展总氮、总磷入湖污染负荷量及组成研究。结果表明:2019—2020年,邛海3条主要入湖河流鹅掌河、官坝河和小青河的两年平均入湖径流量分别为2.19×10^(7)、5.31×10^(7)、2.94×106 m^(3)/a,其中雨季(5—10月)入湖径流量占到约90%。3条河流两年共计向邛海输送总氮、总磷污染负荷量255.99 t和12447.22 kg,其中面源污染是邛海主要入湖河流污染负荷的首要来源,总氮、总磷面源污染负荷量分别占入湖污染负荷量的74.48%~81.02%、78.78%~84.39%。降雨量、土地利用方式等是影响邛海主要入湖河流入湖径流量与入湖污染负荷的重要因素。研究结果对邛海流域湖泊富营养化治理的精准实施具有重要意义,同时也为其他水文资料缺乏地区的污染负荷估算提供了方法参考。

杞麓湖外源污染物入湖途径及其污染负荷调查研究

为准确掌握杞麓湖外源入湖污染负荷,进行精准治污,降低水质富营养化程度,采用现场踏勘、实测、同倍比法对杞麓湖流域外源污染物进行了调查,结果显示其外源污染物一是通过5条主要入湖河流的径流携带进入;二是雨后通过农业坡面散流区直接汇入;三是通过湖滨农业排涝区的排涝排入;四是通过湖面降雨降尘的自然输入,入湖途径呈现出相似性和典型性特征。通过调查核算,2018年杞麓湖入湖河流区、湖滨农业排涝区、农业坡面散流区、湖面降雨降尘区总计排入杞麓湖的净污染负荷为:COD_(Cr).3632.04t、COD_(Mn)776.68t、TN921.96t、TP39.70t。以COD_(Cr).为例,湖滨农业排涝区、农业坡面散流区、湖面降雨降尘区、入湖河流区每平方千米入湖COD_(Cr)分别为52.07、24.09、11.53、7.54t,表明湖滨农业排涝区的污染治理应该引起高度重视,优先治理。该研究成果可向承担湖泊保护管理主体责任的政府和部门提供从“一湖之治”向“流域之治”转变的治理思路,也为政府在短期内改善杞麓湖富营养化现状和后期保证其得到持续改善提供决策依据,同时为其它湖泊进行全流域污染物入湖途径和污染负荷的调查提供一种新的方法和理念。

苏州市吴中区东山镇入湖河道综合整治工程研究

苏州市吴中区东山镇作为苏州市吴中区生态涵养区重要组成部分,乡镇的内河绝大部分沟通太湖,内河水质对太湖水质有一定的影响。由于周边地块内部雨、污水管道的混接、错接,加上周边农业面源污染,导致河道排河口非雨出流的现象严重,对周边水环境造成严重的污染。故该项目根据《苏州生态涵养实验发展区规划》和《省政府关于印发江苏省水污染防治工作方案的通知》[1]提出的规划目标,结合对河道水质的监测结果,针对水质较差、断头浜等河道,采取控源截污、生态疏浚、生态修复等多种整治措施,确保河道水质稳定达标。后期结合农田面源污染控制、非雨出流溯源调查等多种手段,最终达到太湖东部湖区Ⅲ类水质的目标。

湖泊污染物入湖通量的研究进展

我国湖泊富营养化状况十分严重,湖泊污染物入湖通量的研究可为营养盐入湖总量控制管理提供基础数据。针对入湖河流、大气湿沉降以及农业非点源污染这几个湖泊氮磷等营养物质的主要来源,综述了相关污染物通量研究的现状,并提出了目前研究中存在的问题,还对污染物通量研究发展趋势进行了展望。

洞庭湖及入湖河流总磷浓度时空变化分析

总磷已成为湖南省地表水的首要污染物。为打赢洞庭湖总磷污染控制与削减攻坚战,以洞庭湖及其10条入湖河流断面为对象,监测其“十三五”期间和2021年断面水质,进而探明了洞庭湖流域总磷时空变化规律。结果表明:长江四口(松滋河、虎渡河、藕池河、华容河)、环湖河流(汨罗江和新墙河)及入湖口总磷浓度明显高于湘江、资江、沅江和澧水干流,同时远高于湖库Ⅲ类水质限值;洞庭湖益阳和常德湖区明显要低于岳阳湖区。沅江、澧水和华容河的总磷浓度年际变化整体呈下降趋势,其他河流基本都呈先降后升趋势。故研究建议将长江四口、环湖河流和洞庭湖岳阳湖区作为后续精准管控的重要水域。

太湖及其主要入湖河流沉积磷形态分布研究

选择了我国第三大浅水湖泊——太湖及其主要入湖河流进行沉积磷形态的连续提取研究。太湖湖区沉积磷中不稳态磷(LP)及铝结合态磷(Al-P)含量很低,其余形态磷为铁结合态磷(Fe-P)<钙结合态磷(Ca-P)<有机磷(Org-P)。河流沉积物中有机磷的相对含量高于湖泊沉积物,绝对含量平均值约为湖泊沉积物的3.9倍,铁结合态磷的绝对含量约为湖泊沉积物的3/4,湖区沉积物Fe-P含量与水体中PO3-4、Chla呈显著正相关关系,同时与间隙水的氧化性呈显著负相关关系。太湖各湖区沉积物的磷形态表现为空间差异较大,活性组分的差异性要大于活性较差的组分。总的来说北部湖区沉积物中Fe-P和Org-P含量高于其他湖区,这与太湖北部湖区水体高营养级和藻类爆发关系密切。湖区沉积磷的垂直分布规律较复杂,既有随深度增加的,也有随深度降低的,河流沉积物同样如此。这与太湖及河流生态条件、污染物排放以及沉积动力学条件不同有关。

滇池不同流域类型降雨径流对河流氮磷入湖总量的影响

通过对滇池三种不同流域类型的雨季初始期三场降雨径流的汇水河道的入湖口水质和流量监测 ,重点分析了典型城市纳污河流、城乡结合型河道和农业重污染区河道的营养盐携带状况与特征。研究结果表明 :不同流域类型河流的氮磷营养盐入湖总量受降雨过程及特征、流域类型特征、降雨径流流量、径流水营养盐浓度综合控制。城乡结合型河道 (大清河 )有最高的TP、KN (凯氏N)、NH3 N、NO3 N和NO2 N入湖总量 ,三场降雨累积量分别为11374 3、 12 7971 7、 85 36 5 4、 92 3 4和 84 1 2kg ;城市纳污河流 (乌龙河 )有最高的单位面积入湖总量负荷 ,TP、KN、NH3 N和NO2 N分别为 5 35 7、 5 86 0 5、 382 1 9和 2 4 6kg/km2 。

滇池入湖河流磷负荷时空变化及形态组成贡献

研究了2013年滇池主要入湖河流总磷（TP）及各形态磷浓度的时空变化与入湖负荷特征,并探讨了不同形态磷的入湖负荷贡献.结果表明：（1）滇池河流入湖TP浓度在0.11~1.93 mg/L之间,以溶解性无机磷（DIP）和颗粒态磷（PP）为主,溶解性有机磷（DOP）浓度较低;（2）滇池河流入湖磷负荷总量为280.51 t/a,绝大多数河流主要以DIP形态入湖,平均贡献率为43.48%;PP形态入湖负荷次之,平均贡献率为31.64%;DOP入湖负荷较低,平均贡献率为24.88%;（3）DIP入湖负荷贡献率较高值出现在3、4和11月的枯水期,平均入湖负荷贡献率达到55.30%;PP入湖负荷贡献率较高值出现在1和7月,平均入湖负荷贡献率为56.14%;DOP入湖负荷贡献率月变化差异较小,最高值出现在12月,贡献率为21.85%;（4）研究滇池入湖河流污染负荷不仅要考虑溶解态无机磷的贡献,而且需要重视PP和DOP负荷,控制滇池入湖河流污染负荷需要考虑不同河流不同形态磷负荷组成及月变化差异特征,有针对性地采取相应措施.

环太湖江苏段入湖河道污染物通量与湖区水质的响应关系

基于2008-2018年环太湖江苏段入湖河道污染物通量及湖区水质数据,从时空变化及相关关系两个方面探讨了入湖污染物通量与湖区水质的响应关系,并分析了污染物进入湖体影响水质的主要因子.结果表明:太湖污染减排已见成效,氨氮、总氮、高锰酸盐指数和化学需氧量入湖污染物通量整体呈下降趋势,年均下降率分别为8.0%、2.0%、1.6%和2.2%,湖体氨氮和总氮时间格局响应较好,年均下降率分别为2.1%和2.3%.湖体氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数和化学需氧量与入湖污染物通量整体由西北部、西部湖区向东南部、东部湖区递减,空间格局上响应基本一致.全湖区年尺度总氮、氨氮浓度与入湖河道污染物通量分别呈显著正相关、极显著正相关关系;影响湖区总氮、氨氮的主要因子为入湖河道的总氮、氨氮浓度,其次为入湖河道浓度与原湖区水质差值,因此亟需加强入湖河道水质浓度的控制.

巢湖四条入湖河流硝态氮污染来源的氮稳定同位素解析

采用氮稳定同位素技术对巢湖四条主要污染输入河流(南淝河、十五里河、派河和双桥河)的氮污染状况和硝态氮来源进行研究.结果表明,巢湖四条入湖河流氮污染最严重的是十五里河,其次是南淝河和派河,双桥河的污染相对较轻.硝态氮的稳定同位素分析结果表明,巢湖四条入湖河流的硝态氮污染物在季节上受到不同因子的影响.十五里河和南淝河的硝态氮污染主要来源于城市生活污水和工业废水;派河的硝态氮污染在冬季主要来源于工业废水,春季来源于农业面源,而在夏季主要受到雨水的影响;双桥河的硝态氮污染冬、春季主要来源于农业面源,夏季主要受雨水的影响.此外本研究结果还表明巢湖四条主要入湖河流的氮污染源主要为铵态氮,因此今后要对铵态氮的来源进行同位素示踪.

不同时空尺度下土地利用对洱海入湖河流水质的影响

土地利用与入湖河流水质的关系存在时空差异。以洱海西部入湖河流及其小流域为研究对象,综合空间分析和数理统计手段,探讨两者随空间尺度和时间变化的关系,结果表明:选取的小流域、河岸带30m缓冲区、河岸带60m缓冲区和河岸带90m缓冲区4种尺度下,对入湖河流水质影响显著的土地利用类型为建设用地和植被(包括林地和牧草地),影响最大的空间尺度为小流域尺度,河岸带30m缓冲区次之;小流域尺度下,建设用地面积百分比与入湖河流COD和TP浓度呈正相关,植被面积百分比与NH_4^+-N浓度呈负相关,响应土地利用的主要水质指标为TN和TP,回归调整系数分别为0.624和0.579;季节性关联分析表明建设用地与COD、NH_4^+-N、TP的回归关系在雨季强于旱季,植被与COD、TP的回归关系在雨季强于旱季,雨季建设用地和植被面积变化引起COD浓度变化更快。在流域管理中,针对植被覆盖率低、建设用地占比高的白鹤溪和中和溪应重点加强雨季土地利用管控,增加植被覆盖率,合理开发建设用地。

近50年鄱阳湖流域入湖总水量变化与旱涝急转规律分析

近年来,鄱阳湖区低水位提前且持续时间延长,河湖水位不断突破历史最低值,对鄱阳湖湿地生态系统健康造成不利影响.鄱阳湖入湖总水量与鄱阳湖水位及旱涝变化密切相关,分析其趋势及周期规律对鄱阳湖生态系统保护具有重要意义.利用1959—2009年鄱阳湖逐日入湖总水量实测资料,采用线性回归分析、Mann-Kendall秩次相关检验、滑动平均法和小波分析方法分析了鄱阳湖年入湖总水量的变化趋势,最后,采用旱涝急转指数分析了鄱阳湖4—7月的旱涝急转规律.研究表明,鄱阳湖年入湖总水量序列无明显趋势变化;小波分析和小波方差分析表明鄱阳湖年入湖总水量存在19年的主周期,且1—3月、4—6月、7—9月和10—12月不同季节的入湖总水量则分别存在31、19、17、14年的主周期,而四个季节入湖总水量的主周期共同决定着年入湖总水量的主周期;基于鄱阳湖入湖总水量的变化分析,应用长周期旱涝急转指数研究旱涝急转规律.结果表明,在4—5月与6—7月之间,鄱阳湖在长时期内存在旱转涝和涝转旱的交替循环过程,且进入21世纪以来旱转涝和涝转旱的间隔年份不断缩短,表明鄱阳湖流域"旱涝"和"涝旱"转换越来越频繁.

巢湖及其入湖河流表层沉积物营养盐和粒度的分布及其关系研究

为识别巢湖及其入湖河流的主要污染特征及其来源,测定了巢湖及其入湖河流34个采样点表层沉积物总氮(TN)、总磷(TP)、无机磷(IP)、有机磷(OP)及有机质(OM)浓度,分析了TN、TP、IP、OP、OM浓度及粒度分布间的相关性。结果表明,巢湖西半湖区沉积物营养盐浓度明显高于东半湖区,巢湖中部沉积物营养盐浓度明显偏低。南淝河沉积物营养盐浓度明显高于其他入湖河流,并在流经合肥市的下游处达到最高值。相关性研究表明,沉积物中TOC与TN,TN与OM,TP与IP表现出显著相关性,表明沉积物中氮主要以有机氮的形态存在,与有机氮相比,沉积物中无机氮浓度相对恒定,沉积物中磷主要以无机磷的形态存在;TN与TP、IP也表现出显著相关性,表明沉积物中氮磷来源具有同源性。随着沉积物粒径的增大,沉积物粒径与TOC、TN、TP、IP的相关性变差。