基于最简水质综合评价指数的官厅水库上游河流水质评价

河流水质评价对流域水环境管理具有重要意义。由于具有较强的综合性和可比性,水质综合评价指数(WQI)已成为国内外河流水质评价的主流方法,然而因其需要大量的水质参数,需要耗费大量的物力和财力。采用2018年官厅水库上游河流37个监测点的月度监测数据,运用全子集回归模型分训练和验证两个环节建立了对水质参数数量要求较少的适用于官厅水库上游河流水质评价的最简水质综合评价指数(WQI_(min)),并采用建立的WQI_(min)对官厅水库上游河流水质进行了时空分布特征分析。结果显示:在训练环节,水质参数的数量越多,WQI_(min)的训练效果越好,并且考虑水质参数相对权重的模型效果要优于不考虑相对权重的模型。综合考虑水质评价的准确性和易用性,采用CODMn、DO和TN等3个水质参数,且考虑水质参数权重的最简水质综合评价指数模型(WQI_(min)-b3)是训练环节官厅水库上游流域最佳的WQI_(min)模型。在验证环节,WQI_(min)-b3与WQI有较好的线性关系,证实了建立的WQI_(min)-b3模型可代替WQI模型进行官厅水库上游河流水质评价。官厅水库上游河流水质在秋季最好,夏季次之;由于受到融雪期非点源污染的影响,春季官厅水库上游河流水质最差,因而官厅水库上游流域应对融雪期非点源污染给予充分重视。官厅水库上游各河段WQI_(min)平均值的最高值出现在清水河,其次是南洋河;桑干河上游由于工业废水和生活污水的大量排放,其水质状态最差。该研究可为官厅水库上游及其他流域河流水质管理提供科学参考。

官厅水库上游近20年土壤侵蚀强度时空变化分析

官厅水库上游地区从1982年就被列入国家级水土保持重点治理区,国家不仅在水土流失治理方面进行大力投入,而且进行了多次土壤侵蚀遥感调查。各次土壤侵蚀遥感调查的成果在时间上形成序列,客观上为进行区域土壤侵蚀状况和生态环境变化的趋势动态分析提供了可能。在历年土壤侵蚀调查结果的基础上,进行了官厅水库上游永定河流域近20年来土壤侵蚀强度的时空变化分析,确定区域内水土流失强度在空间和等级的变化情况。

官厅水库上游地区植被覆盖对面源污染影响的定量研究

植被覆盖是影响土壤侵蚀的关键因素之一。选择代表官厅水库上游地区的北京市延庆县上辛庄坡地径流场7个不同植被盖度坡面径流小区为研究对象,采用垂直照相法以15天为一个周期观测和控制小区植被盖度,采用传统取样和测定方法测定小区产流后的径流量、泥沙量及污染物流失量。利用2003年和2004年7个植被小区24场降雨径流泥沙资料,分析了不同植被盖度下径流量、土壤侵蚀模数及污染物流失量,来定量说明植被覆盖对面源污染的影响。研究结果表明:土壤流失量与植被覆盖度之间呈负指数相关关系,当植被覆盖度达到30%时,土壤流失量已小于北方土石山区的土壤容许流失量200t/km2;随植被覆盖度的增大径流量和污染物流失量逐渐减小,与覆盖度为0的裸地小区相比,当植被覆盖度达到50%时,径流与污染物减少效益均达到65%以上。

官厅水库上游流域水土保持生态修复分区及实用技术研究

官厅水库上游生态环境修复在京津冀协同发展中具有不可忽视的战略意义。以距库区和主要河流水域距离、地形地貌、水土流失情况、植被情况、耕地情况、荒山荒坡和未利用地情况等指标为基础,结合官厅水库上游流域6区5县水土保持主导功能的不同及河北省水土保持区划结果,将官厅水库上游流域分为官厅库区周边水域防护生态修复区、桑干河洋河两岸河道防护生态修复区、接坝区山地水源涵养生态修复区、冀西北间山盆地水土保持生态修复区4个生态修复区,并根据不同生态修复区特点提出了生态修复实用技术模式。

官厅水库、密云水库上游流域土壤砷含量特征与环境质量评价

按照差异性布点原则,采集官厅水库、密云水库上游流域土壤样品23851件,使用AFS-2202E原子荧光分光光度计测定土壤As含量.利用Geo IPAS V3.2化探专业版软件绘制砷地球化学等值线图,按照生态环境部/国家市场监督管理总局发布的《土壤环境质量农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB15618—2018)和地质累积指数法分别对土壤砷进行环境质量评价.结果表明,调查区土壤砷含量相对高值区集中分布在张家口盆地和河谷平地区,相对低值区主要分布在河道两侧.土壤砷含量最小值出现在草地中,最大值出现在耕地中.含量均值由大至小依次是耕地、园地、草地和林地,分别为9.61、9.44、9.08、8.84 mg·kg-1.土壤砷环境质量整体良好,潮白河流域优于永定河流域.Ⅰ类面积比例为99.96%,介于风险筛选值和风险管制值之间的样点共计11个,高于风险管制值的样点2个.调查区77.11%的面积保持砷背景值的含量水平,处于无明显累积状态,22.83%的面积处于轻度-中度累积,无重度污染区域,土壤砷的污染累积问题需引起关注,应避免量变的积累造成质变,最终引起土壤砷含量超标问题.

官厅水库、密云水库上游流域地表水氮磷含量现状

于平水期和丰水期同点位采集官厅水库、密云水库上游流域的地表水样品共计222件,分别测试了原水、悬浮物中TN、NH 3-N、NO-3-N和TP的含量,探讨氮、磷的分布规律及污染特征,并参照GB 3838—2002《地表水环境质量标准》进行评价。结果表明:1)研究区地表水处于富营养化状态,永定河水系氮、磷含量相对较高,高值点主要分布在洋河干流断面。2)主要河流的干流氮、磷高值点的出现均与上游的城市废水排放密切相关,应加大城市废水的治理力度,提高排污标准。3)TN 78.26%(丰水期)、91.59%(平水期)的样品劣于Ⅲ类,除洋河上流、桑干河上流和汤河水系外,其他水系大部分样点TN仅达劣Ⅴ类要求,但NO-3-N和NH 3-N大部分样品符合标准限制,建议制定标准时应加强对NO-3-N的管控。4)TN 33.04%(丰水期)、14.02%(平水期)的样品不符合Ⅲ类要求,主要分布在洋河中段、壶流河和潮河中段水域。