基于GIS的辽河中游城市非点源污染负荷时空估算新方法研究

基于次降水污染物平均浓度(EMC)监测分析结果,创新采用平均浓度模型法并结合GIS技术对辽河中游城市非点源污染时空分布进行估算,并对各污染物入河贡献率进行定量分析。通过和实测监测数据对比,该方法估算准确率可达到80%以上。研究成果对于解决城市非点源污染负荷定量估算难点具有重要参考价值。

丹江鹦鹉沟小流域氮素随径流的迁移及对水质的影响

计算小流域非点源氮素流失负荷,并以此开展丹江水源区水体污染源解析和控制研究。基于流域断面及小区监测试验,利用平均浓度法对鹦鹉沟流域氮素年均流失模数和不同土地利用类型的非点源污染负荷进行计算分析。结果表明:径流水质中主要是总氮质量浓度超标,且硝氮质量浓度均大于氨氮质量浓度;当坡耕地坡度大于25°时,氮素流失严重,水质极差;农村生产生活污染物排放对水质有很大影响,从断面1到把口站,硝氮质量浓度和总氮质量浓度增加较大;农地、草地和林地的总氮年均径流流失模数分别为0.36、0.22和0.09t/(a·km2);流域出口非点源污染物氨氮、硝氮和总氮的平均质量浓度分别为0.17,4.71和7.55mg/L,点源污染物氨氮、硝氮和总氮的平均质量浓度分别为0.20、2.12和4.08mg/L。总体来说,鹦鹉沟流域径流中总氮的流失模数为0.89t/(a·km2),总氮是影响水质的主要污染物,需加强对坡耕地氮素流失和农村生活垃圾的治理。

沣河水污染特征及非点源污染负荷估算分析

沣河流域的主要污染指标为COD、BOD5、NH4+-N等,非点源污染负荷的定量化对流域水污染控制和水环境综合治理意义重大。结合沣河1986-2009年水量、含沙量及水质状况监测数据进行有机污染综合指数及相关分析,并采用平均浓度法对流域的非点源污染负荷和点源污染负荷进行了研究。结果表明:(1)有机污染综合指数(A值)呈抛物线趋势,径流量与沣河水质呈负相关性,含沙量与沣河水质呈正相关性。通过产业结构调整等措施,近年来沣河水质有明显改善;(2)沣河的污染负荷大部分来自降雨径流引起的非点源污染,在沣河水污染中TN的非点源污染负荷比例在56%以上,TP的非点源污染负荷比例在68%以上,NH4+-N的非点源污染负荷比例在63%以上,比重较大,非点源污染对沣河水质的影响不容忽视,而且TP受到的影响相对最大,可通过合理配置水土保持措施,有效防治非点源污染。

我国农村水环境非点源污染研究进展

农业非点源污染是导致水质污染最主要原因之一。我国农村非点源污染研究之初采用的研究方法主要有两种 ,一种是应用与水文模型紧密相关的模型来模拟和估算非点源污染负荷 ;另一种是通用土壤流失法。最近又提出了一种简便易用的流域非点源污染负荷估算方法———平均浓度法。将农业非点源污染负荷与 3S技术结合、与水质模型对接用于流域水质管理成为农业非点源污染研究的新生长点。近年来 。

沣河控制断面非点源污染年际变化特征研究

为了研究河流控制断面非点源污染的年际变化特征,以渭河支流沣河为例,利用秦渡镇断面1992-2011年长期水质监测资料和该断面的径流资料、以及2009-2011年的非点源污染水质水量同步监测数据,运用平均浓度法计算出该断面1992-2011年氨氮、2003-2011年COD、正磷、总磷及总氮的点源和非点源浓度、总负荷量、非点源负荷在总负荷中所占的比重,并拟合了污染物年际非点源污染所占比重与地表径流量、总负荷量和综合污染指数的相关关系,分析了年际非点源污染的变化特征。结果表明:氨氮和TN的非点源负荷所占比重受地表径流量和总负荷量影响比其他指标显著;河流总负荷量的年际变化趋势与流域地表径流量的变化趋势相似;氮污染的非点源比重在年际变化中呈下降趋势,COD和TP的非点源比重呈上升趋势。

有限资料条件下基于SWAT模型的泗合水流域非点源污染模拟

基于8场降雨事件的水量、污染物同步监测资料,根据平均浓度法计算流域出口断面各污染物负荷,并用于模型参数率定及验证,分析了流域泥沙、总氮、总磷流失的时空分布特征。结果表明:该模型在南方湿润地区适用性较高。流域内全年非点源污染负荷分布不均,绝大部分集中在汛期的4—9月;流域总氮、总磷污染负荷空间分布较相似,流域上游东北部区域村落富集以及耕地比例较大,污染负荷较大,流域下游受人类活动的影响产污量较大;因土地利用类型不同,单位面积污染物负荷输出差异显著,各类土地利用类型中泥沙、有机氮、有机磷、无机磷污染物流失强度由小到大依次为林地、建设用地、草地、耕地;耕地是非点源污染流失的主要源区,实行退耕还林措施,流域泥沙、TN和TP负荷依次减少35.8%,46.1%和35.8%;减少氮肥和磷肥施用量50%,TN和TP负荷分别减少18.1%和8.9%。因此,降低施肥量和实行退耕还林措施是控制泗合水流域非点源污染的关键,本研究可为流域生态环境治理提供一定理论依据。

基于SWMM的不同降水量对城市降雨径流TSS的影响分析

受物理、化学、生物等多重因素的影响,城市降雨径流水质的模拟研究比较模糊。以TSS(总悬浮固体量)为例,利用SWMM的污染物模块及其土地利用模块、污染物累积模块和污染物冲刷模块进行城市雨水径流水质模拟;考虑了不同土地利用情况对污染物的累积及冲刷的影响,针对不同的降水量,利用EMC法(平均浓度法)以及指数方程法进行污染物的冲刷模拟,指数方程法的模拟精度大于EMC法的模拟精度,与监测值更接近。指数方程法的模拟结果表明:当降水量小于2.5mm时,其TSS冲刷量增长幅度较缓;而当降水量大于3.5mm时,其TSS冲刷量呈显著线性增加关系,从而表明,降水量较大的降水事件对于TSS的冲刷量影响更为显著。

西安市对渭河水质的影响分析

根据渭河西安段各代表断面的水质监测结果和该流域不同代表年径流量,通过平均浓度法计算各污染物负荷量,得出渭河干流以点源污染为主,支流非点源污染较干流严重.基于2009～2011年实测污染物浓度数据,由物料衡算法计算得到咸阳至临潼断面间西安地区对渭河干流的污染物输入量,分析西安段各项污染负荷占下游监测断面临潼的比例,量化西安对渭河水质所造成的影响程度.计算结果显示,渭河临潼断面污染负荷主要来自于咸阳断面上游,TN、COD及NH4+-N输出入量均占下游断面的40%以上.其次来源于西安地区,除TP占下游断面53%外,其余污染物占30%以上,且西安地区非点源污染比其上、下游断面严重,点源负荷约占总负荷63%.