闸控河道水污染物通量在线监测系统建设与应用

以练江流域(普宁段)为例,分析了水污染物通量在线监测系统的需求与建设目标,介绍了系统总体架构、数据库、系统功能、监测布点和感知设备配置等设计要点,确定了系统中水污染物通量的计算方法。通过水污染物通量的在线监测与智能分析,实现对河流水质的自动研判和预警,使系统在流域综合治理工作中发挥作用。

入太湖污染物通量削减目标下水工程调控优化探究

入湖污染物通量削减,一直是太湖水环境治理工作的重点。新孟河作为现状唯一一条可以直接连接长江与太湖流域上游区域腹部的流域性重要河道,前期工作发现,在新孟河工程实施后,随着引长江清水进入太湖,湖西区主要入湖河道的水质得到明显改善,但总体入太湖的污染物通量也进一步增加。在新孟河工程即将常态化运行的背景下,针对工程运行后湖西区入湖污染物通量仍可能进一步增加的难点问题,通过灵活调整工程调度,合理部署区域产水出路,计划增加沿江口门排水机会,利用新孟河向长江排水,以拉动腹部地区水质差的本地产水由东入太湖转而北排长江,从而有效削减入太湖污染物通量。结果表明:通过优化新孟河工程现状调度,典型平水年(p=50%)时可以通过新孟河排江水量新增4.68亿m^(3),湖西区入湖氨氮通量较现状调度方案削减184 t/a、总磷入湖通量削减35.5 t/a,说明优化后的水工程调度方案是利用水利工程调度实现入湖污染物通量削减的可行性措施。相关研究成果可为太湖水环境治理工作提供新的思路。

鳌江流域水质时空变化及主要污染物通量

基于2016—2021年温州市鳌江流域5个监测断面的逐月水质监测数据,选取氨氮(NH_(3)-N)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))、总磷(TP)、5日生化需氧量(BOD_(5))、总氮(TN)、溶解氧(DO)6个水质指标,依据《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002),从时空变化特征对鳌江流域进行水质污染分析,并计算了埭头、江口渡监测断面的2016—2019年逐月的污染物通量。结果表明:顺溪、埭头断面、江屿断面均满足在地表水(环境)功能区划中的水质标准,下游方岩渡、江口渡断面DO质量浓度低于标准值,未满足在地表水(环境)功能区划中的水质标准;鳌江流域5个断面COD_(Mn)质量浓度整体上均呈现出丰水期高,枯水期低的特征,DO质量浓度整体上均呈现出丰水期低,枯水期高的特征;污染物质量浓度年变化在沿程空间上整体呈现出下游断面较高的现象;流域内埭头、江口渡断面污染物整体呈现出丰水期月通量大于枯水期月通量的变化;鳌江流域污染物质量浓度与月径流量呈极显著正相关,以非点源污染为主。

基于固定式ADCP的陈东港污染物通量计算

根据太湖流域西部重要入太湖河道陈东港2021年ADCP流量测验数据和水质在线监测数据,分析了该河道流量、污染物质量浓度和通量的年内变化特征,比较了流量、水质数据采集频次对污染物通量计算结果的影响。结果表明:2021年陈东港年平均流量为73.66 m^(3)/s,年径流量为23.29亿m^(3),日均流量年内波动剧烈,峰值出现在7月,其变化过程受降水影响显著;COD_(Mn)和TP质量浓度的年内波动也较明显,全年累计通量分别为10357 t和352 t。基于固定式ADCP流量测验数据计算污染物通量较基于水文巡测数据的精度提升约39.5%,两者差异主要集中在6—8月。若要将两种污染物年累计通量的计算相对误差控制在5%以内,流量采集频次不宜低于2 d一次;若相对误差控制在10%以内,流量采集频次不宜低于10 d一次,在丰水期(6—9月)和枯水期(12—2月)需提升至2 d一次。与流量采集频次相比,两种污染物年累计通量对水质采集频次变化的敏感性相对较低,当水质采集频次从8 h一次减少到30 d一次时,相对误差仍在5%以内。

甬江流域水质时空及污染物通量变化趋势分析

甬江作为宁波市“母亲河”,随着城市快速发展,人类活动范围扩大,甬江流域水质状况不断受外界干扰,水质现状及污染物通量变化备受关注。通过水质、水量、污染物通量数据,研究甬江流域近六年的水质污染浓度、时空分布的变化趋势,及近四年的水量、污染物通量的变化趋势及原因。结果表明:甬江流域2016~2021年整体总氮污染严重,但除西南区域均有改善趋势;总磷、化学需氧量、高锰酸盐浓度月均值与水量密切相关,氨氮浓度月均值受面源、点源综合污染影响,而三江口断面为甬江流域水质污染情况最为严重区域。结合水质指标和通量对甬江流域进行针对性管理通过依据。

环太湖出入湖污染物通量时空变化规律分析

通过深入调查环太湖周边水系及出入湖河道上水文站点布设情况,根据1998—2021年出入湖水量及主要河道水质监测成果,采用出入河道污染物通量估算方法对出入太湖各河道的氨氮、总磷、高锰酸盐指数、总氮、化学需氧量等指标浓度和污染物通量进行估算,分析该时间段内各项指示浓度和出入湖污染物通量年内、年际变化及空间分异情况,为环太湖地区污染物总量控制、水环境保护提供技术支撑,对环太湖地区水环境治理具有指导意义。结果表明:出入湖通量主要受相应水量影响,且各污染物浓度入湖大于出湖;各污染物净入湖通量及滞留率总体呈下降趋势,但滞留率均保持较高水平;70%的入湖污染物负荷来自湖西区,应加强对湖西区的水环境治理。

东辽河分水期污染物通量估算研究

利用5种常用的河流污染物通量估算方法,以东辽河四双大桥断面为例,进行分时期污染物通量估算,结果表明:2007年东辽河四双大桥断面CODcr和NH3-N的通量分别为3 323.7 t和278.3 t,东辽河枯水期污染物通量估算采用以点源占优的方法3最合适,而丰水期采用强调时段总径流量及以面源占优的方法5最合适,平水期则要结合水质水量相关关系及其与丰水期、枯水期的相对降雨强度选择合适的估算方法;以3个水期内所选取的合适方法作为东辽河年时段通量估算方法,并将其与5种常用方法的估算结果进行比较,前者的准确性和科学性更高。

洞庭湖出入湖污染物通量特征

采用2010年洞庭湖主要出入湖断面水质、水量监测数据,估算洞庭湖四水(湘江、资江、沅江、澧水)和三口(松滋口、太平口、藕池口)入湖及城陵矶出湖的污染物通量,分析洞庭湖出入湖污染物通量随时间的变化及空间来源组成.结果表明,2010年洞庭湖经由四水和三口CODMn、NH4+-N、TP入湖通量分别为44.47×104、67.49×103、15.03×103t,城陵矶出湖通量分别为73.69×104、82.46×103、21.88×103t.时间分布上,受水情的影响,洞庭湖污染物入湖通量在年内分配不均,最高值出现在6—7月,三口输入的污染物通量变化与三峡水库下泄流量呈较显著相关;空间分布上,入湖污染负荷主要来源于四水水系(占总入湖污染负荷的82.82%～87.54%),湘江和沅江贡献较大,长江三口入湖量仅占12.46%～17.18%.此外,与1999—2002年(三峡水库运行前)相比,2010年(三峡水库运行后)洞庭湖三口来水量减少了约13,经由三口输入的CODMn、NH4+-N、TP入湖通量减少了49.27%～53.19%,但该变化特征仍需进一步论证.除入湖河流外,洞庭湖区间径流及湖面受纳降水虽然亦同步影响洞庭湖污染物输入,但该部分污染物通量贡献相对较小.洞庭湖的污染物控制仍应以强化主要入湖河流输入通量控制为主,并重点兼顾湖区面源污染的治理.

呼伦湖主要入湖河流克鲁伦河丰水期污染物通量(2010—2014)

为控制呼伦湖的水体恶化趋势,利用2010-2014年的水质监测数据首次对呼伦湖的主要入湖河流——克鲁伦河丰水期（6-8月）氨氮、总氮、总磷和化学需氧量等污染物的入湖通量进行详细研究.采用单因子指数法对水质进行评价,通过等标污染负荷确定入湖口的首要污染物,利用相关性分析研究水质、水量、污染物通量三者之间的相互关系.结果表明：克鲁伦河入湖口水体受总氮与化学需氧量污染较为严重,均处于V类或劣V类水平,总磷浓度整体处于Ⅲ~Ⅳ类水平.污染物入湖通量有逐年递增之势,2014年稍有下降,总氮的等标污染负荷最高,为入湖口的主要污染物.入湖口水质与水量呈现出一定的正相关关系,水量是影响污染物入湖通量的关键因子,而入湖水质则是影响入湖通量的主要影响因子.控制总氮及化学需氧量的入湖通量是当前的首要任务,合理控制放牧、将村镇的污废水处理后达标排放是减轻河湖水体污染的当务之急.

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.

基于统计模型LOADEST的宝象河污染物通量估算

污染物通量的估算是掌握河流输移负荷的简便方法,可为流域总量控制提供科学依据.LOADEST模型利用连续的水量数据和离散的水质数据,建立污染物通量回归方程,进而估算河流不同时间尺度(日/月/季节/年)下的污染物通量,此外,模型还考虑删失型水质数据的情况,是估算低频率水质监测河流污染物通量的有效途径.以滇池污染严重的入湖河流—宝象河为例,利用LOADEST模型建立污染物通量回归方程,进而估算1999—2008年河流的入湖通量和水质情况.结果表明:(1)TP、COD、TSS多年平均入湖通量分别为18.9×103、1374.0×103、5608.6×103kg/年,TN为239.2×103kg/年,其中溶解态氮(NO3--N,NH4+-N)占83.8%;(2)2001年后各污染物年均浓度均超过Ⅳ类水质标准,超标最严重的为TN;(3)丰水期入湖通量占年通量的40%以上,暴雨径流冲刷成为污染物进入河流的主要方式;(4)NH4+-N、TN、TP年和不同季节入湖通量、浓度均呈现显著增加趋势,年增长率达6%以上;COD入湖通量和浓度在1999—2004年呈增加趋势,2005年后呈下降趋势;由于流域开展水土保持治理措施,TSS的入湖通量和浓度均呈下降趋势.

2001-2002水文年环太湖河道的水量及污染物通量

根据2001-2002水文年115条环太湖河道的同步环境监测资料,对水量及污染物通量进行了估算.全年的入湖水量为80.11×108m3,出湖水量为96.67×108m3.入湖水量主要通过西部河网以及西苕溪、望虞河等河流汇入太湖,其中西部河网的入湖量占总入湖量的60%;出湖水量主要通过太浦河、东苕溪以及东部河网汇出太湖,其中太浦河的出湖量占47%.污染物通量的估算结果是,CODMn、TN及TP的入湖总通量分别为37571t/a、28658t/a及1029t/a,出湖总通量分别为35431t/a、14600t/a及668t/a.CODMn、TN及TP入湖通量通过西部河网进入太湖的比例占63%、49%及47%;CODMn、TN及TP出湖通量通过太浦河汇出太湖的比例占51%、45%及34%.通过与上世纪90年代以前相同年型的数据进行对比,除TP外,其它各种污染物的入湖量均明显增加,且污染物在湖泊中的滞留率也显著提高.由此说明,环太湖河道入湖污染负荷的增加是太湖水环境恶化的根本原因.

太湖流域跨界区域水污染物通量数值模型构建与应用

以太湖全流域河网模型为基础,构建跨界区域套网格水环境数学模型,并利用31个苏浙沪跨界断面实测资料进行率定。提出跨界区域水污染物通量值、通量阈值以及超标通量值的计算方法,采用实时校核及区域叠加技术,形成苏浙沪跨界区域水污染物通量数值计算体系。在集成开发的跨界区域污染物通量监控系统中,初步开展了跨界通量计算的业务化应用。

基于污染物通量的潘家口—大黑汀水源地水污染生态补偿量化研究

回顾我国水污染补偿的研究及实践,分析潘家口—大黑汀水源地及入库河流的水质状况,在明确考核断面及考核指标的基础上,建立基于污染物通量的水污染补偿量化估算模型,并根据2013年潘家口—大黑汀水源地入库河流的水质和水量监测数据,估算入库河流水污染生态补偿量。

浙江省环太湖河流入湖污染物通量研究

根据2005-2007年浙江省环太湖河道水量巡测资料及水质监测资料,分析2005-2007年浙江省环太湖河流进出水量、水质及污染负荷的时空变化。结果表明,近儿年浙江环太湖河道水质总休上保持稳定,净入湖水量保持负值,其中苕溪是浙江入湖和出湖水量的最大贡献者。环太沏河流的入湖、出湖COD_(Mn)和总磷污染负荷通量呈增加趋势,而氨氮入湖与出湖通量下降。从净入湖量分析,COD_(Mn)和总磷污染负荷以外流为主,而氨氮以入流为主,存在一定程度的滞留。

基于文献计量学的河流污染物通量领域热点研究方向分析

目的对河流污染物通量领域的研究热点进行研究。方法本文通过以WOS数据库为基础,运用文献计量学的基本方法,对1995~2013年间收录的与河流污染物通量主题相关的文献进行了计量分析。结果河流污染物通量领域是最近发展起来的热门研究领域,研究重心主要在沉淀、营养、重金属等方面。结论美国在该领域研究水平处于世界领先,其次是中国。中国在该领域的研究具有热门但影响不大的特点。另外,近期的河流污染物通量研究显示出缓慢增加的态势,需要新的突破来促进其发展。

苕溪入湖污染物通量计算及区域污染物影响权重分析

为研究苕溪流域入太湖污染物通量的时空变化特征规律,在苕溪流域水文水质同步监测基础上建立一维水动力水质数学模型。利用经率定验证的苕溪流域模型,结合枯水年P=90%(2003年型)、平水年P=50%(1995年型)、丰水年P=20%(1981年型)的水文资料以及2011年流域主要污染物排放资料,计算各典型年的入太湖污染物通量。通过出入区县交界断面河流通量的计算,进一步分析跨区域污染物影响的权重,为污染物溯源做铺垫。结果表明:1污染物因子COD、NH3-N、TP、TN的入湖通量丰水年依次为29111、1828、347、6712 t/a;平水年依次为21297、1248、272、6087 t/a;枯水年依次为14 243、898、187、407 8 t/a,各污染物因子丰水年和平水年的入湖通量较大,枯水年较小;2不同典型年各区县污染物因子对入湖通量影响权重由大到小排序依次为吴兴区(部分)、德清县(部分)、安吉县、临安市、余杭区(部分),对吴兴区的污染治理是苕溪流域入湖污染治理的关键所在。

阳澄湖入湖河道水质变化及污染物通量分析

分析阳澄湖主要入湖河道的近几年的水质状况,找出水质较差的几条河流以及主要的污染物指标,计算其入湖污染物通量,并进行趋势分析;比较分析外围进入准保护区的污染物通量和准保护区直接入湖的污染物通量的大小,找出污染物来源的主要区域及各河道各项污染物通量比重。结果表明:阳澄湖主要入湖河道水质无恶化趋势,基本维持在原有水平;阳澄湖西湖的主要入湖河道中,污染物通量主要来自里塘河;近5年准保护区直接入湖的总污染物通量大于外围入准保护区的总污染物通量;准保护区内NH3-N通量的年均增长率最大,是主要污染指标。

引江济太入湖污染物通量及其对太湖水质贡献

引江济太工程是旨在改善太湖水质的重要工程举措,弄清调水过程中输入太湖的污染物负荷量是研究调水效果的重要方面.本研究根据2003年～2008年调水量和望亭立交闸下的水质监测数据,定量地计算了调水的入湖水量和污染物通量.同时根据2000年～2005年环湖30条河道每月一次的水文及水质监测数据,计算每年环湖河道的入湖水量及污染物通量.通过比较结果表明平均每年调水的入湖污染物通量约占总入湖污染物通量的10％,定量地给出了调水对太湖水质的贡献.

流域污染物通量测算方法研究

流域水系内污染物通量不仅能够用于评价各类污染源的水污染物入河负荷,也是对流域污染特征,水污染物在河流水体中复杂迁移、转化过程的最直观反应。准确测算流域水系内污染物跨界通量及其时空分布是进行流域水环境风险预警和风险管理的重要前提之一。针对目前多种污染物通量测算方法在进行污染物年通量估算时,结果不确定性大这一突出问题,以流域水质监测站年内逐日流量、悬浮颗粒物监测数据作为悬浮颗粒物年通量参考值,基于以月、半月、周为周期的监测策略,将逐日流量、悬浮颗粒物监测数据重新筛选抽样构造,由此,系统分析了不同流域集水面积、污染通量监测频次和目前常用通量估算方法对污染物年通量估算不确定性的影响。所得方法和结论可为进一步制定流域污染物通量的测算规范提供方法指引和技术支持。