渭河关中段水环境容量计算研究

根据渭河多年的水质监测资料,选取COD作为衡量渭河污染程度的主要指标,采用一维稳态水质方程和段首控制法计算分析渭河关中段的水环境容量。计算中根据最不利原则,选用最枯月水文条件进行计算,分功能区段计算,最后求和得到渭河关中段总的水环境容量(即年允许排放量)为165192 t/a。其中有一半的功能区段排放量已经严重超出水环境容量,应有针对性地采取措施,对现状污染源排放量进行削减。

渭河关中段土地利用变化对生态系统服务价值的影响

[目的]评估渭河关中段土地利用变化引起的生态系统服务价值变化,为渭河关中段生态系统可持续发展的决策提供依据与手段。[方法]根据渭河关中段的土地利用变化数据,采用中国陆地生态系统的服务价值测算方法,对渭河关中段的生态系统服务价值进行评价,并分析了面积变化对生态系统服务价值的影响。[结果]1980~2007年渭河关中段水域面积呈减小趋势,林地面积及建设用地面积均在增加,而未利用地面积在减少,耕地面积变化不大;1980~2007年生态系统服务价值减少了8.37亿元,主要是由于水域面积减少和城市建设用地面积增加引起;林地和草地对生态系统服务价值的贡献最大,单位生态系统服务价值水域最大。[结论]在渭河关中段建设和产业发展过程中,应加强对林地和水域的保护。

渭河关中段水环境安全评价

为了对河流的水环境安全进行评价,评价出沿河城市对河流水环境安全的影响情况,以渭河关中段即渭河所流经宝鸡、咸阳、西安和渭南4个城市段为例,选取2000 ～ 2013年各市与水环境安全有关的14个指标为研究对象,基于压力-状态-响应模型（PSR模型）,利用综合指数评价法,计算4城市段水环境综合安全指数及影响水环境安全程度的权重值,并以此评价渭河关中段的水环境安全,找到影响水环境安全的主要因素.结果表明,2000～ 2013年间渭河关中段的水环境安全状态基本在＂较差＂和＂良好＂两个安全等级间波动;2011年之后关中段水质呈逐步上升趋势;适当增加人均绿地面积、适当减少化肥的施用将有利于渭河关中段水环境的改善.

渭河关中段生态基流保障对灌区的影响及补偿研究

针对枯水期河道生态基流保障造成的农业灌溉用水短缺问题,研究其对灌区的影响及生态补偿量,以推动基流保障工作的持续开展和日益完善。定性分析灌溉用水短缺可能产生的影响,明确不同方案引起的灌区灌溉缺水量,并应用水分生产函数模型估算造成的农作物减产损失,进而确定对灌区的生态补偿量。以渭河关中段为例,对3种基流保障方案造成的灌区灌溉用水短缺问题进行分析计算。结果表明：3种基流保障方案对宝鸡峡塬上、塬下灌区及交口抽渭灌区冬小麦的生态总补偿量分别为2800.30×10^4元、32392.58×10^4元、98817.98×10^4元。

渭河关中段生态基流保障的水质水量响应关系研究

以渭河关中段为研究对象,结合渭河关中段的水文和水质特征,建立了渭河关中段水质水量响应关系计算程序.设置现状年(2007年)生态基流调控方案,通过渭河关中段生态基流保障调控模型计算渭河关中段各断面调控后的流量.将调控后的各断面流量输入渭河关中段水量水质响应关系的Visual Basic程序中,计算得到各断面水质与枯水期平均流量、最小流量及90%基流保证率流量的响应关系.结果表明,林家村断面至常兴桥断面水质相对较好,且优于地表水环境质量标准(GB 3838—2002)Ⅴ类水标准,兴平断面至新丰镇桥断面之间水质相对较差.本文可为渭河关中段枯水期生态基流保障及水质改善提供技术支持.

渭河流域关中段潜在蒸发量时空变化特征

根据渭河流域关中段11个主要代表气象站点1955~2012年逐日气象数据,以FAOPenman-Monteith公式得出潜在蒸发量,分析渭河流域关中段潜在蒸发量的时空变化特征。结果表明:1渭河流域关中段年平均潜在蒸发量在1 073.9~1 284.1 mm,流域内多年平均蒸发量随着海拔的降低逐渐增高。2夏季潜在蒸发量在327.6~547.2mm,占全年的34%~42%,变化趋势与全年潜在蒸发量变化趋势高度一致。3渭河关中段随气温上升,潜在蒸发量减少。4年均潜在蒸发量与日较差、平均气温、平均风速、日照时数呈正相关,与相对湿度和水汽压呈负相关。

渭河流域关中段近30年植被动态变化分析

选取渭河流域关中段1980、1990、2000、2005、2007年5期MSS/TM/ETM影像数据,计算提取流域不同时期的归一化植被指数(NDVI),并根据像元二分模型估算关中段流域1980—2007年的植被覆盖度分布,将计算得到的植被覆盖度进行分级处理,获得渭河流域关中段植被覆盖度分级图,系统研究了渭河关中段近30 a来的NDVI和植被覆盖的时空变化特征,详细地分析了不同时期、不同区域植被在其生长周期内的长势情况,以及植被生长状况在空间上的差异性,系统研究了渭河流域关中段近30 a的植被动态变化.结果表明:该区域NDVI和植被覆盖度近30 a总体上呈增长趋势,仅1990—2000年期间有所下降.

渭河干流关中段季节性水环境容量研究

针对季节性河流流量具有周期性变化的特点，采用季节性污水排放计划（SDP）的季节划分方法，提出季节性河流水环境容量计算方法。以渭河干流关中段为例，将一年划分为旱雨两季，利用一维水质模型计算8个季节划分方案和1个对照方案在50％、75％和90％保证率下的水环境容量。研究结果表明：在相同保证率下，分季节计算的渭河干流关中段COD和NH3－N环境容量分别是传统环境容量计算方法的1．17～1．59倍和1．25～1．79倍，表明分季节计算的河流水环境容量明显大于以年为单位计算的河流水环境容量。

渭河流域关中段工业用水效益分摊系数及效益的时空变化研究

为了说明水在工业生产过程中的重要性,采用能值分析理论分析计算了渭河流域关中段的工业用水效益分摊系数,并在此基础上分析了工业用水效益分摊系数及效益在时间和空间尺度上的变化过程。结果表明:近十年来,渭河流域关中段的工业用水效益分摊系数持续减少,多年平均值为4.2%;该分摊系数的空间变化由大到小依次为西安市、咸阳市、渭南市、铜川市、宝鸡市,主要由各地区工业生产过程中投入元素的比例差异引起;渭河流域关中段的单方水效益和效益随时间变化呈现持续增加状态,且中间出现了小幅度的变动。

渭河干流关中段非突发性水质超标风险研究

基于河流水环境系统的复杂性和不确定性,利用随机过程理论,构建了非突发性水质超标风险模型,假设河流水质参数服从对数正态分布函数,采用蒙特卡洛方法求解水质超标风险值。以渭河干流关中段为例进行水质超标风险研究,结果表明:渭河干流关中段COD和NH_3-N的总体水质超标风险都为1,渭河干流关中段水质超标风险极高。

渭河流域(关中段)经济发展与水环境质量演变关系研究

通过对关中地区经济发展与渭河流域(关中段)水环境质量状况的分析,模拟了关中经济发展和渭河水环境质量演变关系,研究了演变关系的趋势,并提出相应的建议,以期为两者之间协调发展提供科学决策的依据。结果表明,关中地区人均GDP与高锰酸钾指数曲线近似"倒U型"曲线的右半段,走势良好。而人均GDP与氨氮指标的曲线与传统的EKC曲线不相吻合,类似"倒U+U"形。说明关中地区在渭河的治理过程中投入较大,环保措施得当,但近两年在氨氮控制上还需加大力度。

城市中保障河流生态基流的可行性与方法研究——以渭河流域关中段典型城市为例

保障河流生态基流,保护河流生态环境。通过对傍河城市降雨资源的调蓄,减少城市生产生活对河流径流量的索取,从而保障河流生态基流量。借鉴国内外城市降雨资源的开发利用方法,提出了傍河城市保障河流生态基流的基本原则。计算出不同频率年可利用降雨量与城市总用水量以及生态用水量的比例关系。从3方面提出了傍河城市保障河流生态基流的方法。城市降雨资源化后可以极大地满足城市生态环境用水量,即使在枯水年和特枯年,城市降雨资源量对生态环境用水量的保障率也在70%以上。

渭河流域关中段城镇污水处理厂污泥处理技术调查与分析研究

根据渭河流域关中段的污染状况及《(渭河流域水污染防治三年行动方案(2012-2014年)》对科技攻关的实际需求,采用资料搜集、实地调查、问卷发放、数理统计等方式对渭河流域关中段55座城镇污水处理厂的污泥处理情况进行了调查与分析。根据调查分析结果,提出了渭河流域关中段城镇污水处理厂污泥处理技术在应用过程中存在的一些问题,并结合该流域实际情况提出了相应建议,期望能够对该流域污泥处理技术的良性发展提供"第一手"的参考资料。

渭河流域关中段水污染特征分析及“十二五”综合治理对策建议

本文在探寻渭河流域关中段水污染特征的基础上,遵照政府部门"事权划分"原则,主要针对渭河流域关中段"十二五"水污染治理提出对策和建议。

渭河流域关中段基于限制排污总量的污染物削减成本估算及对策建议

渭河流域关中段是水污染最为严重的区域,已严重制约了关天经济区经济社会发展。测算渭河流域关中段"十二五"COD和氨氮新增排放量,在水利部门给定的渭河流域关中段纳污能力及限制排污总量基础上,结合"十一五"减排实际,设计三种减排方案,并对削减量及削减成本进行估算。结论显示,短期内将COD和氨氮排放量控制在水利部门核定的渭河干流限制排污总量内难度极大。提出开展基于最大减排潜力的水量保障思路,计算确保渭河干流出省断面达到水质标准所需的稀释水量。结合渭河流域关中段水资源特点,给出了水资源调控措施和建议。

基于模糊数学模型的河道生态基流价值计算

枯水期河道来水量有限、水资源供需矛盾突出,合理的生态基流保障水平有利于促进水资源使用的平衡,而生态基流价值的定量化正是其重要基础。目前关于这方面的研究较少,也缺乏相关计算方法。将水资源价值计算的模糊数学模型应用于河道生态基流价值的计算,并以渭河干流关中段的魏家堡、咸阳、临潼和华县水文站断面为例对该方法进行具体应用。结果表明:4个断面的生态基流价值分别为3.01 CNY/m^3、3.30 CNY/m^3、2.01 CNY/m^3和2.11元/m^3,相对较低,可以作为生态基流价值的下限。

基于三角模糊数理论的河流水环境容量计算

基于河流水环境系统的不确定性,将水环境系统参数定义为三角模糊数,通过将常规的确定性模型参量用三角模糊数表示,建立了河流水环境容量计算的三角模糊数模型。根据该模型,可以计算得到河流水环境容量的三角模糊数值。结合渭河关中段实例研究表明,基于三角模糊数理论计算河流水环境容量,理论上可行,计算结果可信。

基于区间数理论的河流水环境容量计算

基于河流水环境系统的随机、模糊与灰色等不确定性,将水环境系统参数定义为区间数。在此基础上,通过将常规的确定性模型参量区间化,建立了河流水环境容量计算区间数模型。根据该模型,可以计算得到河流水环境容量区间值。结合渭河关中段实例研究表明,基于区间数理论计算河流水环境容量,理论上可行,计算结果可信。

改进RVA法在河流水文情势评价中的应用

【目的】研究改进变化范围法(Range of Variability Approach,RVA)中各水文指标对生态环境的响应程度,以有效避免RVA在评价河流整体水文情势时容易忽略低度、中度改变指标的不足,为河流生态系统的管理决策提供参考。【方法】基于改进的RVA算法充分考虑了5类33个水文指标与生态系统之间的响应程度,并将层次分析法(主观赋权法)与熵权法(客观赋权法)相结合赋予各指标生态权重,集结并累加各指标综合生态权重与单个水文指标改变度,综合评价河流水文情势的整体改变度。以渭河关中段为例,依据林家村、咸阳、华县水文站1960-2010年的日径流资料,借助Mann-Kendall非参数检验方法诊断径流序列突变点,采用RVA法计算单个水文指标的改变度,利用改进的RVA法对渭河关中段水文情势的整体改变度进行评价。【结果】利用未改进的RVA方法计算得到渭河关中段林家村、咸阳、华县控制断面的整体改变度分别为75%,69%,67%,均属于高度改变;而用改进RVA算法计算得到的林家村、咸阳控制断面的整体改变度分别为51%,40%,属于中度改变,华县控制断面的整体改变度为29%,属于低度改变。对比两种不同评价结果并进行合理性分析可知,基于改进RVA方法的评价结果更加贴近河道所提供的整体信息和指标改变度的分布特征,符合客观实际。【结论】通过赋予各水文指标生态权重,综合考虑各水文指标与生态系统之间的响应程度,能有效融合33个水文指标在评价河流整体改变度时的内涵,研究成果更加客观且符合实际。

城镇污水处理厂污水资源化调查与分析研究

根据渭河流域关中段污染状况及《(渭河流域水污染防治三年行动方案(2012-2014年)》实际需求,采用资料搜集、实地调查、问卷发放、数理统计等方式对该流域城镇污水处理厂污水资源化企业(工程)进行了调查与分析。同时,提出了污水资源化企业(工程)存在的若干问题,并结合该流域实际情况提出了若干措施,期望能对该流域中水回用事业的健康发展提供帮助并对其隶属课题(2011KTZB 03-03-03)的基础性内容提供直接技术支持。