基于HYPE模型的汉江安康断面以上流域非点源污染模拟

基于空间数据和属性数据,构建了汉江安康断面以上流域环境水文预测(HYPE)模型,模拟了2012—2016年安康水文站的降水量和径流以及研究区非点源总氮、总磷污染负荷。结果表明:HYPE模型日径流量和月径流量模拟结果率定期纳升效率系数分别为0.78、0.90,验证期分别为0.69、0.87;总氮、总磷负荷模拟结果率定期纳什效率系数分别为0.71、0.69,验证期分别为0.68、0.63,表明HYPE模型在研究区具有良好适用性;汉江安康断面以上流域总氮和总磷非点源污染负荷主要集中在6—10月,主要来源于农业化肥施用与水土流失;研究区总氮单位面积负荷流失量为0.354~6.139 kg,总磷单位面积负荷流失量为0.012~0.395 kg,总氮、总磷流失最严重的区域主要分布在流域偏南部,合理使用化肥、加强防治水土流失是控制研究区非点源污染的有效措施。

黄河上游一级支流湟水流域非点源污染现状及控制策略研究

以黄河流域生态保护和高质量发展规划为契机,对湟水流域非点源污染展开研究。结合湟水流域实际情况,采用SWAT模型对湟水流域非点源污染负荷进行估算与分析,同时采用系数法对湟水流域入河量进行估算与分析。计算结果表明:(1)湟水流域进入河流的非点源总氮、总磷负荷多年平均值分别为24874.33 t/a、30.55 t/a;(2)湟水流域总氮贡献较高的区域主要分布在农田集中地区,总磷贡献较大区域主要分布在人工牧草集中地区;(3)湟水流域非点源污染的形成因素包括人口密度、农业种植、畜禽养殖、城市面源等诸多因素,但农事活动是最主要的因素;(4)建议通过植被缓冲带、生态谷坊、化肥削减等措施来削减通过地表径流进入河道的氮磷污染物。研究成果为黄河上游湟水流域非点源污染治理与控制提供科学依据。

水利枢纽上游回水段非点源污染控制策略研究

水利枢纽工程上游河段形成的回水段水体流速降低,自净能力下降,易发生富营养化。本研究以六安市淠河干流城南节制闸水利枢纽上游回水段为研究对象,调查分析了流域范围内污染来源和污染负荷,提出了生态清淤、水生植物恢复、浮动湿地兴建、EHBR等支沟污染控制措施,针对雨水径流随排水涵洞直接进入河道的特点,利用河道滩地建设生态浅塘,拦蓄、截留和净化径流污染,可为水利枢纽上游回水段河流水体富营养化防控提供参考。

基于“源-汇”理论的深圳河湾流域非点源污染风险评价

非点源污染影响因素复杂,实时监测与模拟具有难度,而景观生态风险评价从景观格局与生态过程的角度为区域污染风险评价与识别提供了新的思路。以深圳河湾流域为案例,基于“源-汇”理论,通过源汇景观识别、景观空间负荷对比指数评价污染风险,且与实地监测污染物数据进行数值与空间相关性分析,验证其结果准确性与科学性。研究结果表明:1)污染物监测数据表明流域内雨季总氮、总磷平均浓度超标率为12.99%、11.89%,非雨季超标率为8.61%、9.44%,雨季风险高于非雨季,5、7、9、10、12、13号子流域水环境质量相对较差,下游污染风险高于上游,沿海污染风险高于非沿海。2)非点源污染风险指数法评价结果表明7、9、10、12、13号子流域处于污染高风险区,集中在布吉河流域与福田河下游,占流域总面积的16.93%。3)两种风险结果具有一致性,数值上具有高度显著性,空间上具有聚集性。基于“源-汇”理论的非点源污染风险指数法适用于区域非点源污染风险评价。

考虑暴雨径流的生态环境非点源污染负荷定量控制研究——以柴达木盆地东区都兰县为例

提出考虑暴雨径流的生态环境非点源污染负荷定量控制模型。根据污染源的正向指标对非点源污染负荷削减空间进行优化分配,建立污染负荷控制目标模型,采用遗传算法对模型求解,得到最优污染负荷定量控制方案。以柴达木盆地东区都兰县为试验对象,对所提方法的控制性能进行测试。污染负荷控制前和控制后的对比实验结果表明:污染物平均浓度由0.035 mg/L下降至0.012 mg/L,平均削减率65.7%;峰值浓度由0.078 mg/L下降至0.018 mg/L,最大削减率88.2%。研究成果可为柴达木盆地水资源高效利用、水生态保护以及区域水资源规划利用提供理论依据,为区域生态环境治理工程提供数据支撑。

基于SWAT模型祖厉河流域非点源污染优先管理区识别研究

为识别祖厉河流域非点源污染优先管理区,基于SWAT模型选取黄河一级支流祖厉河流域为研究对象,研究首先模拟出流域非点源总氮污染负荷空间分布情况,以及分别从年际和月际变化角度分析流域总氮负荷变化;并考虑子流域上下游关系及河道对于污染物的滞留作用,以流域黄河汇入口为水质影响监测点,根据子流域相对于整个流域的总氮污染强度,进行非点源污染优先管理区的划分。结果表明:SWAT模型在祖厉河流域适用,利用SWAT-CUP软件针对径流和水质的模拟值进行参数率定,其纳什效率系数均高于0.5。由模拟结果可以得出,各子流域总氮负荷相差较大,位于上游的子流域总氮负荷较小,而负荷较大的子流域,主要分布在河流出口处;自2001-2022年的20年间,整个流域的总氮负荷的变化趋势与年降水量的变化大致相同;并且季节性变化明显,在夏季总氮负荷最高。根据总氮污染强度,将子流域划分为三类污染优先管理区,通过对比发现,在20年间流域中需要对非点源污染优先管理的子流域,大致沿祖厉河上游的苦水河主河道由南致北纵向分布。该成果可为祖厉河流域非点源污染治理及生态修复与保护工作提供参考。

基于氮素迁移规律的农业非点源污染与防治研究——以梅林流域2019年观测实验为例

为探究农业非点源污染的迁移规律,针对性地提出农业非点源污染防治措施,文章选择太湖西侧的梅林实验流域为研究区,以氮素为代表性研究对象,开展多场次降雨径流观测实验,从单峰型、多峰型径流过程及径流峰值前、中、后各时段进行分析,借助相关系数分析非点源氮素污染迁移与降雨径流深的内在联系。结果表明:无机氮流失占研究区氮素流失的主体,其中NO_(3)^(-)-N流失量显著大于NH_(4)^(+)-N;TN、NH_(4)^(+)-N、NO_(3)^(-)-N的流失量与地表径流深均呈现明显的正相关关系,相关系数R均为0.95左右。研究区农业非点源氮素污染防治可从径流产生量削减、汇流过程吸收固氮、生物有机肥替代氮肥等方面采取措施。

基于改进输出系数模型的潍坊地区非点源氮磷污染特征分析

为更好地提高潍坊地区水环境质量,探究潍坊市非点源污染状况非常必要。借助ENVI、ArcGIS软件、结合网络资料及实地调研,采用改进输出系数模型对潍坊地区2004—2020年总氮(total nitrogen,TN)、总磷(total phosphorus,TP)非点源污染负荷进行估算并分析其时空变化特征和污染来源;通过单位面积负荷系数法评价氮磷污染程度。结果表明:潍坊市非点源氮磷污染负荷在时间上呈现先下降后上升的趋势,且TN的总污染负荷是TP的7.15~7.37倍;在空间上整体分布不均,表现为“中间低四周高”;居民生活和土地利用是主要污染源,其中耕地是最主要的污染来源。潍坊市氮磷污染整体上对环境影响较大。

面向生态环境非点源污染控制区域景观规划研究

景观规划是对区域内生态环境保护的重要途径,部分地区的景观不能有效阻止非点源污染进入土壤,为此,提出面向生态环境非点源污染控制的区域景观规划。以西安市为研究区域,明确景观规划思路,并分析非点源污染的“源-过程-汇”过程。针对生态环境非点源污染过程,采取系列化控制措施。明确各类景观对非点源污染的控制效果,以此构建景观规划目标函数及约束条件,从而得到初始化景观布局。在此基础上,引入粒子群算法实现西安市景观规划。实验结果表明,规划后的区域景观具有较好的非点源污染控制效果以及较高的生态环境服务价值。

水体流域有机污染物非点源时空差异性特征研究

有机污染物通常来自于多种不同的非点源污染,各个非点源污染的特征、分布和颗粒物质运动路径等方面的差异性使得分析非点源污染物的时空特征更加复杂。因此,此研究采集了九龙江流域2020年-2023年的水文数据;通过径流曲线数法计算九龙江流域的地表径流量,并作为水质模型输入项,计算氮和磷的浓度;利用水量水质耦合模型对有机污染物非点源污染时空差异性特征展开分析。分析结果如下:从时间角度看,研究区域有机污染物非点源污染集中在6月份出现;从空间角度来看,上游有机污染物非点源污染负荷低于中游和下游。

夏季城市非点源污染物浓度特征分析试验

为对夏季城市非点源污染特征进行分析,采用室外观测试验方式对朝阳市不同下垫面类型的污染物进行监测分析。结果表明:氨氮是居民生活区主要污染物,占比达到652%,而对于城镇绿化带而言,总磷是其主要污染物,占比达到645%。交通干道各污染物浓度差异程度较低。研究成果对于城市地区非点源污染物浓度来源解析具有参考价值。

爱河流域非点源污染负荷的时空分布规律研究

采用水系分维值和SWAT模型计算分析爱河流域最佳集水面积阈值及其非点源污染负荷时空分布规律。结果表明:将爱河流域划分成46个子流域,最佳集水面积阈值400 hm^(2);SWAT模型验证期和率定期的氮磷、径流模拟值Nash系数均高于0.61,决定系数R 2高于0.84,说明SWAT模型的适用性较好;爱河年径流量与总磷、总氮年污染负荷的正相关系数高达0.92、0.88;总磷、总氮年内丰水期污染负荷占比分别为72.86%、68.70%,非点源污染主要集中于丰水期;耕地单位面积总磷、总氮污染负荷分别为0.70×10^(3)kg/(km^(2)·a)和24.16×10^(3)kg/(km^(2)·a),明显高于其它用地类型,说明爱河流域总磷、总氮污染源主要来源于农村生活和农业生产。

人工湿地去除非点源重金属污染物的研究进展

近年来,非点源(NPS)污染已成为发达国家和发展中国家面临的全球性重大问题。由于各种人为活动产生的非点源污染,导致有机化合物(如药物化合物和农药)和无机养分(如Cu、Pb、Zn等重金属)过量排入到地表水和土壤中,从而改变水质和土壤环境,影响土壤和水生生态系统,破坏食物链和生态链网。因此有效减少非点源污染物负荷的方法或处理工艺越来越受到重视。采用模拟自然且环境友好的人工湿地(CWs)对非点源(NPS)污染进行生态修复近年来已在许多国家引起重视。但关于处理不同来源的非点源污染,特别是重金属污染的资料仍然没有得到充分的总结,所以本文重点介绍了人工湿地技术去除非点源重金属污染的最新进展,重点概述和回顾了非点源污染中重金属污染来源、迁移、转化及其生态毒理学效应。结果表明,人工湿地中的植物能通过各种可能的机制去除重金属污染物,其他因素(如微生物、基质)也起到了协同的作用。

安徽省非点源污染氮磷负荷时空变化及来源分析

探究安徽省非点源污染状况,对保障安徽省水生态安全以及安徽省的高质量发展具有重要意义。采用输出系数模型以及等标污染负荷法,估算安徽省2005-2020年氮磷污染负荷总量;结合GIS技术,分析其时空变化特征;在计算各污染源的等标污染负荷量以及等标污染贡献率的基础上,进一步探究安徽省非点源氮磷污染的主要污染源。结果表明:安徽省非点源氮磷污染存在很大的空间分异性,整体表现为皖北和皖中较高,皖南较低的特点,其中非点源氮磷污染负荷最高的是阜阳市,最低的为铜陵,前者约为后者的6~7倍;在时间上,在全省不同地区及各市,氮污染负荷总量整体呈上升趋势,而磷污染负荷变化则呈现不同的变化趋势;从类型看,非点源氮污染负荷的主要贡献源是土地利用,非点源磷污染负荷主要贡献源是畜禽养殖;从具体指标看,耕地为安徽省非点源氮的主要污染源,农村生活排放和耕地是安徽省非点源磷的主要污染源。

用于农田非点源污染控制的生态拦截型沟渠系统设计与效果研究

生态拦截沟渠是应对农田非点源污染的有效策略。以嘉兴市善县3处农田为研究对象,根据当地农业生产状况和生态条件,设计了一种以生态拦截为核心机制的沟渠结构,通过对该沟渠末端不同时间节点排水中氮磷含量的监测,验证了生态拦截沟渠在农田非点源污染控制中的有效性,结合监测结果提出了意见与建议。

基于SWAT模型的水库型水源地非点源污染模拟分析

月塘水库为仪征市应急备用水源地,流域内农业为主要产业,由农业活动产生的非点源污染也成为该水库污染物的主要来源。选择总氮(TN)、总磷(TP)作为污染物代表指标,构建SWAT模型,模拟月塘水库流域2008—2018年月尺度下径流、TN、TP的入库量,以及年尺度下TN、TP负荷的空间分布,结合区域农业管理分析,结果表明:入库径流量与TN、TP峰值出现在汛期;流域上游氮、磷负荷弱于下游,关键污染源区主要为集中于水库周边以耕地为主的区域;水量调度会影响模拟精度,自然-人工水循环耦合是该模型的改进方向。

大型水库水源地径流非点源污染综合监测技术探析

文章以某大型水库水源地径流域为例,提出了一种基于半分布式途径构建水源地径流非点源污染综合监测模型的污染监测技术,从相关综合监测数学模型的构建、计算非点源氮磷负荷这两方面入手,针对该非点源污染综合监测的技术要点进行了说明。在此基础上,对比分析该径流域监测数值以及实际数值,针对本非点源污染综合监测技术的可靠性进行了验证,结果表明本文所述非点源污染综合监测技术的性能良好,实际可以获取到的监测效果理想。

非点源污染负荷的水文估算方法

从水文学出发 ,考虑点源和非点源污染的形成和运移规律 ,结合当前水文水质资料 ,提出了一种简易的流域污染负荷划分的估算方法 ,并应用到莱州湾的小清河流域。结果表明 ,该估算方法对小清河流域的污染治理有指导意义。

汉阳非点源污染控制区划

城市非点源污染控制区划是控制和管理非点源污染、实现城市可持续发展的重要前提.在探讨城市非点源污染控制区划的原则与方法的基础上,结合城市可持续发展原则、非点源污染敏感性优先原则、非点源污染控制方向相似原则,以武汉市汉阳区为例,尝试了基于L-THIA模型,以GIS空间分析技术为平台,城市非点源污染敏感性评价为核心的定量区划方法.将汉阳划分出4个非点源污染控制区,分区结果可为区域非点源污染控制决策提供科学依据.

非点源污染的管理及控制

非点源污染是指溶解的或固体污染物从非特定的地域，在降水和径流冲刷作用下，通过径流过程而汇入受纳水体（如河流、湖泊、水库、海湾等）引起的水体污染．主要起源于土壤侵蚀、农药与化肥的施用、农村家畜粪便与垃圾、农田污水灌溉、城镇地表径流、林区地表径流和大气干湿沉降等污染源．由于其形成过程受区域地理条件、气候条件、土壤结构、土地利用方式、植被覆盖和降水过程等多种因素影响，具有随机性大、分布范围广、形成机理模糊、潜伏性强、滞后发生和管理控制难度大的特点．非点源污染的发生，对区域生态环境和人类健康形成了严重的危害，不仅污染饮用水源，而且造成地表水的富营养化和地下水污染，破坏水生生物的生存环境，引起生物量的减少或死亡．本文在分析了非点源污染的形成、特征和危害之后，详细介绍了美国在非点源污染管理与控制方面的经验，对于我国在这方面的研究和管理具有重要的指导意义．