滇池水体污染和治理的特点

滇池是一个发育至老年末期的高原湖泊。滇池流域是缺水地区,水资源的供需平衡靠径流、污水和农田回归水的循环利用得以实现,重复用水率25％。随着人口的增长和工农业的发展,滇池水资源污染日益加重,水体严重富营养化。滇池是整个流域污染物唯一的汇,这也是其难以治理的原因。近年来,从中央到地方用于滇池污染治理的总投资已逾40亿元,而治理措施收效甚微,因此,对滇池这样有特殊污染机理的湖泊治理应从更宽泛的角度出发去考虑,甚至采取非常措施。     

滇池污染特征及治理对策

滇池是昆明市的母亲湖,是昆明市的主要水源和经济命脉。近二三十年来,昆明城市规模急剧膨胀,大量污水直接排入滇池,使久负盛名的滇池富营养化。通过深入分析滇池污染的现状和形成原因,提出滇池治理是一项综合性的系统工程,需要寻求新的治理思路和措施,通过改变水流方向和出水口、设立重污染软隔离带、控制农村面源污染、调整产业结构、发展生态农业、恢复流域生态系统等生物、工程措施和经济、政策、法律措施综合协调运用,以实现滇池污染的根本性治理。     

城市化背景下滇池流域生态系统健康重建思考

在分析城市化背景下滇池流域生态系统健康内涵与生态重建途径基础上,从城市布局与流域自然生态格局的关系,城市用水与流域生态用水的关系,以及城市污染控制与流域环境承载力的关系,分析城市化对于滇池流域生态系统健康的影响,提出城市化背景下滇池流域生态系统健康重建主要策略:(1)优化城市布局形态,恢复流域生态功能;(2)遵循区域地带规律,保障流域生态用水;(3)加强控制措施整合,促进流域水质达标。     

滇池水环境污染的工程治理综述

滇池污染治理工作已经进行了20多年，各级政府实施了60个治理项目，投资了几十个亿，但至今滇池水质改观并不明显。这主要是由于近年来滇池流域的社会经济发展迅速，城市及经济规模的急剧扩大，各种污水及固体废弃物的产生量也急剧增加。加上滇池地处盆地最低点，污染物基本上都随水流入滇池。而滇池所处地域地貌条件，决定了其径流面积小，水资源量少，蒸发量大，使滇池富营养化及生态恶化问题日趋严重，使滇池处于严重污染与水资源短缺的双重困难之中。滇池污染治理面临十分严峻的形势，需要在加大污染治理力度的同时，采取更直接有效的措施－－通过建设主城区截污工程和外流域引水工程，来改善滇池水环境质量，加快污染治理进程。     

滇池流域地下水硝酸盐污染现状分析

硝酸盐污染是地下水普遍的水质问题。通过对滇池流域地下水监测，分析硝酸盐污染的流域分布、超标情况，评价了硝酸盐污染现状，探讨了硝酸盐污染与施用氮肥之间的关系。得出滇池流域地下水硝酸盐属于Ⅲ类标准(2．0—20mg／L)仅为30％，Ⅳ类(20—30mg/L)为20％，Ⅴ类(≥30mg/L)为50％，地下水硝酸盐合格率仅为30％。从地理分布来看，呈贡地下水硝酸盐污染较官渡区、晋宁严重，滇池流域地下水硝酸盐含量与氮肥施用量有明显的相关性。     

气候变化对汉江水华影响评价的参数模型分析方法及其应用研究(英文)

气候变化对河流和湖泊水环境的影响是当前国际国内关注的热点问题和学科前沿问题之一。但是由于其复杂性和不确定性,目前对该问题的科学研究和成果仍然十分有限。本文针对水质污染中的富营养化问题,以中国南水北调中线工程调水区的汉江流域为例,开发和应用了多元线性回归、多元非线性回归、人工神经网络及河流富营养化模型等多种评价方法,建立了与气象要素、水文要素、营养盐负荷相联系的多输入单输出富营养化系统参数模型,深入分析了在人类活动和经济发展所产生的影响以外,气候变化在此基础上对水体富营养化的增益作用。最后本文通过单因子和多因子分析法,甄别出不同情景下各要素对汉江水华的影响。通过计算得出,当其中某一项要素变化而其他两项不变时,其导致河流富营养化的贡献度依次为:污染负荷(14.82%)、水文要素(5.56%)、气象要素(3.7%);当污染负荷和水文要素同时变化时对水华的贡献度最大(20.37%),其次是当污染负荷和气象要素同时变化其贡献度为(15.82%),最后为水文要素和气象要素同时变化时的贡献度为(11.11%)。研究结果表明,对于中国这样的发展中国家来说,当控源和治污不能在短时间内达到良好的效果的时候,气候因素会增加水污染的风险性。即使水体内部污染源稳定,气候变化依然会通过改变水温和水文情势进而影响水体富营养化程度。最后本文通过多种方法比较,根据预测和评估得出的结果制定相应的防治对策,从而对今后的相关研究可起澄清概念和指明方向的作用。     

基于SOM的流域分类和无资料区径流模拟

无资料区的径流模拟问题是国内外水文研究的难点之一。基于相似流域的参数移植法是常用的解决方法之一,但如何判断相似流域是制约此类方法发展的难点。本文以滇池流域为例,采用自组织映射神经网络(SOM)和层次聚类分析(HCA)联合模式,选取16个流域物理特征为指标进行子流域分类,以确定相似流域。运用无分层的K-means分类的SOM法将整个滇池流域划分为7类具有水文属性的子流域组,分类情景与HCA基本一致,两者实现相互验证。采用HBV水文模型模拟子流域径流过程,并选择部分子流域进行组内参数移植交叉检验。结果显示,HBV模型可较好的模拟滇池流域径流过程;此外,子流域交叉检验结果优良,表明同组内参数可以相互移植。本文不仅为解决滇池流域无资料问题提供了可靠手段,而且由于SOM实现了高维流域特征可视化展示,有助于管理者全面、深入的把握滇池流域水文属性的空间分布特征,为进行水资源管理提供指导。     

基于滇池水生态系统演替的富营养化控制策略

自20世纪80年代以来,滇池开始爆发大规模蓝藻水华。滇池治理一直以提高水质为主要目标,以污染控制为主要手段。近10年来,滇池水质虽呈现明显好转趋势,但长期实施的污染控制工程并未有效抑制蓝藻水华爆发。通过浅析滇池富营养化特征,分析当前治理思路和方法中存在的不足,并结合生态系统稳态转换理论和一些国内外富营养湖泊治理经验,认为滇池具备在较高营养盐浓度(V类水质)下恢复清水草型生态系统的可能性,提出滇池治理可以适当降低对水质的要求,在污染物控制的基础上辅以生态修复措施的治理思路,最终实现滇池生态系统由浊水-藻型向清水-草型演替。     

流域非点源污染模拟研究--以滇池流域为例

流域的水质管理是一个多步骤的过程,数学模型以其定量计算和动态操作在流域管理中起着重要作用。本文利用美国EPA开发的HSPF(HydrologicalSimulationProgramFortran)模型,选取云南滇池流域作为案例,给出非点源污染模型流域水文水质的模拟过程。首先在子流域划分的基础上,完成数据库的建立。参数估值主要依据流域性质、先前经验值、其他模拟研究和文献中的取值。参数优化、模型校正和模拟验证是采用流域河流出口流量和污染物浓度值完成。最后用校正后的模型计算了滇池流域河流入湖流量及各子流域污染总负荷量与非点源污染负荷量。     

扎龙湿地表层沉积物磷的赋存形态及空间分布特征

沉积物中不同形态的磷具有不同的地球化学行为和生物有效性,其含量和分布特征包含着许多环境地球化学信息。该文利用SMT法对扎龙湿地表层沉积物中总磷(TP)及各形态磷进行了分析,探讨其空间分布特征及控制因素。结果表明,扎龙湿地表层沉积物TP含量高,接近于富营养化严重的太湖和巢湖,主要分布于核心区和东北部;无机磷(IP)含量稍高于有机磷(OP),其分布特征都与TP相似。IP中的钙结合态磷(Ca-P)和铁铝结合态磷(Fe/Al-P)空间分布差异性较小,Ca-P含量占IP的59.2%。TP及各形态磷含量受粒度、有机质、pH及溶解氧等环境因子的影响,造成扎龙湿地水体富营养化的污染物质主要来自外源;但随着湿地盐碱化加重、生态环境破坏及植被覆盖度下降,沉积物内源磷的释放将成为扎龙湿地水体富营养化的重要来源,将直接加剧水体富营养化程度,尤其增加核心区水体富营养化的风险。     

借助137Cs估算滇池沉积量

根据137Cs测量值和具体区位判断,滇池流域土壤与湖泊沉积物中的137Cs是世界与中国核试验生成物叠加的结果,由此在滇池沉积物中识别出1954年、1963年、1976年、1986年几个特定年份的沉积层(时标)。计算不同时标间的沉积物质量,可求出不同时段单位面积上的年均沉积质量,不同湖区该值有差别,但符合湖心沉积低于湖岸的湖泊沉积规律。又参照滇池流域地貌、物源供给、湖盆形态及采样点等,借助GIS方法将滇池湖区划分为远岸湖心区(I)、近岸湖心区(II)、湖西区(III)、湖东区(IV)和湖南区(V),并计算各区底面积;然后将面积与年均沉积质量相乘,得到不同时段各区域的年均沉积总量1954~2003年与I~V区对应的年均沉积总量(104t/a)分别是6.85、8.90、8.43、9.82和5.91,滇池外海的总沉积量为39.91×104t/a。这些结果与当地实情吻合,与他人的研究结果也非常一致。     

基于137Cs计年法估算滇池沉积物重金属负荷

根据滇池流域地貌、湖盆形态、物源供给等,用GIS方法将滇池外海分作7个区域,以¹³⁷Cs计年法确定各区域上部沉积物3个沉积时段为1954~1963、1963~1986、1986~2003年,测算不同时段各区域的泥沙年均沉积通量和年均蓄积量,与当地实情及他人用其它方法研究对照,结果可以吻合。在此基础上,结合实验室测量,估算各区域的Cu、Cr、Cd、Pb、Hg、Zn在各时段的年均沉积通量,得到1963~2003年期间滇池沉积物几种重金属负荷分别达到1040.8、1054.0、11.2、824.7、2.5、2465.6 t。故应十分重视滇池沉积物中重金属,采用减少重金属和泥沙入湖量并举的措施控制沉积物重金属负荷的进一步增长。     

低成本流域空间数据库建库研究——以滇池流域为例

空间数据库在流域空间信息系统中占有十分重要的地位,是进行信息化流域管理的数据基础。以滇池流域为例,利用地理信息系统技术和计算机技术,采用一些公开免费的数据资源和软件平台,经过资料搜集、数据库建模、数据处理和数据录入,在很短时间内,迅速完成了滇池流域空间数据库的建立。该空间数据库具有成本低、实现快、更新简单等优点,能实现滇池流域地理空间数据的快速查询和结果展示、渲染,可满足市级环境管理工作的日常需求。     

两个相连湖泊的微生态系统——云南高原湖泊中浅水的星云湖和深水的抚仙湖研究

抚仙湖是中国云南省的一个深水湖，连接着富营养化的浅水湖－－星云湖，星云湖排放含绿藻的水进入抚仙湖。两湖位于省会昆明附近，由于地方文化、集约化农业、以及旅游业的发展，两湖已经富营养化。因为湖泊体积容量的级别差异，深水湖的富营养化几乎没被注意，抚仙湖秋季下层滞水带缺氧已经关注了20年，似乎下层滞水带是深水湖富营养化的指标或趋势。抚仙湖看起来目前情况尚好，可以说寡营养，然而，外界负荷是潜在的，且是以稳定的加速度进行的。在此对浅水湖富营养化的原因进行了讨论，包括在其它云南湖泊观察到富营养化的过程，再者，对两个连相湖的藻和蓝藻碎片的大小构成进行比照。为了与深水的抚仙湖状况进行比较，简略介绍了一个日本的深湖及其径流系统。其中，涡流和它的微生态系统，在两者中相关性很好。对于以涡流生态系统的见解判断微生态系统的深水湖富营养化问题将给予概括。     

滇池内湖滨带底泥的有机质分布规律

2008年4月,用自制柱状采泥器及彼德森采泥器在滇池草海和外海采集内湖滨带底泥柱状样(每5 cm分一层)和表层样(0～10 cm).其中,草海内湖滨带底泥表层样12个,柱状样9个;外海内湖滨带底泥表层样22个,柱状样7个.研究结果表明,滇池内湖滨带底泥表层有机质含量为2.20～154.62 g/kg,滇池草海内湖滨带底泥中平均有机质含量为76.94 g/kg,明显高于外海(16.56 g/kg),这主要是因为草海是沼泽化湖湾且附近村落密集;草海内湖滨带底泥有机质含量的最大值出现在西岸,而外海内湖滨带底泥有机质含量也是西岸高于东岸,这主要是由于周围农业和渔业的影响所致.由于外源污染输入量及湖内自净能力等的综合作用逐年波动,使内湖滨带底泥有机质含量垂直分布未明显随深度增加而一直增加或降低.滇池内湖滨带底泥表层pH为7.03～7.96,略偏碱性,外海内湖滨带底泥pH水平略高于草海,底泥含水率除个别采样点外变化不大,多数低于50%.     

基于污染足迹模型的湖州市农业污染评估

太湖流域的水环境质量呈现严重恶化趋势,农业污染物的排放是太湖流域水体环境恶化的主要原因之一。农业污染物主要来源于种植业、畜禽养殖业和水产养殖业的生产过程,不同于以往分开论述三者对水环境的影响,本文基于全国第一次污染普查数据,运用污染足迹模型定量分析了湖州市农业面源(种植业、畜禽养殖业和水产养殖业)对水环境的影响。研究结果表明:(1)农业生产产生的污染物对水环境的影响排序为:磷>氮>有机物;(2)各农业生产类型对水环境的影响排序为:水产养殖业>种植业>畜禽养殖业;(3)湖州市各区县对水环境的影响也存在着明显的空间差异。通过对湖州市农业污染足迹评估,可以明确地提出哪种污染物类型、农业生产类型和区域是湖州市农业面源污染治理的重点。研究结果可以为太湖流域农业的可持续发展和水资源的可持续利用提供一定的参考价值。