潼湖流域污染负荷与水环境容量

以广东省潼湖流域为研究区,综合环境监测和统计数据,运用排污系数法,对流域内6种污染源的污染排放情况进行分析;在水质监测的基础上,核算了流域水环境容量。结果表明,2014年潼湖流域化学需氧量入湖污染负荷为5 098.34 t/a,铵态氮入湖污染负荷为519.87 t/a,总氮入湖污染负荷为1 011.43 t/a,总磷入湖污染负荷为66.25 t/a。城镇生活污染物为潼湖流域的主要污染源,其对化学需氧量、铵态氮、总氮和总磷的贡献分别占污染负荷总量的42.0%、41.2%、48.3%和40.7%;其次是农业种植污染物,4种污染物分别占负荷总量的26.4%、38.7%、37.0%和19.7%;再次是工业污染物,分别占负荷总量的25.9%、13.1%、15.0%和18.7%;畜禽养殖、水产养殖和农村生活污染物对化学需氧量、铵态氮和总氮的贡献率很小,对总磷贡献率较大,分别占总磷污染负荷总量的8.1%、8.5%和4.4%。马过渡河、社溪河和甲子河流域的污染最严重;对污染负荷贡献最大的乡镇是陈江街道,其次是惠环街道。     

基于“3S”技术的大伙房水库汇水区农村生活污染负荷分析

运用ArcGIS软件解译大伙房水库汇水区的卫星影像数据,结合行政区划图确定汇水区3条主要河流两岸1 000m为农村生活污染负荷评估范围,采用排污系数法估算农村生活污染负荷.结果表明,研究区农村生活污染负荷为8 420.28t/a,其中,生活污水的污染负荷占总量的99.40％.农村生活污染对流域水质的贡献率为27.84％,所排放的污染物对河流的贡献率大小依次是氨氮(34.95％)、总磷(27.81％)、化学需氧量(25.53％)和总氮(23.08％),农村生活污染已成为大伙房水库汇水区水体污染的重要源.     

基于SWAT模型的大伙房水库汇水区农业非点源污染空间特性研究

应用SWAT模型对辽宁省大伙房水库汇水区农业非点源污染进行了模拟,利用2006~2009年的水文和水质监测数据对模型进行率定与验证。研究结果表明:研究区泥沙坡面产量为15.40×104t,属于微度侵蚀,其中耕地的土壤侵蚀模数最高,为475.84 t/(km2.a),疏林地次之,灌林地、有林地的土壤侵蚀模数较小;汇水区农业非点源氮、磷产生量分别为1 248.83 t和102.88 t;不同土地利用类型氮、磷的产生量差异较大,耕地远远高于林地等其他类型。总体上,流域农业非点源污染的产生量浑河流域高于苏子河流域,社河流域最小,且河流上游地区高于下游。研究结果揭示了研究区农业非点源污染空间分布特性,可以为水土保持和非点源污染防治提供基础支持。     

太湖流域宜溧河与西苕溪水质对比分析

基于2010年汛期与非汛期太湖流域西部宜溧河及西苕溪22个断面水样实测分析数据,选取高锰酸盐指数（CODMn）、总磷（TP）、总氮（TN）、氨氮（NH3-N）为主要研究指标,利用单因子评价法和综合评价法对两条典型河流汛期与非汛期水质状况及差异,以及两者间不同时期及沿程水质变化进行了对比分析,并从社会经济、自然地理等角度探讨了其产生的原因。结果表明：宜溧河流域平均水体污染程度总体高于西苕溪流域,污染程度更差。宜溧河非汛期各断面的CODMn、TN、NH3-N及TP含量均明显高于汛期的含量,水质状况更为恶劣,而西苕溪汛期的平均水质状况基本劣于非汛期。受流域内城镇空间布局以及工业污染企业的空间分布等因素的影响,河道水体水质状况的空间差异性比较显著。宜溧河段入湖河流水质污染主要来源于点源,汛期下游受到一定程度的非点源污染。西苕溪水质污染主要来源于面源污染,汛期污染物主要是由降雨径流带入河中,下游受到一定程度的点源排放影响。     

五华河流域非点源污染风险区和风险路径识别

非点源污染是亟待解决的水环境问题之一,确定非点源污染过程中的潜在风险区和风险路径是解决非点源污染问题的关键。引入景观生态学中的最小累积阻力模型,以高污染负荷的耕地、建设用地为“源”,运用表示下垫面产流性质的地形湿度指数和CN值构建阻力面,对五华河流域的非点源污染高风险区和风险路径进行可视化识别和分析。结果显示：① 在下垫面产流作用下,五华河流域低产流区主要分布在流域西南部,高产流区呈“人”形贯穿全流域。② 最小累积阻力模型能够有效识别流域内非点源污染风险区和风险路径,五华河流域非点源污染高风险区分布于迥龙、田心、龙母、铁场、登云、通衢、鹤市、紫市、岐岭、华城、转水、潭下、水寨等地的河道两岸,以耕地为“源”的非点源污染风险路径与建设用地为“源”的非点源污染风险路径在空间分布上差异较大。③ 耕地对五华河水质的影响大于建设用地对五华河水质的影响,耕地中的富营养物质和沉积物更容易随地表径流进入受纳水体。④ 流域尺度上治理以耕地为“源”的非点源污染应在邻近耕地的河流两岸建立一定宽度的植被缓冲区,治理以建设用地为“源”的非点源污染宜围绕关键源区进行治理。本研究为非点源污染风险区和风险路径的识别提供一种新的思路,为进一步开展非点源污染治理提供理论依据。     

洮河流域土地利用/土地覆被变化及其驱动机制研究

系统收集和整理1970s后期至2000s洮河流域土地利用/土地覆被、水文气象和经济社会发展数据,采用综合利用指数、转移矩阵、动态度、相关性和主成分分析方法及多元线性回归方法,得到结果表明,过去30 a,洮河流域总体表现为林、草面积减少、耕地面积增加、土地开发利用程度进一步提升。驱动因子相关性及主成分分析表明,洮河流域LULCC受“区域经济+农耕因素+城镇化和气候”3个主成分大类的交互影响和驱动;基于此构建的LULCC多元回归驱动模式,在率定期和验证期精度良好,能够反映洮河流域经济社会发展及区域气候对LULCC的驱动和影响。     

基于径流还现的洮河流域径流变化特征研究

河川径流还现计算是准确反映区域水资源状况的基础,同时也是水资源规划和决策的重要依据。选取甘肃省洮河流域李家村、红旗2个代表水文站长系列径流资料作为基础数据,在还原计算的础上,对洮河流域径流进行还现计算,同时对径流变化特征进行研究。结果表明:1956-2016年洮河流域李家村、红旗多年平均实测径流量分别为39.52×10^8 m^3、44.66×10^8 m^3,还原后多年平均天然径流量分别为39.69×10^8 m^3、46.11×10^8 m^3,多年平均还原水量分别为0.17×10^8 m^3、1.45×10^8 m^3,2站消耗水量主要用于农业灌溉;2站天然径流突变趋势基本一致,突变点均为1990年;李家村、红旗站径流多年平均天然径流量修正还现后分别为31.76×10^8 m^3、38.77×10^8 m^3,减少径流量分别为7.93×10^8 m^3、7.04×10^8 m^3,分别减少20%、15%;还现后李家村站年径流呈现略微增加趋势,而红旗站年径流量呈现略微减小趋势;径流量呈现20世纪50年代和70年代-21世纪00年代低于多年平均值,21世纪10年代高于平均值和不同丰、平、枯状态的年代际特证。研究结果为流域水资源调查评价提供基础支撑,对促进流域水资源高效利用和优化配置,指导区域水资源综合管理与社会经济发展具有重要作用。     

渤海氮污染的来源结构与污染压力空间分布

近30年渤海环境发生了巨大变化,陆源污染输入是导致渤海环境恶化的主要原因。为研究陆源污染压力强度与海域污染的空间关系,采用层级嵌套的水污染输出分区方法,将环渤海地区划分为23个陆海统筹管理分区,并基于土地利用数据、社会经济统计数据和污染普查等资料,估算出环渤海地区五类社会经济活动的总氮排放量,进而分析各分区单元的陆源污染压力。研究结果表明：① 渤海周边陆域总氮排放量约85万t,农业农村面源污染是氮污染的主要来源,占总排放量的57.4%,工业污染贡献有限,渤海湾沿岸城镇居民生活排放突出;② 23个陆海统筹管理分区之间的污染压力差异巨大,辽东湾、渤海湾和莱州湾周边的分区陆源污染压力大,其它分区的压力相对较低,各分区内陆域污染压力与对应海域污染状况在空间上高度一致;③ 各分区之间污染的来源构成差异显著,渤海湾氮污染的主要来源是居民生活排放,辽东湾工业污染相对突出,莱州湾农业面源污染占比大;④ 渤海周边陆源污染排海压力短期内难以缓解。     

闽江福州段支流污染负荷研究

借助地理信息系统对闽江福州段进行流域划分,通过污染源数据的调查和分析,在流域层面上进行了污染负荷研究．研究以COD、NH3-N为主要指标,计算各子流域污染负荷,并确定其主要来源和比例关系．结果表明：闽江流域福州段COD入河总量为9371．75t,NH3-N入河总量为992．63t,工业源与城镇生活源是主要污染源．市区内河是污染最严重的子流域,COD、NH3-N的入河量占流域总负荷的34。4％与61．3％．市区内河、闽江干流北港段、磨溪等流域水体受到各种点源污染的影响,而梅溪干流、大樟溪干流等流域水体则主要受到非点源污染的影响．     

辽河流域社会经济活动的COD污染负荷

辽河流域污染物的输入是辽东湾海洋环境变化的最主要原因,治理海洋污染的根本在于治理陆域污染。以辽河流域COD污染为研究对象,在社会经济数据空间化及与土地利用数据匹配的基础上剔除了部分无效数据,提高了流域污染物估算和空间分析的精度,估算结果表明:2010年辽河流域COD总污染负荷约101万t,其中居民生活和畜禽养殖排放合计占总污染负荷的80%,是流域COD污染的主要来源;工业源污染占11%;城市径流污染占9%。COD污染主要分布在辽河平原,且以面源污染为主,约有30万t入河。生物体代谢是COD污染的主要来源,污染物排放总量难于降低,辽河流域的COD污染压力短期内依然严峻。     

基于SWAT模型的梅江流域非点源污染时空分布特征

利用SWAT模型对亚热带季风湿润区红壤背景下江西省梅江流域非点源污染进行了模拟,并根据实测数据对模型的参数进行了率定和验证。在确定模型适用性的基础上,进行氮、磷营养盐负荷计算,分析了流域非点源污染负荷时空分布特征。结果表明：研究区非点源污染负荷具有显著的时空分布特征,在时间变化上,氮、磷污染负荷与降雨有明显相关性,R2分别是0.909和0.921;硝态氮年平均污染物负荷排放方式主要以下渗为主,下渗硝态氮排放量占总量的63%,与流域内高植被覆盖率有关;在空间分布上,有机氮与有机磷空间分布基本一致,流域内污染物主要分布在梅江中下游的黄陂河与会同河流域,不同土地利用下非点源污染负荷以耕地排放量为主。     

基于分布式水文模型（SWAT）的土地利用和气候变化对洮河流域水文影响特征

土地利用和气候变化是流域水资源发生变化的重要原因。以洮河流域为研究区,通过模型率定得到适宜于洮河流域的分布式水文模型（SWAT）,在综合考虑流域土地利用和气候变化特征的基础上构建多种情景模式,并对不同情景模式下的水文特征进行模拟,得到以下结论：（1）校准后的SWAT模型,R²、R_e和E_ns分别达到0.83、-8%和0.68,说明该模型在洮河流域径流模拟中具有较好的适用性。（2）与1976-1995年相比,气候变化使流域产水量增加1.30 mm,土地利用变化使流域产水量减少0.77 mm。土地利用变化对水文特征的影响小于气候变化,但土地利用变化对流域管理的作用却是不可忽视的。从极端土地利用变化情景可知,与1985年土地利用情景相比,林地、草地和耕地情景中产水量分别变化了18.1%、-7.4%和-10.1%。从气候变化情景可知,当降水量不变,温度分别变化2 ℃、1 ℃、-1 ℃和-2 ℃时,流域产水量的变化量分别为-4.23%、-2.56%、3.08%和6.70%;当温度不变,降水量分别变化20%、10%、-10%和-20%时,流域产水量的变化量分别为56.32%、30.88%、-23.66%和-45.94%。（3）在土地利用和气候变化共同作用下,地表径流增加的区域主要位于下游的广河县、和政县和康乐县以及上游的碌曲县和夏河县等地,地表径流增加地区的面积约占流域总面积的39%。     

北京密云水库小流域非点源污染负荷估算

根据不同类型的非点源污染发生区,选择若干径流小区,进行降雨、径流量、径流水质同步监测,分析不同土地利用类型小区地表径流和泥沙中氮、磷的流失情况。根据地貌特征和土地利用情况,利用通用土壤流失方程和SCS法分别计算不同土地利用类型区土壤侵蚀量和径流量,分析氮、磷的流失特点。结果表明:坡耕地和荒草坡单位面积土壤流失量比较严重;村庄中溶解态氮的流失量最多;村庄和坡耕地是氮、磷流失的重点区域。     

Impacts of climate change and agricultural activities on water quality in the Lower Kaidu River Basin,China

In the context of climate change and over-exploitation of water resources, water shortage and water pollution in arid regions have become major constraints to local sustainable development. In this study, we established a Soil and Water Assessment Tool (SWAT) model for simulating non-point source (NPS) pollution in the irrigation area of the lower reaches of the Kaidu River Basin, based on spatial and attribute data (2010–2014). Four climate change scenarios (2040–2044) and two agricultural management scenarios were input into the SWAT model to quantify the effects of climate change and agricultural management on solvents and solutes of pollutants in the study area. The simulation results show that compared to the reference period (2010–2014), with a decline in streamflow from the Kaidu River, the average annual irrigation water consumption is expected to decrease by 3.84x10⁸ m³ or 8.87% during the period of 2040–2044. Meanwhile, the average annual total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) in agricultural drainage canals will also increase by 10.50% and 30.06%, respectively. Through the implementation of agricultural management measures, the TN and TP in farmland drainage can be reduced by 14.49% and 16.03%, respectively, reaching 661.56 t and 12.99 t, accordingly, and the increasing water efficiency can save irrigation water consumption by 4.41 x10⁸ m³ or 4.77%. The results indicate that although the water environment in the irrigation area in the lower reaches of the Kaidu River Basin is deteriorating, the situation can be improved by implementing appropriate agricultural production methods. The quantitative analysis results of NPS pollutants in the irrigation area under different scenarios provide a scientific basis for water environmental management in the Kaidu River Basin.

     

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。     

陕西大理河流域土地利用/覆被变化的水文效应

近年来,土地利用/覆被变化的水文效应研究已成为国际的前沿和重点。在大理河流域,LUCC(包括水土保持措施)对水循环和水量平衡产生了深远影响,该流域LUCC水文效应的研究势在必行。根据研究区1990年代三期土地利用数据分析了LUCC的时空变化特征,采用特征变量时间序列法及降水-径流模型对LUCC水文效应进行了研究。结果表明:流域土地利用类型以耕地和草地为主,近10年来,耕地和草地面积有所减少,而林地和建设用地面积持续增加;流域年径流和月径流演化过程均表现出明显的下降趋势;LUCC及水土保持具有减少流域年径流、汛期流量以及增加枯季流量的作用,相对于降水因素,人类活动对流域水文的作用占主导地位;在1990~2000年期间,主要由LUCC引起的年均径流减少量达2616.6×10⁴ m³,占该期间实测减水总量的62.19%。     

晋江西溪流域非点源污染的SWAT模型模拟

运用SWAT模型对晋江西溪流域的非点源污染进行了研究．在产流、产沙模拟的基础上,利用1973—1979年晋江西溪安溪站的氨氮、矿物磷实测值对模型进行校准,氨氮、矿物磷模拟的效率系数分别为0．69和0．79．模拟结果表明,1973-1979年西溪流域年均坡面非点源总氮流失量约为1530t或6．3kg／hm^2;总磷流失量约为270t或1．1kg／hm^2;耕作农田是非点源污染的重要来源;非点源污染在西溪各子流域中的空间分布不平衡,蓝溪子流域部分污染较严重．