一维水质模型结合改进的输出系数法在流域非点源污染负荷估算中的应用

非点源污染是导致流域水体水质恶化的关键污染来源之一,为了估算流域非点源污染负荷,本文提出将一维水质模型应用于分离监测断面点源污染负荷和非点源污染负荷的方法,并结合了改进的输出系数法,以COD_Mn和NH₃-N为代表性指标,将该模型应用于潮河下游流域,并与传统的水文分割法结合改进的输出系数法估算非点源污染负荷的结果进行对比。结果表明,一维水质模型结合改进的输出系数法估算流域非点源COD_Mn和NH₃-N污染负荷模拟值的纳什系数均在0.800以上,具有良好的模拟精度,同时避免了水文分割法无法较好地模拟枯水期非点源污染负荷的弊端。该方法在运用SWAT（soil and water assessment tool）模型预测得到水文数据的情况下,能够预测流域非点源污染负荷,作为SWAT模型对COD模拟的补充。     

黄河干流潼关断面非点源污染负荷估算

基于平均浓度法原理,根据黄河中游降雨径流特点,将年内过程分为汛期和非汛期两个阶段,同时将高含沙水流中的污染负荷分为水体中的溶解态污染负荷、泥沙吸附态负荷两部分,提出了多沙河流非点源污染负荷估算模型;根据黄河干流潼关断面1950-2006年实测水沙资料,结合水体、泥沙污染物浓度测定试验,分别计算了潼关断面2006年以及丰水年(P=25%)、平水年(P=50%)、枯水年(P=75%)3种不同代表年型下的非点源污染负荷.结果表明:黄河干流潼关断面年污染负荷以汛期为主,汛期污染负荷以非点源为主;非点源污染负荷中,硝酸盐氮、氨氮以溶解态为主,总磷以吸附态为主;潼关断面非点源污染负荷占全年负荷比例:丰水年时,硝酸盐氮占63.09%,氨氮占61.32%,总氮占87.17%、总磷占89.83%;枯水年时,硝酸盐氮占26.92%,氨氮占24.62%,总氮占67.60%、总磷占71.73%.2006年,硝酸盐氮、氨氮、总氮和总磷非点源污染负荷占全年比例依次为:17%、14%、15%和41%.     

丹江鹦鹉沟小流域氮素随径流的迁移及对水质的影响

计算小流域非点源氮素流失负荷,并以此开展丹江水源区水体污染源解析和控制研究。基于流域断面及小区监测试验,利用平均浓度法对鹦鹉沟流域氮素年均流失模数和不同土地利用类型的非点源污染负荷进行计算分析。结果表明:径流水质中主要是总氮质量浓度超标,且硝氮质量浓度均大于氨氮质量浓度;当坡耕地坡度大于25°时,氮素流失严重,水质极差;农村生产生活污染物排放对水质有很大影响,从断面1到把口站,硝氮质量浓度和总氮质量浓度增加较大;农地、草地和林地的总氮年均径流流失模数分别为0.36、0.22和0.09t/(a·km2);流域出口非点源污染物氨氮、硝氮和总氮的平均质量浓度分别为0.17,4.71和7.55mg/L,点源污染物氨氮、硝氮和总氮的平均质量浓度分别为0.20、2.12和4.08mg/L。总体来说,鹦鹉沟流域径流中总氮的流失模数为0.89t/(a·km2),总氮是影响水质的主要污染物,需加强对坡耕地氮素流失和农村生活垃圾的治理。     

渭河干流陕西段水环境变化趋势分析

选取渭河干流拓石、林家村、咸阳公路桥、耿镇、华县五个监测断面近十年来CODMn和氨氮的监测数据,分析河流水质随空间、时间变化规律得出:渭河干流CODMn和氨氮浓度从小到大依次为林家村<拓石<咸阳公路桥<耿镇<华县;水质十年间逐年好转。并根据分布规律及成因提出了具体措施和建议,对水环境规划及治理提供参考。     

长江上游沱江流域地表水环境质量时空变化特征

沱江是长江流域上游最重要的支流之一,为了明晰沱江流域水质时空变化特征和防治重点,根据2010—2017年沱江流域36个监测断面水质监测数据,采用单因子评价法和秩相关系数法,从年份、月份、季度和水期4个时间段进行了分析.结果表明:沱江流域水质状况总体上污染较重,但有向好趋势,总磷(TP)为首要污染物,流域断面达标率呈先上升后下降复上升的趋势;水质指标浓度年内变化显著,水质指标浓度丰水期达到最小值,枯水期达到最大值;沱江干流监测断面水质类别好于支流;TP和氨氮(NH₃-N)浓度空间变异性较弱,化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD₅)浓度则存在较强空间变异性.虽然沱江流域水质有变好趋势,但沱江流域面临的污染问题依然严峻,今后要高度重视污染源治理,尤其是TP的防治工作.      

基于主成分分析的Spearman秩相关系数法在渭河干流甘肃段水质分析中的应用

基于渭河干流甘肃段西二十里铺、桦林、北道桥、伯阳桥和葡萄园5个断面2010-2020年的pH、电导率、高锰酸盐指数、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮和总磷8项指标的监测数据,采用主成分分析法计算得到各断面逐年主成分综合得分值,再通过Spearman秩相关系数法分析变化趋势。结果表明：渭河干流甘肃段水质具有较大的时间或空间变异,5个断面水质受污染从重到轻依次为桦林>北道桥>伯阳桥>葡萄园>西二十里铺。总体而言,近10年来,渭河干流甘肃段水质呈明显好转趋势。     

自贡市旭水河流域土地利用/覆被对非点源污染负荷的影响

水体污染的首要原因之一是面源污染,地表过多的营养物质通过地表径流进入水体从而产生污染。这里应用RS和GIS技术,结合输出系统模型,对贡井区旭水河流域非点源污染负荷进行多时相空间分布模拟。结果表明:贡井区非点源污染负荷TN、TP由于当地土地开发利用的缘故,从2007年到2009年呈逐渐上升趋势;在空间分布上TN、TP分布呈越来越离散趋势。研究表明:不同土地利用类型对非点源污染负荷的贡献率也存在着显著差异。     

沈阳市境内浑河流域水质评价

以沈阳市境内浑河流域为例,结合2020年9个月典型监测断面的TP、NH₃-N、COD、BOD₅实测数据,应用改进的内梅罗污染指数法评价流域的水质状况,并与传统方法相比较验证改进方法的科学合理性。结果表明：TP对流域水质影响最为显著,改进的内梅罗指数法能够准确反映流域水质实际情况,8个监测断面中处于Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级水质的断面占比为25.0%、12.5%和62.5%。     

基于PCRaster的流域非点源氮磷负荷估算

以太湖流域上游的西笤溪流域为研究区,应用动态环境模拟语言PCRaster构建月水文和氮磷营养物质输出模型,分析流域内氮磷输出的时空分布特征。以输出系数法为基础,将分布式水文模型与非点源负荷模型相结合,应用地理信息技术构建基于栅格的非点源污染模拟模型,根据1988~2007年的水文、水质实测数据对模型进行率定和验证,定量分析西笤溪流域非点源污染负荷量与氮磷输出的空间分布。研究结果显示:基于单元网格的月水文模型在该流域具有较好的应用效果,率定和验证期的Nash系数和线性相关系数R2均超过了0.80。应用模型估算西笤溪流域非点源污染2002~2005年总氮年输出量为1 670~2 035t/a,2002~2007年总磷输出量为102~164t/a。氮磷负荷的空间分布表明以稻麦或水稻/油菜轮作的农田是非点源污染的最主要来源。     

1990-2016年湘江干流水质变化特征及影响因素分析

基于1990-2016年湘江干流主要断面的水质监测数据,采用综合污染指数法、Spearman秩相关检验和主成分分析法对流域水环境质量演变特征进行综合评价,并结合社会经济指标识别流域主要污染源。综合污染指数结果表明湘江水环境变化趋势明显分为两个阶段,1990-1996年间为水质变好阶段,除个别值外污染指数均小于0.2,1997-2016年间水质呈恶化趋势,水质维持在Ⅲ~IV类之间;Spearman秩相关检验结果表明污染物浓度总体呈增加趋势,其中TP、COD_Mn、Cd、Pb和石油类显著上升;主成分分析结果表明流域污染物主要为NH₄⁺-N、TP和Cd,污染源为生活点源和农业面源,从上游到下游污染程度明显增大,其中湘潭断面水质污染最严重,综合得分为0.9006,道县断面相对较轻,综合得分为-0.7014,城镇化因素是影响流域水环境的主要驱动因素。研究结果可为流域水环境保护和水生态修复提供科学依据。     

长江中下游不同营养水平湖泊水体环境变化特征及机制

选择长江中下游49个湖泊进行不同季节的水体溶解无机氮(DIN)、总氮(TN)、总磷(TP),溶解性无机磷(DIP)以及叶绿素a(Chla)等环境参数分析,开展不同营养水平湖泊水体环境变化特征及生物响应机制研究。结果表明:DIN、TN/TP随TP的变化规律反映了不同营养水平和季节下地球化学作用的影响;氨氮(NH₄-N)、TP、DIP、Chla尤其是NH₄-N的季节性变化规律与营养水平关系密切;TP<0.05 mg/L时,NH₄-N随总磷升高的趋势夏季大于其他季节,TN/TP与硝态氮(NO₃-N)、TN相关性好,营养源组成和氨化作用是主要影响因素;0.05 mg/L4-N随总磷升高的趋势基本相同,TN/TP与亚硝态氮(NO₂-N)、NO₃-N、TN相关好,水生植物利用、氨化和反硝化作用是主要影响因素。TP>0.1 mg/L,冬季NH₄-N随总磷升高的趋势明显大于其他季节,TN/TP在冬季和春季与TN、NO₃-N相关性好,夏季和秋季与TP相关性好,其主要原因在于夏季和秋季水生植物对DIN的利用量、反硝化作用和湖泊内源释放的显著增强。     

Water and sediment quality assessment in the mid-Black Sea coast of Turkey using multivariate statistical techniques

The aim of this study was to investigate the water and sediment quality in the mid-Black Sea coast of Turkey. The samples were collected from six stations during 2007. Investigated parameters were total carbon (TC), total inorganic carbon (TIC), total organic carbon (TOC), ammonium-nitrogen (NH₄-N), nitrate-nitrogen (NO₃-N), nitrite-nitrogen (NO₂-N), total phosphorus (TP), sulphate, total hardness, methylene blue active substances (MBAS), phenol, adsorbable organic halogens (AOX), dissolved oxygen (DO), pH and electrical conductivity (EC) in water samples and TC, TIC, TOC, TP, pH, electrical conductivity (EC), redox potential (Eh) and water content (WC) in sediment samples. Different multivariate statistical techniques were used to evaluate variations in surface water and sediment quality. Principal component analysis helped in identifying the factors or sources responsible for water and sediment quality variations. Five factors were found responsible for 87.63% of the total variance in the surface waters. In sediments, three factors explained 84.73% of the observed total variance. Cluster analysis classified the monitoring sites into two groups based on similarities of water and sediment quality characteristics.     

鄱阳湖水环境质量及主要污染物变化趋势分析

对1985~2013年鄱阳湖水环境质量进行分析评价,结果表明:鄱阳湖水质总体呈下降趋势,目前富营养化状况属中营养状态,主要污染物为总磷、氨氮。运用季节性Kendall检验法对主要污染物总磷、氨氮进行变化趋势分析,大部分主要入湖河流控制断面、湖区监测断面以及出湖控制断面湖口,总磷、氨氮呈上升趋势。     

中国干旱内陆流域水体 N、P负荷特征与动态变化——以黑河流域为例

以黑河流域中游地区为研究区域，通过11年在不同河流断面的长期监测和区域内各类水体如地下水、泉水、水库和河流的空间选点取样分析，研究了干旱内陆流域水体 N、P等植物营养元素的负荷与时空分布及动态变化特征。浅层地下水与河水中NO₃-N含量普遍较高，含量超过 1．1 m g／L，大部分平原水库水中NH₄-N含量超过 0．3 m g／L；河水与浅层地下水TP、NH₄-N与NO₃-N含量均呈现沿流域从出山口至下游的显著递增变化，同时还具有明显的随时间递增趋势，其中NH₄-N含量在河流出山口及下游断面平均年增加幅度分别为 0．11 m g／L和 0．114 m g／L；流域水体 N、P含量的季节变化明显，黑河流域春季及春夏之交的枯水期大部分河段NH₄-N、NO₃-N和TP等要素含量为全年最高并出现水质超标污染。控制干旱内陆流域水域尤其是枯水期的 N、P污染，应成为干旱内陆流域水资源保护问题中值得关注的关键内容。     

Characteristics of the main inorganic nitrogen accumulation in surface water and groundwater of wetland succession zones

Based on the observation of a complete hydrological year from June 2014 to May 2015, the temporal and spatial variations of the main inorganic nitrogen (MIN, referring to NO3--N, NO2--N, NH4+-N) in surface water and groundwater of the Li River and the Yuan River wetland succession zones are analyzed. The Li River and the Yuan River are located in agricultural and non-agricultural areas, and this study focus on the influence of surface water level and groundwater depth and precipitation on nitrogen pollution. The results show that NO3--N in surface water accounts for 70%-90% of MIN, but it does not exceed the limit of national drinking water surface water standard. Groundwater is seriously polluted by NH4+-N. Based on the groundwater quality standard of NH4+-N, the groundwater quality in the Li River exceeds Class III water standard throughout the year, and the exceeding months’ proportion of Yuan River reaches 58.3%. Compared with the Yuan River, MIN in groundwater of the Li River shows significant temporal and spatial variations owing to the influence of agricultural fertilization. The correlation between the concentrations of MIN and surface water level is poor, while the fitting effect of quadratic correlation between NH4+-N concentration and groundwater depth is the best (R2=0.9384), NO3--N is the next (R2=0.5128), NO2--N is the worst (R2=0.2798). The equation of meteoric water line is δD =7.83δ18O+12.21, indicating that both surface water and groundwater come from atmospheric precipitation. Surface infiltration is the main cause of groundwater NH4+-N pollution. Rainfall infiltration in non-fertilization seasons reduces groundwater nitrogen pollution, while rainfall leaching farming and fertilization aggravate groundwater nitrogen pollution.     

Characteristics of the main inorganic nitrogen accumulation in surface water and groundwater of wetland succession zones

Based on the observation of a complete hydrological year from June 2014 to May 2015, the temporal and spatial variations of the main inorganic nitrogen(MIN, referring to NO_3~--N, NO_2~--N, NH_4~+-N) in surface water and groundwater of the Li River and the Yuan River wetland succession zones are analyzed. The Li River and the Yuan River are located in agricultural and non-agricultural areas, and this study focus on the influence of surface water level and groundwater depth and precipitation on nitrogen pollution. The results show that NO_3~-N in surface water accounts for 70%-90% of MIN, but it does not exceed the limit of national drinking water surface water standard. Groundwater is seriously polluted by H_4~+-N. Based on the groundwater quality standard of H_4~+-N, the groundwater quality in the Li River exceeds Class III water standard throughout the year, and the exceeding months' proportion of Yuan River reaches 58.3%. Compared with the Yuan River, MIN in groundwater of the Li River shows significant temporal and spatial variations owing to the influence of agricultural fertilization. The correlation between the concentrations of MIN and surface water level is poor, while the fitting effect of quadratic correlation between H_4~+-N concentration and groundwater depth is the best(R~2=0.9384), NO_3~-N is the next(R~2=0.5128), NO_2~--N is the worst(R~2=0.2798). The equation of meteoric water line is δD =7.83δ~(18) O+12.21, indicating that both surface water and groundwater come from atmospheric precipitation. Surface infiltration is the main cause of groundwater H_4~+-N pollution. Rainfall infiltration in non-fertilization seasons reduces groundwater nitrogen pollution, while rainfall leaching farming and fertilization aggravate groundwater nitrogen pollution.     

喀斯特山区浅层地下水的季节变化特征及影响因素——以普定后寨河为例

以贵州中部喀斯特山区普定县后寨河流域浅层地下水为研究对象,对浅层地下水的季节变化特征及影响因素进行分析。结果表明:在喀斯特山区,浅层地下水主要阴离子为HCO3-、SO42-、Cl-,分别占总离子含量的53%、15%、3%,主要阳离子为Ca2+和Mg2+,占总离子含量的19%和6%,水化学类型为HCO3-Ca型水,pH为7.51～8.23,呈微碱性;浅层地下水具有明显的季节变化特征,HCO3-、Na+、NO3--N、Ca2+、TP的季节差异显著（P<0.05）,K+、Mg2+、Cl-、TN、NH4+-N、SO42-不同季节之间存在差异,但未达显著水平。喀斯特山区,浅层地下水化学性质主要由地层岩性决定,对农业活动、居民生活活动响应敏感,其中以农业活动最为显著,居民生活活动次之。喀斯特山区居民的农业活动和人为干扰使得浅层地下水中氮、磷质量浓度升高,明显影响水质。      

年均值法和频次法对水功能区达标评价影响分析

水功能区达标评价是落实最严格水资源管理制度和水污染防治重要抓手。年均值法和频次法是水功能区达标评价两种主要方法。以太湖流域平原河网区S市W区2013～2017年64个水功能区水质数据为例,比较了两种方法区域水功能区达标评价结果差异。结果表明:(1)年均值法评价区域水功能区达标率高于频次法,双因子(CODMn和NH3-N)、三因子(CODMn、NH3-N、TP)年均值法达标率分别高于频次法18%、24%;(2)CODMn、NH3-N、TP单项因子评价年均值法达标率分别高于频次法11%、12%、14%;(3)两种方法评价结果差异的水功能区占功能区总量的41%,多次出现两种评价方法结果差异的水功能区主要分布在水流不畅易发生滞流的水域,水体污染源和降水可能是影响评价结果的主要因素。选择达标评价方法时应综合考虑水功能区水质变化特征、水生态系统对水质响应关系、水质评价结果的历史连贯性和实际管理可行性等多方面因素。     

贾鲁河中牟段河岸带地下水流及水质特征研究

该文以河南省贾鲁河中牟段为研究区,探究贾鲁河与河岸带浅层地下水的补排关系以及河水对浅层地下水的影响。通 过野外地质调查、水文地质试验、水位监测及水质检测,分析河岸带地表水与地下水的补排关系及污染特征。结果表明,受 中牟县抽取地下水的影响,该河段周围浅层地下水位低于河水位,河流补给地下水,平均单宽补给量为2.04 m2·d-1;河水中 NH3和COD污染较为严重,地下水中“三氮”均超标,其中NO2和NH3污染严重;河水NH3-N浓度远高于地下水,接受河 流补给的地下水NH3污染严重;因硝化作用,远离河流地下水NH3-N浓度逐渐降低,而NO3-N浓度逐渐升高。     

漓江桂林市区段三氮分布特征及影响因素分析

文章为确定漓江桂林市区段三氮含量的变化趋势及其影响因素,分丰水期和枯水期在漓江干流及其支流上选择7个断面分别进行了取样,通过现场水化学指标和室内化验,对研究区三氮含量的时空分布特征和影响因素进行了探讨。分析结果表明:研究区漓江干流上C（NH3-N）和C（NO3--N）的最高值分别为0.248 3mg/L和2.251 7 mg/L,满足地表水环境质量Ⅱ类水标准,但漓江在经过研究区后三氮含量呈升高趋势;三氮含量的季节分布特征为NH3-N和NO3--N含量枯水期明显高于丰水期,而NO2--N含量枯水期略低于丰水期,丰枯季节水温的变化会影响总无机氮（TIN）中各种形态氮含量的比例,使得C(NH3-N)/ C(TIN)由丰水期的4.83%提高到枯水期的6.69%;流经农村生活区和农业地区的桃花江和小东江等支流是区内NH3-N的主要污染源,降雨后NH3-N的含量会明显升高。因此,加强区内漓江支流的综合治理、开展降雨条件下饮用水水源地取水口NH3-N含量的实时监测非常必要。