筑坝拦截对黑河河道沉积物粒度空间分布的影响

河流沉积物对流域环境变化具有敏感响应,其粒度参数能反映沉积环境中物质来源和水动力环境.本文以黑河流域上中游为研究区域,探究河流沉积物粒度对流域环境变化的响应.从黑河上中游干流22个主要控制断面采集河床沉积物样品,采用筛分法和吸管法对沉积物样品粒度参数进行测定,并分析其空间分布规律对筑坝拦截为主的环境改变响应.研究结果表明：受梯级水库建设影响,黑河上中游泥沙粒径大小差异显著.干流库区泥沙粒径较自然河段明显减小,分选很好,呈正偏或极正偏尖锐分布,而且在库区不同沉积高度上表现出分层沉积特征;坝下游河段因遭受强烈冲刷,较自然河段泥沙粒径粗化显著,分选变差,偏态趋向极正偏,峰态尖锐化;水库回水区受水库壅水及下泄清水的双重制约,泥沙粒度参数介于自然河段和坝下游河段之间,整体分选中等,呈极正偏尖锐分布;沉积环境分析表明,上游支流河段沉积物粒度特征受泥沙供给和物源特征的影响较水动力条件显著,干流河段沉积物粒度特征主要受水动力条件控制.研究结果既符合河流上中游沉积物粒度分布规律,也反映了河流环境变化对沉积物粒度组成的影响.     

三峡大坝上下游水质时空变化特征

为探索三峡大坝上下游（坝上99.9 km、坝下63.0 km、全长162.9 km）水质时空变化特征,运用主成分分析和方差分析对2016年近坝段水质时空变化特征进行了分析.主成分分析表明,水文因子流量（Q）、气温（T）、水位（Z）和水质因子（水温（WT）、pH、电导率（EC）、溶解氧（DO）、悬浮物（SS）、高锰酸盐指数（COD_Mn）、硫酸盐（SO₄^2-）、氟化物（F^-）、总硬度（T-Hard）、硝态氮（NO₃^--N）、总氮（TN）和硒（Se））的变化主导着研究区域水质变化;各采样点主成分得分和双因素方差分析结果显示研究区域水质因子时间变化主要呈现出季节和不同水库运行时期的差异.消落期（2-5月）,T-Hard、F^-、SO₄^2-和EC是影响河流水质变化的主导因子;汛期（7-8月）,Q、SS、COD_Mn、NO₃^--N、TN和Se是影响河流水质变化的主导因子;T和WT主导着汛末（9月）河流水质变化,并引起了DO等理化特性的变化;高水位运行期（12月）,Cl^-是影响河流水质变化的主导因子.现阶段,DO、有机污染物（COD_Mn）、无机盐（SO₄^2-和F^-）、营养盐类（NO₃^--N和TN）、类金属元素（Se）和水体的矿化程度（T-Hard）的变化主导着区域水质的变化,是三峡大坝近坝段水域水质的控制因子.方差分析表明,河流的理化特性（DO、pH和SS）、营养盐组分构成（NH₃-N和NO₃^--N）、无机盐类（EC和Cl^-）、石油类有机污染物及粪大肠菌群（FC）等指标在坝上与坝下断面存在显著性差异.气温、水温、降雨、含沙量的季节性影响因素和水库调度运行模式是影响近坝段水质时间差异的主要因子;空间差异主要受城区污染排放和三峡水库调度引起的坝上和坝下水文和水动力学条件差异影响.因此控制研究区域因人类活动等造成的外源性污染,并针对不同类污染物质的季节变化特征实施合理的水库运行方式是近坝段水质提升的关键.     

气象条件对淀山湖水质的影响

根据2007-2014年淀山湖湖体每月高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、总氮(TN)和总磷(TP)等水质资料和青浦区气象局月平均气温、降水量和日照时数等气象资料,运用数理统计方法和特征值比较法分析淀山湖湖体CODMn、NH3-N、TN和TP等水质资料变化规律及温度、降水和日照时数等对水质的影响.结果表明:(1)气象条件影响淀山湖湖体水质.平均气温、日照时数影响NH3-N、TN和TP浓度,表现在平均气温高、日照时数多,NH3-N、TN浓度降低,相反平均气温低、日照时数少,NH3-N、TN浓度升高;平均气温高,也会使TP浓度上升,平均气温低,TP浓度降低.降水对水体中CODMn、NH3-N和TN等浓度有稀释作用,降水量多的月份其浓度偏低,相反降水量少的月份其浓度偏高.(2)受气象条件影响,CODMn、NH3-N、TN和TP有季节变化.CODMn浓度4-9月较高,10月翌年3月较低;NH3-N、TN浓度最高值出现在2-4月前后,最低值出现在7-10月;TP浓度最高值出现在7-8月,最低值出现在10月翌年5月.(3)淀山湖CODMn、NH3-N、TN和TP浓度呈下降趋势.     

新安江对千岛湖外源输入总量的贡献分析(2006-2016年)

运用新安江模型,计算了千岛湖25条主要入湖河流在2006-2016年间的入湖流量,结合同时期入湖河道的逐月水质监测数据,分析了最大入流新安江的营养盐——总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH3-N)和高锰酸盐指数(CODMn)总量输入在该时段内的年际变化和季节变化规律,研究了新安江营养盐输入总量变化与新安江水质水量、黄山市人口、GDP和土地利用的关系,探讨了影响新安江营养盐总量的关键影响因素及其对千岛湖水质的影响.结果表明,研究时段内新安江多年平均年入湖水量占千岛湖多年平均年入湖水量的51.4%,占25条主要河流年总入流量的67.3%,新安江CODMn、TP、TN、NH3-N多年平均的输入总量分别为11458.4、214.9、7649.2和756.5 t/a,分别占千岛湖年总负荷的50.7%、34.3%、63.7%和48.4%.各指标的年入湖总量在统计期间均呈上升趋势,且春、夏两季高于秋、冬两季.相关性分析表明,黄山市GDP与新安江CODMn、TN和TP入湖总量呈显著正相关关系,农业面源污染对新安江TN输入总量有显著影响.作为千岛湖最大的入湖河流,新安江营养盐(TP、TN、NH3-N)的输入能显著影响千岛湖的生态系统健康.     

阳澄湖入湖河道分类、污染特征分析及治理策略

为进一步揭示阳澄湖入湖河道的污染物来源,提出相应的治理对策,以2017—2021年阳澄湖入湖河道水质监测数据为基础进行分析讨论。依据入湖水量选取10条主要入湖河道进行分析,其中位于阳澄湖东岸的白曲港在七浦塘拓浚工程建成之前主导流向为出湖,工程建成后,通过Pearson相关分析证实了其流向与七浦塘引水时的水力关系,因此白曲港被选为主要入湖河道。采用距平系数法、系统聚类法和物元分析法将阳澄湖主要入湖河道分为3个类别:第1类别包括白荡、蠡塘河、北河泾、永昌泾4条河道,第2类别包括渭泾塘、界泾和施家斗港3条河道,第3类别包括南消泾、七浦塘和白曲港3条河道。使用因子分析法进行因子分析,第1类别河道的因子为高锰酸盐指数(CODMn)、氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)和总磷(TP),第2类别河道的污染因子为NH3-N、总氮(TN)、pH、TP和DO,第3类别河道的污染因子为pH、TP、TN和DO。通过对上游河道水质情况分析、文件研究以及实地调查等方式得出第1类别河道区域的污染源主要为工业污染源和生活污染源,第2类别河道区域污染源主要为工业污染源与种植业污染源,第3类别河道污染源主要为陆地水产养殖污...     

白洋淀浮游植物群落的时空变化及其与环境因子的关系

浮游植物和环境因子是水生态中重要的组成部分,研究浮游植物与环境因子的相关关系可为白洋淀水资源管理及水生态保护提供理论基础.本研究于2018年非汛期(5月)和汛期(8月)分别对白洋淀淀区8个采样点的浮游植物及环境因子进行调查分析.采用Pearson相关性分析法筛选主要环境因子,分析白洋淀浮游植物群落结构变化和主要环境因子的分布特征,以及两者间的相互关系.结果表明,汛期主要环境因子为溶解氧(DO)、高锰酸盐指数(CODMn)、总氮(TN)和总磷(TP),非汛期主要环境因子为DO、CODMn、氨氮(NH_3-N)和TP.汛期和非汛期检出浮游植物分别为5门38种和6门43种,浮游植物丰度分别为415.30×10~5～1018.14×10~5cells/L和249.62×10~5～454.21×10~5cells/L,优势种分别为6种和10种,且基本为蓝藻和绿藻.浮游植物群落Shannon-Wiener多样性指数(H')、Margalef物种丰富度指数(d M)、Pielou均匀度指数(J)和物种多样性阈值4项指数均表明汛期浮游植物多样性小于非汛期.浮游植物群落特征与水质关联性较强,水质较好区域(如淀区中心) H'和J均较高,反之在水质较差区域(如府河、孝义河等汇入口) H'和J较低.TP和DO是影响汛期浮游植物群落特征的关键因素,CODMn和TP是影响非汛期浮游植物群落特征关键因素.水质评价结果表明白洋淀水质整体处于富营养状态,与2005年以来对白洋淀进行的3次浮游植物生态调查结果相比,淀区浮游植物多样性与均匀度显著下降,表明淀区富营养化程度持续加深.     

梯级筑坝下小型山区河流水体碳氮磷的时空特征及富营养化风险

梯级筑坝对河流水环境演化的影响是国内外关注的热点.小型山区河流高密度梯级开发对水体生源要素的空间格局以及水环境演化的累积影响特征尚不清楚.以重庆市五布河为研究对象,对流域内8个“河流—水库—下泄水”交替系统中表层水体理化因子及碳(C)、氮(N)、磷(P)形态组成进行季节性监测,探讨了梯级筑坝对小型河流生源要素空间格局及水体富营养化风险影响的累积特征及驱动机制.结果表明：梯级水电开发对五布河流域水生生境和生源要素空间分配的影响具有潜在的累积效应,各库区水体碳氮磷浓度均呈逐级增加的空间规律;水库段的有机碳及不同形态的氮、磷浓度均高于入库河流,因此水体养分浓度呈现出河段尺度(即单个河流—水库—下泄水系统)和流域尺度(即上游至下游)耦合的空间变异模式.上游水库中溶解性氮、磷的再释放及下泄输移能够补给下游库区,加之下游水库泥沙对氮、磷的吸附—沉积作用的减弱,导致水体氮、磷总量及溶解性氮、磷的占比沿程增加,呈现梯级筑坝对水环境演化的累积影响.梯级筑坝影响下河流碳氮磷总量的相关性减弱,而溶解性养分间的相关性增强,形成了特殊的养分协同演化;水库群之间水力滞留时间的差异与水体碳氮磷浓度具有较好的线性关系...     

太湖流域上游平原河网区水质空间差异与季节变化特征

在太湖流域上游的宜溧—洮滆水系主要河道设置67个监测点,分别于2014年1月(冬季)、4月(春季)、8月(夏季)、11月(秋季)进行水质监测,采用多元统计方法分析了水质的空间差异性和季节性变化,并利用水质标识指数法对水环境质量进行评价.结果表明,宜溧—洮滆水系污染程度较严重,总氮(TN)、总磷(TP)和高锰酸盐指数(CODMn)浓度年均值分别为4.93、0.26和7.63 mg/L;单因素多元方差分析和聚类分析显示污染物浓度具有显著时空差异性,时间上冬、春季污染程度较高而夏、秋季较低,空间上无锡和常州氮、磷污染较为严重,宜兴和溧阳市有机污染程度较高;水质标识评价结果显示流域内水质基本为IV类或V类,其中TN、TP及CODMn是关键污染指标.     

丹江口水库上游武当山剑河水质空间差异性分析

丹江口水库是国家南水北调中线工程的水源地,水质是决定工程成败的关键因素之一,而始终困扰着水库水质的是入库河流的水污染治理问题.本文以丹江口水库上游的武当山剑河流域为研究对象,在水环境调查基础上,选择有代表性的水质参数及人为干扰因子对剑河进行水质空间差异性分析.根据河流地理特征,将剑河划分为上游、中游、下游和太极湖河段调查单元,其水环境管理目标分别为地表水Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅲ类标准(GB/T 3838 2002).结果表明:在投肥养鱼、污水管网缺损和污水处理率低等因素的影响下,剑河全河段总氮(TN)超标比较严重,4个调查单元均达不到水环境管理目标要求.总磷(TP)、化学需氧量(COD_Cr)、氨氮(NH₃-N)在上游、中游河段分别达到地表水Ⅱ类和Ⅲ类管理要求,但在下游分别只有64%、64%和18%达到Ⅳ类水质要求,在太极湖河段Ⅲ类水质达标率分别为71%、29%和0.污染物浓度整体呈现下游 >太极湖河段 >上游 >中游的趋势,其中TN的污染最为严重,浓度范围为2.27~13.51 mg/L,其次为NH₃-N(0.25~13.31 mg/L)、COD_Cr(7.0~95.5 mg/L)和TP浓度(0.01~0.79 mg/L)相对较低,并不构成剑河的核心污染.通过水质空间差异性分析,提出了针对性的污染源削减方案,可以为河流水污染控制和丹江口水库水质管理提供科学依据.     

雄安新区白洋淀冰封期水体污染特征及水质评价

为明确白洋淀冬季冰封期水污染特征,于2019年1月对白洋淀原始区、旅游区、生活区、养殖区和入淀区5个特征区域25个代表性采样点进行水样采集,选取温度、溶解氧(DO)、氨氮(NH_3-N)、亚硝态氮(NO_2--N)、硝态氮(NO_3--N)、总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数作为评价因子,采用单因子评价法、综合污染指数(K)法和主成分分析法对水质进行综合评价.结果表明:白洋淀冰封期不同功能区水体温差波动较小、DO浓度变化幅度大,TN和TP浓度较高.单因子评价表明,TN参与评价时,25个采样点中,Ⅲ类水体占28%,其余为Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类; TP参与评价时,Ⅲ类水体占16%,其余为Ⅳ类、Ⅴ类和劣Ⅴ类,综合看,白洋淀水质整体状况较差;综合污染指数法表明,生活区水质最好,入淀区河流水质最差,其中白沟引河、府河和瀑河3条入淀口河流水质状况最差,为重度污染,主要污染物为TN、TP;主成分分析法表明,入淀区的6条河流彼此间偏差较大,所受污染的影响因子存在较大差异,与主成分1和主成分2高度相关的理化指标是TN、TP.通过3种评价方法定性定量的有机结合,得出白洋淀冬季冰封期水质限制因子为TN、TP且该时期水体污染较严重,冰封期作为湖泊水体的重要时期,探明污染源并治理可显著改善湖泊水质,不仅为白洋淀水体治理提供最佳时机,也为治理和修复淀区水体污染提供指导意义.     

环太湖江苏段入湖河道污染物通量与湖区水质的响应关系

基于2008-2018年环太湖江苏段入湖河道污染物通量及湖区水质数据,从时空变化及相关关系两个方面探讨了入湖污染物通量与湖区水质的响应关系,并分析了污染物进入湖体影响水质的主要因子.结果表明:太湖污染减排已见成效,氨氮、总氮、高锰酸盐指数和化学需氧量入湖污染物通量整体呈下降趋势,年均下降率分别为8.0%、2.0%、1.6%和2.2%,湖体氨氮和总氮时间格局响应较好,年均下降率分别为2.1%和2.3%.湖体氨氮、总氮、总磷、高锰酸盐指数和化学需氧量与入湖污染物通量整体由西北部、西部湖区向东南部、东部湖区递减,空间格局上响应基本一致.全湖区年尺度总氮、氨氮浓度与入湖河道污染物通量分别呈显著正相关、极显著正相关关系;影响湖区总氮、氨氮的主要因子为入湖河道的总氮、氨氮浓度,其次为入湖河道浓度与原湖区水质差值,因此亟需加强入湖河道水质浓度的控制.     

山东南四湖上级湖水质变化评价(2008-2014年)及成因分析

基于南四湖上级湖6个监测点2008-2014年42个奇数月份的水质资料,选取溶解氧、化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数(COD_Mn)、五日生化需氧量(BOD₅)、氨氮、总磷和氟化物作为水质评价的指标.对水质指标的归一化方法进行了改进,采用主成分分析法对6个监测点的水质综合状况进行评价,根据得出的各月综合得分序列分析水质变化趋势.与2000-2007年南四湖上级湖的水质综合状况进行比较,2008-2014年水质明显变好.评价结果表明,同一监测点的水质在不同时间点上有明显变化,同一时间序列不同监测点的水质状况也有不同变化.此外,分析得出南四湖上级湖的主要水质影响指标为COD、COD_Mn和BOD₅.结合评价结果,分析水质变化原因,入湖河流水质状况和湖区底泥是其重要影响因素.     

梁子湖水质时空格局分析

基于大样本监测数据,从点位、湖区、全局3个层次,对梁子湖水质的季节变化和空间差异进行综合分析,发现梁子湖水质存在显著的季节差异和较大的空间差异:(1)季节上,夏、秋、冬季污染相对较重,春季污染相对较轻;夏、秋季主要污染指标为高锰酸盐指数(COD_(Mn)),冬季为总氮(TN);(2)空间上,东梁子湖和牛山湖污染相对较重,西梁子湖污染相对较轻;东梁子湖主要污染指标为COD_(Mn)、总磷(TP)和TN,牛山湖为COD_(Mn)、TN和氨氮,西梁子湖为COD_(Mn)和TN.研究结果有助于更好地了解梁子湖水质的时空变化特点,进而制定有针对性的保护措施和管理对策.     

调水前后南四湖藻密度及水环境要素变化特征

为探究大规模调水输入背景下南四湖生态环境演变特征,采用多种非参数统计方法综合分析2010—2020年南四湖藻密度、总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮、叶绿素a(Chl.a)、五日生化需氧量(BOD₅)、高锰酸盐指数(COD_Mn)年际年内变化规律和影响因素.结果表明：2010—2020年南四湖上、下级湖水质综合污染指数年均值范围分别为0.759～0.945、0.719～0.926,水质总体逐渐改善,但TN单项污染指数存在超标现象,主要可能与入湖河流中高浓度氮输入有关.受南水北调东线工程运行初期与严峻旱情的影响,南四湖藻密度、TP、氨氮、Chl.a在2013—2015年发生突变,随后均呈增加趋势.南水北调东线工程的运行对南四湖藻密度的年内波动影响强烈,调水工程运行后每年10月份出现峰值,其中2016年上级湖藻密度高达520.0×10⁴cells/L.湖区藻密度不仅与氮磷质量比(TN/TP)、TP、COD_Mn、Chl.a呈显著相关,还与降雨、水温密切相关.在南四湖生态环境保护治理过程中,应强化关键水质指标的...     

抚仙湖水质变化(1980-2011年)趋势与驱动力分析

水质恶化是湖泊系统生态健康的主要制约因素之一,科学地判别水质变化趋势是正确认识和解决水环境问题的首要步骤.基于抚仙湖1980-2011共32年湖体水质监测数据,采用Mann-Kendall和Daniel趋势检验法分析了高锰酸盐指数(COD_Mn)、总氮(TN)、总磷(TP)、透明度(SD)、叶绿素a(Chl.a)和浮游植物丰度等6项指标的年际变化趋势;从人类活动和自然环境变化2个角度,筛选出9项水质变化的驱动指标,建立了水质指标与驱动指标之间的灰色关联模型.研究结果表明:①统计的6项指标年际波动较大,其中TP、TN和浮游植物丰度的变异系数最大,达到0.6以上;②在α=0.05显著性水平上,COD_Mn、TN、SD、Chl.a和浮游植物丰度等5项指标均有恶化趋势,Mann-Kendall和Daniel趋势检验2种方法的检验结果一致;③驱动因子与水质指标之间有较强的相关水平,其中,人口数量和水温是主要驱动因子,与主要水质指标的灰色关联系数达到0.7以上的强相关水平.     

巢湖流域塘西河上游分流制系统降雨径流污染特征及初期冲刷效应

研究城市径流水质变化及初期冲刷效应对控制与治理城市径流污染具有重要指导意义.对塘西河上游6次降雨径流水质水量进行监测分析,计算次降雨径流平均浓度(EMC)和单位面积次降雨径流污染负荷(EPL),作M(V)曲线图研究初期冲刷现象.结果表明:降雨径流中悬浮物(SS)、化学需氧量(CODCr)和总磷(TP)的EMC值相对较大;SS的EMC值波动最为显著;总氮(TN)、TP、COD_(Cr)、SS间的EMC值均呈正相关;TN的EMC值与降雨量呈负相关性.各污染物EPL值与各降雨特征间均呈正相关性,经估算2015年研究区在6-8月共有10.38 tTN、2.29 tTP、1022.43 t SS、161.70 t CODCr和5.18 t NH_3-N随降雨径流排入巢湖;降雨量和雨前干期是城市径流污染的主要影响因素;以FF5050为初期冲刷效应判别依据,5种污染物均有初期冲刷效应出现,冲刷程度表现为SSCODCrTPTNNH_3-N;各水质指标的初期冲刷强度与降雨特征之间无相关性;雨型对初期冲刷现象影响较大;当降雨强度达1.36 mm/h即有径流汇集流出时开始截流,截流时间取440 min,截取的最大径流量取224319.14 m~3.     

基于洱海水生态特征的流域最大日负荷总量控制

基于洱海水生态历史数据及现状资料,采用概率密度分布曲线法及水生生物基准相结合的方式计算洱海总氮(TN)、总磷(TP)、高锰酸盐指数(COD_(Mn))和氨氮(NH_3-N)的控制目标,目标值分别为0.36、0.026、4和0.28 mg/L.再根据该水质目标,得到洱海的最大日负荷(TMDL)总量.TMDL总量采用线性规划法计算,其中污染物响应系数矩阵通过MIKE 21二维水质模型计算所得.安全容余(MOS)则通过一阶误差分析法确定.经过一系列的计算,最终确定洱海的TMDL总量控制计划.计算结果表明,洱海TN、TP、COD_(Mn)和NH_3-N的TMDL总量分别为2005.989、149.671、19258.844和1348.119 kg/d,其MOS所占比例分别为6.152%、5.570%、4.380%和5.021%,表明洱海农业面源污染为该流域主要的污染形式,其允许最大排放量约占全部允许排放量的90%左右.